入门 | 前言、一些例子、线性规划的概念与解法

背景

今天在学习中遇到了线性规划的对偶问题。网上有很多有关于此的文章
一个野生大佬的个人博客
另外一个野生大佬的学习笔记
某其他野生大佬的知乎回答
虽然说楼上这些大佬讲得一定都很在理,但作为一个小白心中总不确定。最笨的方法就是最快的方法,所以我决定找一本教材系统地学习一下。


有关学习方法

其实关于这个学科我自己也不甚了解,引知乎:
六点钟苹果的回答: 运筹学(最优化理论)如何入门?
在网上没有找到回答中所说的两本书的高清版,但是这里分享另外一版:
Introduction to Operations Research
内容方面我只注意到这本书也讲到了对偶问题,这正是我当下需要学习的。这本书没有讲到的内容我可能会在之后作为附录补上。


第一章 数学模型的例子

本章重点在于熟悉术语和模型。对于学过数学建模的同学来说模型应该不是问题。
建议学习时间:15min

本章提到了几个很简单的例子,例子本身是不存在任何理解难度的。需要注意的是有一些名词对理解之后的内容有帮助,所以建议读的时候多留意文中提到的概念。具体的内容我们在之后与第七章一起学习。


第二章 线性规划

线性规划(LP)主要内容其实就是高中数学中学过的线性规划的那些东西。当然也有一些新的内容。

  1. 一些术语
  • 目标函数+限制条件+符号限制构成LP问题的(最大/最小值)标准形式
  • 可行解是满足所有限制条件和符号限制的变量的一组值
  • 可行域是所有可行解的集合
  • 最优解是某一使得目标函数取最大/最小值的可行解

更详细的介绍参见教材第五页。

  1. 线性回归(简单版本)
  • 通俗地讲,线性回归就是找一条直线使得此直线到点集的距离取最短
  • 此例中选取的距离不是欧式距离,选取这种距离使得求回归直线的过程可以变为一个线性规划问题。详见教材第七页。
  1. 常用技巧
    本章的最后有一些用于将LP问题化为标准形式的方法。
  • \leq-限制转化为\geq-限制的方法为两边同乘一个-1。这里\leq-限制与\geq-限制的含义应该是清楚的。
  • 其他技巧详见教材第九页。

第三章 线性规划问题的解法

学完第四章觉得这章low到爆,所以干脆不写了。
画图法是高考送分题。所谓Fourier-Motzkin Elimination (FME)方法和高斯消元法没什么两样,游走在初等数学和高等数学边缘。

真正有新意的内容从第四章开始,但前三章作为基础也至少需要浏览一遍!

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