全對偶整數性

全對偶整數性

全對偶整數性(total dual integrality)組合最佳化問題的一種性質。指線性規劃max Z=c,滿足Ax=b具有如下性質:矩陣A及向量b均取整數值,而且對於任意的整數向量。此問題的對偶問題均具有整值最優解。

基本介紹

  • 中文名:全對偶整數性
  • 外文名:total dual integrality
  • 分類:性質
  • 屬性:數學術語
  • 相關:最優解
簡介,對偶,相關研究,

簡介

由此性質可知,約束條件Ax=b決定的多面形的所有頂點均為整點。因此,對組合最佳化問題而言,全對偶整數性是一個重要的性質,同時它的要求是相當強的。例如,間題是在二部圖上建立匹配,此二部圖上每條邊都帶整數權,目標是求匹配上對應的和達到極大。這個問題具有全對偶整數性。

對偶

對偶是大自然中廣泛存在的,呈“分形”形態分布的一種結構規律,及任何系統往下和往上均可找出對偶二象的結構關係,且二象間具有完全性互補性、對立統一性、穩定性、互漲性和互根性。
對偶問題:每一個線性規劃問題都存在一個與其對偶的問題,原問題與對偶問題對一個實際問題從不同角度提出來,並進行描述,組成一對互為對偶的線性規劃問題。
對偶空間:設V為數域P上一個n 維線性空間。V上全體線性函式組成的集合記作L(V,P)。定義在L(V,P)上的加法和數量乘法:(f+g)(a)=f(a)+g(a),(kf)(a)=kf(a),則L(V,P)也是數域P上的線性空間。這樣構造的L(V,P)就稱為V的對偶空間
對偶理論是研究線性規劃中原始問題與對偶問題之間關係的理論。 線上性規劃早期發展中最重要的發現是對偶問題,即每一個線性規劃問題(稱為原問題)有一個與它對應的對偶線性規劃問題(稱為對偶問題)。 1928年美籍匈牙利數學家 J.von諾伊曼在研究對策論時,發現線性規劃對策論之間存在著密切的聯繫。
線性規劃問題中P問題:min f = c'x ,Ax≥b ,且c'≥0;D問題:max g = y'b, y'A≤c', 且y'≥0。問題 P和問題D互為對偶問題。其特點如下:目標函式的目標互為相反(max,min);目標函式的係數是另一個約束條件右端的向量;約束係數矩陣是另一個的約束係數矩陣的轉置;約束方程的個數與另一個的變數的個數相等。

相關研究

針對混合整數非線性規劃問題,提出了凸鬆弛方法與分解方法。在這個方法裡利用凸鬆弛技術將原問題凸鬆弛化,並用塊分離思想把原問題的對偶問題分解成若干個小問題,用對偶切平面法求解,可使問題簡單化,並進行了收斂性分析和證明。
整數規劃中經典的Lagrange對偶方法是一個有效的方法,但是由於對偶縫隙的原因它經常不能求出原問題的最優解。
一個用於有界整數規劃的指數對偶公式。此公式具有漸進強對偶的特性並且可以保證找到原問題的最優解。它的另一個特性是當參數選擇的合適時不需要進行實際的對偶搜尋 。

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