
【计】 slack variable
【医】 chalasia; chalasis; laxation; laxitas; laxity; looseness
variable
【计】 V; variable
【化】 variable
【医】 variance
松弛变量(Slack Variable)是数学优化领域中用于将不等式约束转化为等式约束的辅助变量,英文对应术语为"Slack Variable"。该概念由美国数学家George Dantzig于1947年在线性规划理论中首次系统提出。
在标准线性规划模型中,对于形如 $a_{i1}x1 + a{i2}x2 + cdots + a{in}x_n leq b_i$ 的不等式约束,通过引入非负松弛变量 $si$,可将其转化为: $$ a{i1}x1 + cdots + a{in}x_n + s_i = b_i $$ 其中 $s_i geq 0$ 表示未被利用的资源量。这种转化使单纯形法等算法得以实施。
松弛变量具有双重作用:
在工业工程领域,该变量被广泛应用于资源分配优化,例如某工厂使用松弛变量计算设备闲置时间,实现年均15%的能效提升。其数学性质在Karush-Kuhn-Tucker条件中延伸发展为互补松弛性原理,成为非线性规划的基础理论之一。
松弛变量是线性规划中用于将不等式约束转化为等式约束而引入的非负变量,其核心作用在于简化模型求解。以下是详细解释:
定义与引入目的
当线性规划模型的约束条件为“≤”或“≥”类型时,需通过添加松弛变量(或剩余变量)将其标准化为等式形式。例如:
数学与经济意义
应用场景
松弛变量常见于生产计划、资源分配等优化问题,帮助分析资源紧张程度。例如,若某原材料约束的松弛变量始终为0,表明该材料是限制生产的关键因素()。
通过引入松弛变量,线性规划问题得以在更大的可行域内求解,同时为实际决策提供直观的资源利用状态参考。
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