2020年中国大学生数学建模竞赛备赛(一)

第一章 线性规划

数学规划问题通常由3部分组成:约束条件、决策变量和目标函数。
其中约束条件前面多用:s.t.(subject to)表示;决策变量代表要研究的最优方案的解,目标函数通常是最大或者最小(min or max)。

1.1 线性规划问题

线性规划(Linear Programming,LP),是运筹学中数学规划的一个重要分支。当目标函数和约束条件均为线性函数时,该问题是LP问题。
所谓可行解:是满足约束条件的解;而既满足目标函数又符合约束条件的解称为:最优解;

1.2 线性规划的MATLAB求解

2020年中国大学生数学建模竞赛备赛(一)_第1张图片
其中: f , x , b , b e q , l b , u b f,x,b,beq,lb,ub f,x,b,beq,lb,ub为列向量; A , A e q A,Aeq A,Aeq为矩阵。

[x,fval]=linprog(f,A,b);
[x,fval]=linprog(f,A,b,Aeq,beq);
[x,fval]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb,ub);
//其中:x返回是决策变量的取值,fval是目标函数的最优值;

而对于最大型规划问题,可以采用对目标函数和约束变量取反来变换为最小值(相当于关于x轴对称)
例如:
m a x , c T x , s . t . A x > = b max,c^Tx, s.t. Ax>=b max,cTx,s.t.Ax>=b
m i n , − c T x , s . t . − A x < = − b min,-c^Tx, s.t. -Ax<=-b min,cTx,s.t.Ax<=b

参考文献:

[1]司守奎,孙玺菁. 数学建模算法与应用. 北京:国防工业出版社,2011.

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