
【电】 basic feasible
basic; essence
【计】 feasible solution
在运筹学和线性规划领域,“基本可行解”(Basic Feasible Solution,简称BFS)是一个核心概念。以下是结合汉英词典视角及数学定义的详细解释:
“基本” (Basic)
指该解由线性规划问题约束方程组的一个基(Basis)确定。基是系数矩阵中一组线性无关的列向量构成的子矩阵,对应的变量称为基变量(Basic Variables),其余为非基变量(Non-basic Variables),其值通常设为0 。
“可行” (Feasible)
表示解满足所有约束条件(包括等式约束和不等式约束),且位于可行域(Feasible Region)内,即解的值非负(对于标准型线性规划)。
“解” (Solution)
即满足方程组 $mathbf{Ax} = mathbf{b}$ 的变量取值组合 $mathbf{x} = (x_1, x_2, ldots, x_n)^T$。
综合定义:
基本可行解是同时满足以下两个条件的解:
对于标准型线性规划问题:
$$ begin{align}
text{minimize} quad & mathbf{c}^T mathbf{x}
text{subject to} quad & mathbf{Ax} = mathbf{b}
& mathbf{x} geq mathbf{0}
end{align}
$$ 其中 $mathbf{A}$ 为 $m times n$ 矩阵($m < n$),秩为 $m$。
基本可行解对应可行域的顶点(Extreme Point),线性规划的最优解必在某个顶点处实现 。
单纯形法(Simplex Method)通过沿着可行域的顶点(即基本可行解)迭代寻找最优解。
非基变量为零的特性减少了求解的变量维度,聚焦于关键变量组合。
中文术语 | 英文术语 |
---|---|
基本可行解 | Basic Feasible Solution (BFS) |
基变量 | Basic Variables |
非基变量 | Non-basic Variables |
可行域 | Feasible Region |
单纯形法 | Simplex Method |
权威参考来源:
基本可行解是线性规划中的一个核心概念,它与线性规划问题的可行域和最优解密切相关。以下是详细解释:
基本可行解(Basic Feasible Solution)是指同时满足以下两个条件的解:
标准形式
线性规划需转化为标准形式:
[
begin{aligned}
text{目标函数:} & quad max(或 min)mathbf{c}^T mathbf{x}
text{约束条件:} & quad Amathbf{x} = mathbf{b}
& quad mathbf{x} geq 0
end{aligned}
]
其中 ( A ) 是 ( m times n ) 矩阵(( m < n )),且秩为 ( m )。
基变量与非基变量
基本解的构造
通过基变量对应的方程组 ( Bmathbf{x}_B = mathbf{b} )(( B ) 为基矩阵)解出基变量值 ( mathbf{x}_B = B^{-1}mathbf{b} ),非基变量为0。
可行性判定
若解出的基变量值均非负(即 ( mathbf{x}_B geq 0 )),则该基本解为基本可行解。
考虑约束: [ begin{cases} x_1 + x_2 leq 6 2x_1 + x_2 leq 8 x_1, x_2 geq 0 end{cases} ] 引入松弛变量 ( x_3, x_4 geq 0 ) 化为标准形式后,若选择 ( x_1, x_2 ) 为基变量,解出 ( x_1=2, x_2=4 ),非基变量 ( x_3=x_4=0 ),且所有变量非负,则此解为基本可行解。
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