求解線性規劃問題的基本方法是單純形法,現在已有單純形法的標準軟件,可在電子計算機上求解約束條件和決策變量數達 10000個以上的線性規劃問題。為了提高解題速度,又有改進單純形法、對偶單純形法、原始對偶方法、分解算法和各種多項式時間算法。對于只有兩個變量的簡單的線性規劃問題,也可采用圖解法求解。這種方法僅適用于只有兩個變量的線性規劃問題。它的特點是直觀而易于理解,但實用價值不大。通過圖解法求解可以理解線性規劃的一些基本概念。
對于一般線性規劃問題:
[圖解法解線性規劃問題]
圖解法解線性規劃問題
Min z=CX
S.T.
AX =b
X>=0
其中A為一個m*n矩陣。
若A行滿秩
則可以找到基矩陣B,并尋找初始基解。
用N表示對應于B的非基矩陣。則規劃問題1可化為:
規劃問題2:
Min z=CB XB+CNXN
S.T.
[線性規劃法解題]

線性規劃法解題
B XB+N XN = b (1)
XB >= 0, XN >= 0 (2)
(1)兩邊同乘于B-1,得
XB + B-1 N XN = B-1 b
同時,由上式得XB = B-1 b - B-1 N XN,也代入目標函數,問題可以繼續化為:
規劃問題3:
Min z=CB B-1 b + ( CN - CB B-1 N ) XN

S.T.
XB+B-1N XN = B-1 b (1)
XB >= 0, XN >= 0 (2)
令N:=B-1N,b:= B-1 b,ζ= CB B-1b,σ= CN - CB B-1 N,則上述問題化為規劃問題形式4:
Min z= ζ + σ XN
S.T.
XB+ N XN = b (1)
XB >= 0, XN >= 0 (2)
在上述變換中,若能找到規劃問題形式4,使得b>=0,稱該形式為初始基解形式。
上述的變換相當于對整個擴展矩陣(包含C及A) 乘以增廣矩陣 。所以重在選擇B,從而找出對應的CB。
若存在初始基解
若σ>= 0
則z >=ζ。同時,令XN = 0,XB = b,這是一個可行解,且此時z=ζ,即達到最優值。所以,此時可以得到最優解。
若σ >= 0不成立
可以采用單純形表變換。
σ中存在分量<0。這些負分量對應的決策變量編號中,最小的為j。N中與j對應的列向量為Pj。
若Pj <=0不成立
則Pj至少存在一個分量ai,j為正。在規劃問題4的約束條件(1)的兩邊乘以矩陣T。
T=
則變換后,決策變量xj成為基變量,替換掉原來的那個基變量。為使得T b >= 0,且T Pj=ei(其中,ei表示第i個單位向量),需要:
l ai,j>0。
l βq+βi*(-aq,j/ai,j)>=0,其中q!=i。即βq>=βi/ ai,j * aq,j。
n 若aq,j<=0,上式一定成立。
n 若aq,j>0,則需要βq / aq,j >=βi/ ai,j。因此,要選擇i使得βi/ ai,j最小。
如果這種方法確定了多個下標,選擇下標最小的一個。
轉換后得到規劃問題4的形式,繼續對σ進行判斷。由于基解是有限個,因此,一定可以在有限步跳出該循環。
若對于每一個i,ai,j<=0
最優值無界。
若不能尋找到初始基解
無解。
若A不是行滿秩
化簡直到A行滿秩,轉到若A行滿秩。