对偶线性规划——问题转化

从拉格朗日乘子法出发,找原线性规划的对偶线性规划(罚函数的思想)

①将非平凡约束转化为惩罚项,先暂时保留平凡约束,构造拉格朗日函数(与原函数的优化方向相同)
例子如下:
对偶线性规划——问题转化_第1张图片
②每给定一个 p p p,就可以得到松弛问题的一个最优解 g ( p ) g(p) g(p)
在这里插入图片描述
③由于在松弛问题中 p ( b − A X ) p(b-AX) p(bAX)可以 ≤ 0 \leq 0 0,因此原问题最佳解 x ∗ x^* x也必定是松弛问题的可行解,即:
在这里插入图片描述
上式表明:任意给定一个 p p p,松弛问题的最佳值 g ( p ) g(p) g(p)都是原问题最佳值 c x ∗ cx^* cx的下界。
因此,求解 m a x p [ g ( p ) ] \mathop{max}\limits_{p}[g(p)] pmax[g(p)]等价于求解原问题的最佳值

④从求 m a x p [ g ( p ) ] \mathop{max}\limits_{p}[g(p)] pmax[g(p)],将原线性规划转化为对偶线性规划,在有意义的理念下,写出对偶线性规划的非平凡约束
对偶线性规划——问题转化_第2张图片

额外说明

关于对偶线性规划平凡约束的确定方法
即如何确定 p p p值,才能在松弛问题中体现出惩罚的含义(远离优化方向),例如:
对偶线性规划——问题转化_第3张图片

如果优化方向是 m a x max max,按照上述思想继续推导即可

结论:

注意:等号与无约束之间对应

形式变换:b、 C T C^T CT交换,A转置

手推:松弛+最优关系+目标转换+合并因子+剪枝讨论、缩小范围(非平凡约束)+惩罚思想(平凡约束)

结论:在对偶线性规划中:非平凡约束符号相反,平凡约束非负

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