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基于0- 1 变量函数在线性优化求解中的应用研究

2021-07-16熊庆如

科学技术创新 2021年19期
关键词:规划优化数学

熊庆如

(浙江东方职业技术学院基础部,浙江 温州 325011)

优化求解是线性规划的一个通行的做法,是从可行解中寻找最优解的一种数学方法。它涉及目标函数、约束条件、决策变量这几个因素。优化求解方法一般有两类:第一类是求最优解,它包括数学规划和动态规划;第二类是求近似求解,它包括启发式算法和metaheuristics。至于选取哪种方法,是要在具体实践中加以考量。

1 问题的引入

数学规划是若干个变量在满足一些等式或不等式限制的条件下,使一个或多个目标函数取得最大值或最小值。

其中,会出现可行解(或可行域)和最优解(或最优域),求解过程有许多软件可以使用,通常,LINGO用的比较多。下面结合例子加以说明。

譬如:有7 天时间可安排复习4 门课程,每天只能复习一门课程,每门课程至少复习一天。各门课程复习天数与可能提高分数之间的关系如下表:

课程 1 天 2 天 3 天 4 天语文 3 5 6 7英语 5 5 6 9数学 2 4 7 8政治 6 7 9 9

如何制定复习计划,才能使得所有课程提高的总分尽可能大?

对这个问题一般化处理:有T天时间可用于复习n 门课程,每天只能复习一门课程,每门课程至少复习一天。用t 天时间复习j门课程,可使该门课程提Pjt高分。如何制定复习计划,才能使得所有课程提高的总分尽可能大?

决策变量:xj为第j 门课程复习天数j=1,2,3,4…,xj为正整数,x1=3,x2=1,x3=2,x4=1

但是,目标函数的足标有决策变量xj,不便于求解。问题在于假设不好!

倘若把它变为一个二维变量:

则原来的可行解x1=3,x2=1,x3=2,x4=1 就成:

虽然上面这个式子是正确的,但不符合数学规划规范,为此,这需要使用0-1 变量的技巧。……

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