Короткий і гладкий доказ сильної теореми про дуальність для лінійного програмування


10

Розглянемо лінійні програми

Primal:Ax→≤b→maxc→Tx→
Dual:c→≤y→TAminy→Tb→

Теорема про слабку дуалізм говорить, що якщо x→ і y→ задовольняють обмеження, то c→Tx→≤y→Tb→ . Він має короткий і гладкий доказ за допомогою лінійної алгебри: c→Tx→≤y→TAx→≤y→Tb→ .

Сильна теорема про дуальність говорить, що якщо x→ є оптимальним рішенням для первісного, то існує y→ що є рішенням для подвійного і c→Tx→=y→Tb→ .

Чи існує аналогічно короткий і гладкий доказ сильної теореми про подвійність?


1
Глава 4 онлайн-курсу MIT web.mit.edu/15.053/www від Bradley, Hax та Magnanti дає досить короткий доказ у цьому напрямку. Це те, що ви шукаєте?
— коді

@cody, ну, схоже, це те саме, що і в CLRS. Це може бути добре, якщо ви зможете виразити це гладкою лінійною алгеброю (тобто без сум).
— Kaveh

Здається, що я хотів, можливо, неможливо. Фаркас використовує замкнутість простору, а значить, немає чистого лінійного доказу алгебри.
— Каве

Намагаючись знайти щось не надто громіздке, щоб показати своїм учням (тому їм не доведеться просто сприймати сильну подвійність у вірі), і більшість того, що я натрапила, більше в занадто громіздкій категорії. Щойно знайшов аргумент у замітках класу Дена Спілмана, який досить короткий і, здавалося б, простий. Не впевнені, чи ховається якась складність, чи щось не вистачає? (Ще не вивчив її досить ретельно, щоб сказати.) Cs.yale.edu/homes/spielman/BAP/lect12.pdf
— Magnus Lie Hetland

Гадаю, центральним моментом є геометрична інтерпретація попередньої лекції, яка повертає нас до сімейства доказів Simplex: cs.yale.edu/homes/spielman/BAP/lect11/lect11.pdf
— Magnus Lie Hetland

Відповіді:


3

Напевно, ні. Ось концептуальний аргумент на основі

Лемма Фаркаса : Вирішення саме однієї з наступних альтернатив:

  1. x ≥ 0Ax≤b іx≥0
  2. y T b < 0yTA≥0 іyTb<0

Тепер нехай - це оптимальне об'єктивне значення простого елемента. Нехай довільне. Нехай буде з додатковим як останній рядок. Нехай буде з додатковим як останнє значення.ϵ > 0 A ′ A - c T b ′ b - δ - ϵδϵ>0A′A−cTb′b−δ−ϵ

Система не має рішення. За Фаркасом, є така, що:y ′ = ( y , α )A′x′≤b′y′=(y,α)

yTA≥αc і .yTb<α(δ+ϵ)

Зауважте, що якщо ми знаходимося в іншій альтернативі Фаркаса. Тому .α > 0ϵ=0α>0

Масштабуйте так, що . подвійний здійсненний. Слабка подвійність передбачає . α = 1 y δ ≤ y T b < δ + ϵy′α=1yδ≤yTb<δ+ϵ


Я думаю, що це підтвердження в лекційних записках Джеффа Еріксона . Я шукаю те, що уникає епсілону (наприклад, чистої лінійної алгебри).
— Каве

2
Те, що має JeffE, трохи інше, і це більше пояснює геометрію. У будь-якому випадку, ви не збираєтеся знайти те, що хочете, в тому сенсі, що можлива область - це багатогранник, а не лінійний простір, тому з часом щось потрібно буде використати. (Ось вона ховається у Фаркасі. Книга Гертнера та Матушека - справді хороша довідка для цього матеріалу. Я впевнений, що це підтвердження є.)
— Луї
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.