在线性规划问题的单纯形法中,若标准化后找不到
单位矩阵,可以采用人造基,给方程加入人工变量后,用大M法和两阶段法处理求解。是求解线性规划问题的一种方式。
正如上式所展示的那样,所有约束是(≤),并且有非负右端项(bi≥0)的线性规划,化为标准形式是在每个不等式的左端添加一个松弛变量,这时约束等式左端的系数矩阵就含有一个单位矩阵I,取这个单位矩阵为初始基,很容易得到一个初始基本可行解,从而建立
单纯形表。
但包含(=)和或(≥)约束条件则不是如此。对于(≥)型约束来说,标准化时需添加剩余变量,其系数为-1,而对(=)型约束,则没有松弛变量,因此存在这两种约束条件标准化后缺少足够的松弛变量的系数组成(诸如)十分直观的
单位矩阵,也即无法不做变换地找到
基本可行解。这时候可以利用人工变量x(artificial variables)类似松弛变量添加到等式中去,让它们在第一次迭代起着松弛变量的作用,并随后用某次迭代中再把这些人工变量去掉。
由于人工变量存在于初始基本可行解,而且人工变量是虚拟变量,它们在
目标函数取
极值时不应该存在数值,因此需要将它们从基变量中替换出来。若人工变量可以从基变量中替换出来,即基变量中不含有非零的人工变量,表示原问题有解;若人工变量不可以从基变量中替换出来,则表示原问题无可行解。
如果是求极大值,即假定人工变量在目标函数中的系数为-M(M是任意大正数);如果是求极小值,人工变量在目标函数中的系数为M。用
单纯形法对模型求解,如基变量中还存在M,就不能实现极值。
用单纯形法对上述模型求解。若W=0,说明问题存在
基本可行解,可以进行第二个阶段;否则,原问题无可行解,停止运算。
2、退化:若计算出的用于确定换出变量的 有两个以上
最小值,会造成下一次迭代中有一个或几个基变量等于零。
虽然标准化后可能存在
单位矩阵可以不需要添加人工变量,但是它不具有代表性,而且人工变量法具有普适性,即使添加上了不妨碍结果,人工变量法比起寻找单位矩阵,无论在人工还是计算机计算时都有更高的可操作性。