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日志

单纯形法之轮廓描写

已有 1067 次阅读2011-5-28 23:13 |个人分类:数学|

      对基本定理的解释往往比定理本身更好玩,如果我这样的解释能够让更多的人更好地理解枯燥的单纯形法,则我认为还是值得的。
      首先,任何一个线性规划的解都可以用一个N维空间的点表示,所有的可行解所对应的点组成的点集就是这个规划的可行域。
      其次从几何的角度谈一下可行域的形状。设K是n维欧式空间的点集,若任意两点X(1)属于K,X(2)属于K,此两点连线上的任一点,aX(1)+(1-a)X(2)属于K(0<=a<=1)则称K为凸集,对应就有凹集的概念。如果这个点集不封闭,或者说有开口,则称为无界。线性规划就是要从这些可行域里面找出最优解。我们要找到一个最有效率的方法,显然穷举法是最没有效率的,而单纯形法是效率比较高的。
      下面的一些东西太恶,没办法写,主要是公式比较恶劣。
      反正思路是这样的:
     (1)  线性规划的可行域是可以是凸集,凹集,空集或者无界
    (2) 基可行解是顶点
     (3)  目标函数只要不是无穷多解和无界解或者空集解,则最优解总在顶点
    (4) 基于以上的结论,单纯形法就可以走地很集约。
          选定一个初始顶点,沿着可行域的边走向另一个顶点,方向自定。每一步都会离最优目标近那么一点点,直到到达目标。我们会发现,初始顶点的选择会影响到最后找到最优解的速度,并且方向也可以左右效率。但是和穷举法比起来的话效率怎样,有人说我用几何也能搞定,画条等值线逼顶点出来,问题是,可行域是N维的,还在欧式里混就不够了。
      所不同的是
      你如果不知道1,2,3你就只能踩蚂蚁,我知道了1,2,3我可以跳着走,不杀生,反正就快那么一点点
      我也不要一步到位,就这样能在最傻的办法里做到最聪明就是最单纯
      有兴趣的去证明下1,2吧
      至于这个有什么用嘛,其实没什么用,只是让你跨出去的时候踏实些。
      有些时候,代数是比较烦的,因为公式太多,而几何就直观多了,用几何来解释代数理解起来会快很多。

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