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单纯形法


单纯形法是解决线性规划问题的一种方法。这种方法由 George Dantzig 于 1947 年发明,按顺序测试可行集(这是一个多胞形)的相邻顶点,以便在每个新顶点上,目标函数得到改善或保持不变。单纯形法在实践中非常有效,通常最多需要 2m3m 次迭代(其中 m 是等式约束的数量),并且对于随机输入的某些分布,在预期的多项式时间内收敛 (Nocedal and Wright 1999, Forsgren 2002)。然而,它的最坏情况复杂度是指数级的,这可以通过精心构建的例子来证明 (Klee and Minty 1972)。

用于线性规划问题的另一种类型的方法是内点法,其平均和最坏情况的复杂度都是多项式的。这些方法构造一个严格可行点序列(即,位于多胞形内部但从不在其边界上),该序列收敛到解。 Karmarkar (1984) 的一篇论文激发了对内点方法的研究。在实践中,最好的内点方法之一是 Mehrotra (1992) 的预测-校正方法,它与单纯形法具有竞争力,尤其是在大规模问题中。

Dantzig 的单纯形法不应与下山单纯形法(Spendley 1962, Nelder and Mead 1965, Press et al. 1992)混淆。后一种方法通过在每次迭代中维护 n+1 个定义单纯形的点,来解决 n 维中的无约束最小化问题。在每次迭代中,通过对其应用某些变换来更新此单纯形,使其“滚下山”,直到找到最小值。


参见

凸优化理论, 纵横交错法, 内点法, 线性规划, 预测-校正方法, 单纯形

本条目由 Miguel Á. Carreira-Perpiñán 贡献

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参考文献

Dantzig, G. B. Linear Programming and Extensions. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1963.Forsgren, A.; Gill, P. E.; and Wright, M. H. "Interior Methods for Nonlinear Optimization." SIAM Rev. 44, 525-597, 2002.Karmarkar, N. "A New Polynomial-time Algorithm for Linear Programming." Combinatorica 4, 373-395, 1984.Klee, V.; Minty, G. J.; and Shisha, O. (Eds.). "How Good is the Simplex Algorithm?" In Inequalities 3. New York: Academic Press, 159-175, 1972.Mehrotra, S. "On the Implementation of a Primal-dual Interior Point Method." SIAM J. Optimization 2, 575-601, 1992.Nelder, J. A. and Mead, R. "A Simplex Method for Function Minimization." Comp. J. 7, 308-313, 1965.Nemirovsky, A. and Yudin, N. Interior-Point Polynomial Methods in Convex Programming. Philadelphia, PA: SIAM, 1994.Nocedal, J. and Wright, S. J. Numerical Optimization. New York: Springer-Verlag, 1999.Press, W. H.; Flannery, B. P.; Teukolsky, S. A.; and Vetterling, W. T. "Downhill Simplex Method in Multidimensions" and "Linear Programming and the Simplex Method." §10.4 and 10.8 in Numerical Recipes in FORTRAN: The Art of Scientific Computing, 2nd ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 402-406 and 423-436, 1992.Spendley, W.; Hext, G. R.; and Himsworth, F. R. "Sequential Application of Simplex Designs in Optimization and Evolutionary Operation." Technometrics 4, 441-461, 1962.Tokhomirov, V. M. "The Evolution of Methods of Convex Optimization." Amer. Math. Monthly 103, 65-71, 1996.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

单纯形法

引用为

Carreira-Perpiñán, Miguel Á. "单纯形法。" 来自 MathWorld--由 Eric W. Weisstein 创建的 Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/SimplexMethod.html

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