整数规划问题的求解 .ppt

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1、整数规划问题的求解整数规划问题的求解方法：分支定界法和割平面法匈牙利法（指派问题）分支定界法1）求整数规划的松弛问题最优解；若松弛问题的最优解满足整数要求，得到整数规划的最优解,否则转下一步；2）分支与定界：任意选一个非整数解的变量xi，在松弛问题中加上约束：xi≤[xi]和xi≥[xi]+1组成两个新的松弛问题，称为分枝。新的松弛问题具有特征：当原问题是求最大值时，目标值是分枝问题的上界；当原问题是求最小值时，目标值是分枝问题的下界。检查所有分枝的解及目标函数值，若某分枝的解是整数并且目标函数值大于（max）等于其它分枝的目标值，则将其它分枝剪去不再计算，若还存在非

2、整数解并且目标值大于(max)整数解的目标值，需要继续分枝，再检查，直到得到最优解。分支定界法的解题步骤：分支定界法例4.4用分枝定界法求解整数规划问题解：首先去掉整数约束，变成一般线性规划问题(原整数规划问题的松驰问题)LPIP分支定界法用图解法求松弛问题的最优解，如图所示。x1x2⑴⑵3(18/11,40/11)⑶21123x1＝18/11,x2=40/11Z=－218/11≈(－19.8)即Z也是IP最小值的下限。对于x1＝18/11≈1.64，取值x1≤1，x1≥2对于x2=40/11≈3.64，取值x2≤3，x2≥4先将（LP）划分为（LP1）和（LP2）,

3、取x1≤1,x1≥2分支定界法分支：分别求出（LP1）和（LP2）的最优解。分支定界法先求LP1,如图所示。此时在B点取得最优解。x1＝1,x2=3,Z(1)＝－16找到整数解，问题已探明，此枝停止计算。x1x2⑴⑵33(18/11,40/11)⑶11BAC同理求LP2,如图所示。在C点取得最优解。即:x1＝2,x2=10/3,Z(2)＝－56/3≈－18.7∵Z(2)

4、3(18/11,40/11)⑶11BACD先求LP21,如图所示。此时D在点取得最优解。即x1＝12/5≈2.4,x2=3,Z(21)＝-87/5≈-17.4

5、明，此枝停止计算。求（LP212），如图所示。此时F在点取得最优解。即x1＝3,x2=2.5,Z(212)＝－31/2≈－15.5>Z(211)如对LP212继续分解，其最小值也不会低于－15.5，问题探明,剪枝。分支定界法原整数规划问题的最优解为:x1=2,x2=3,Z*=－17以上的求解过程可以用一个树形图表示如右：LP1x1=1,x2=3Z(1)＝－16LPx1=18/11,x2=40/11Z(0)＝－19.8LP2x1=2,x2=10/3Z(2)＝－18.5LP21x1=12/5,x2=3Z(21)＝－17.4LP22无可行解LP211x1=2,x2=3Z(2

6、11)＝－17LP212x1=3,x2=5/2Z(212)＝－15.5x1≤1x1≥2x2≤3x2≥4x1≤2x1≥3＃＃＃＃分支定界法例4.5用分枝定界法求解解:先求对应的松弛问题（记为LP0）用图解法得到最优解X＝(3.57,7.14),Z0=35.7,如下图所示。分支定界法1010松弛问题LP0的最优解X=(3.57,7.14),Z0=35.7x1x2oABC分支定界法10x2oABCLP1LP234LP1:X=(3,7.6),Z1=34.8①②LP2:X=(4,6.5),Z2=35.5分支定界法10x1x2oABCLP1LP2134LP21:X=(4.33,6

7、),Z21=35.336分支定界法10x1x2oACLP1346LP211:X=(4,6),Z211=34LP212:X=(5,5),Z212=355LP212分支定界法上述分枝过程可用下图表示：LP0:X=(3.57,7.14),Z0=35.7LP1:X=(3,7.6)Z1=34.8LP2:X=(4,6.5)Z2=35.5x1≤3x1≥4LP21:X=(4.33,6)Z21=35.33x2≤6LP211:X=(4,6)Z211=34LP212:X=(5,5)Z212=35x1≤4x1≥5LP22无可行解x2≥7小结学习要点：掌握一般整数规划问题概念