Системы линейных неравенств. Зоркальцев В.И - 44 стр.

UptoLike

44
2.6 Некоторые особые виды систем линейных неравенств
В отдельных случаях некоторые из указанных в теореме трех
составляющих могут иметь единственный вектор.
Система линейных уравнений. Частным случаем системы
линейных неравенств является система линейных равенств. Рассмотрим
систему линейных уравнений относительно вектора переменных
n
x
R
.
A
xb
=
(46)
Здесь
A
матрица mn× , b вектор
m
R
. Эту систему можно представить
в таком виде
11
,
,,
mm
Ax b
axb
+
+
где
11
11
,,
mm
mimi
ii
aabb
++
==
=− =−
%
i
a
%
вектор, составленный из коэффициентов ойi
строки матрицы .
У системы (46) имеется единственное решение из подпространства S
с максимальным набором активных ограничений. Это будет решение
системы с наименьшей евклидовой нормой
arg min{ : }.
p
xAxb==
У данной системы нет рецессивных направлений в подпространстве
S . Поэтому множество ее решений представляется в таком виде
XpS
=+
,
где
{:0}
n
SsRAs
=
∈=
.
Так, например, множество решений системы, состоящей из одного
равенства
12
1.xx
+
=
представляется в виде суммы
XpS
=
+
, где
p
решение системы с
наименьшей евклидовой нормой
0.5
0.5
p
=
,
а вектор
s
из линейного подпространства S решений уравнения
12
0.ss+=
Итак,
0.5 1
0.5 1
x
α
⎤⎡
=+
⎥⎢
⎦⎣
при любом вещественном
α
.
       2.6 Некоторые особые виды систем линейных неравенств
     В отдельных случаях некоторые из указанных в теореме трех
составляющих могут иметь единственный вектор.
     Система линейных уравнений.           Частным случаем системы
линейных неравенств является система линейных равенств. Рассмотрим
систему линейных уравнений относительно вектора переменных x ∈ R n
                            Ax = b.                               (46)
                                      m
Здесь A – матрица m × n , b – вектор R . Эту систему можно представить
в таком виде
                          Ax ≥ b,
                         a m +1, x ≥ b m +1,
где
                                   m                  m
                        a m +1 = −∑ a% i , b m +1 = − ∑ bi ,
                                  i =1               i =1
 i
a% – вектор, составленный из коэффициентов i − ой строки матрицы A.
      У системы (46) имеется единственное решение из подпространства S
с максимальным набором активных ограничений. Это будет решение
системы с наименьшей евклидовой нормой
                          p = arg min{ x : Ax = b}.
      У данной системы нет рецессивных направлений в подпространстве
S . Поэтому множество ее решений представляется в таком виде
                          X = p + S⊥,
  где
                           S ⊥ = {s ∈ R n : As = 0} .
      Так, например, множество решений системы, состоящей из одного
равенства
                              x1 + x2 = 1.
представляется в виде суммы X = p + S ⊥ , где p – решение системы с
наименьшей евклидовой нормой
                               ⎡0.5⎤
                           p = ⎢ ⎥,
                               ⎣0.5⎦
а вектор s – из линейного подпространства S решений уравнения
s1 + s2 = 0.
      Итак,
                               ⎡0.5⎤  ⎡1⎤
                           x = ⎢ ⎥ +α ⎢ ⎥
                               ⎣0.5⎦  ⎣ −1⎦
при любом вещественном α .



                                         44