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整数规划和规划学习教案.pptx

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整数规划和规划学习教案.pptx

上传人:wz_198613 2022/1/27 文件大小:445 KB

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文档介绍

文档介绍:整数规划是什么?
规划中的变量(部分或全部)限制为整数时,称为整数规划。若在线性规划模型中,变量限制为整数,则称为整数线性规划。目前所流行的求解整数规划的方法,往往只适用于整数线性规划。目前还没有一种方法能有效地求解一切整数规划。
/共25页
第七页,共26页。
解: 设每周生产Ⅰ、Ⅱ号杯各 百箱,则有如下数学模型
返回
Mathematical modeling
第8页/共25页
第八页,共26页。
例3:设整数规划问题如下
·完全枚举法
Mathematical modeling
第9页/共25页
第九页,共26页。
现求整数解(最优解):如用“舍入取整法”可得到4个点即(1,3) (2,3)(1,4)(2,4)。显然,它们都不可能是整数规划的最优解。
故按整数规划约束条件,其可行解肯定在线性规划问题的可行域内且为整数点。故整数规划问题的可行解集是一个有限集,如图所示。
求得(2,2)(3,1)点为最大值,。
在求解整数规划问题时,可将集合内的整数点一一找出,其最大目标函数的值为最优解,此法为完全枚举法。
返回
Mathematical modeling
第10页/共25页
第十页,共26页。
对有约束条件的最优化问题(其可行解为有限数)的所有可行解空间恰当地进行系
统搜索,这就是分枝与定界内容。通常,把全部可行解空间反复地分割为越来越小的子
集,称为分枝;并且对每个子集内的解集计算一个目标下界(对于最小值问题),这称
为定界。在每次分枝后,凡是界限超出已知可行解集目标值的那些子集不再进一步分枝,这样,许多子集可不予考虑,这称剪枝。这就是分枝定界法的主要思路。
·分支定界法
Mathematical modeling
第11页/共25页
第十一页,共26页。
例4 用分支定界法求以下整数规划
Mathematical modeling
第12页/共25页
第十二页,共26页。
Mathematical modeling
第13页/共25页
第十三页,共26页。
开始
V0 X1=,X2=;Z0=
X2≤3
X2≥4
V1 X1=3,X2=3,Z2=39
V2 X1=,X2=4,Z1=41
X1≥2
X1≤1
V3 X1=1,X2=, Z4=
V6 X1=0,X2=5,Z6=40
V5 X1=1,X2=4,Z5=37
V4 不可行
X2≤4
X2≥5
Mathematical modeling
第14页/共25页
第十四页,共26页。
·0-1整数规划
-1整数规划?
-1整数规划法?
0-1 整数规划是一种特殊形式的整数规划,这时的决策变量xi 只取两个值0或1,一般的解法为隐枚举法。
正如计算机只懂得0,1两个数,1代表是,0代表否。同样的,在0-1整数规划中的0和1并不是真真意义上的数,而是一个衡量事件是否发生的标准。一般来说,我们在从多个事物中选出其中一部分,在一定的条件下求解最优情况时可以采用0-1整数规划法。
Mathematical modeling
第15页/共25页
第十五页,共26页。
例5一个旅行者要到某地作两周的带包旅行,装背包时,他发现除了已装的必需物件外,,(这里用打分数的办法表示价值)如下表所示,问旅行者应该选取哪些物件为好?
Mathematical modeling
第16页/共25页
第十六页,共26页。
解:建立模型为
Mathematical modeling
第17页/共25页
第十七页,共26页。
Mathematical modeling
第18页/共25页
第十八页,共26页。
由上表可知,问题的最优解为 X*=( x1 =1 x2=0 x3=1 ) 但此法太繁琐,工作量相当大。而隐枚举法就是在此基础上,通过加入一定的条件,就能较快的求得最优解: 找到x1 =0 x2=0 x3=1 是一个可行解,为尽快找到最优解,可将3 x1-2 x2+5 x3 ≥5 作为一个约束,凡是目标函数值小于5 的组合不必讨论,如下表。
Mathematical modeling
第19页/共25页
第十九页,共26页。
例6 求解下列0-1规划问题
Mathematical modeling
第20页/共25页
第二十