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單純形法


單純形法是解決線性規劃問題的一種方法。這種方法由 George Dantzig 於 1947 年發明,按順序測試可行集(這是一個多胞形)的相鄰頂點,以便在每個新頂點上,目標函式得到改善或保持不變。單純形法在實踐中非常有效,通常最多需要 2m3m 次迭代(其中 m 是等式約束的數量),並且對於隨機輸入的某些分佈,在預期的多項式時間內收斂 (Nocedal and Wright 1999, Forsgren 2002)。然而,它的最壞情況複雜度是指數級的,這可以透過精心構建的例子來證明 (Klee and Minty 1972)。

用於線性規劃問題的另一種型別的方法是內點法,其平均和最壞情況的複雜度都是多項式的。這些方法構造一個嚴格可行點序列(即,位於多胞形內部但從不在其邊界上),該序列收斂到解。 Karmarkar (1984) 的一篇論文激發了對內點方法的研究。在實踐中,最好的內點方法之一是 Mehrotra (1992) 的預測-校正方法,它與單純形法具有競爭力,尤其是在大規模問題中。

Dantzig 的單純形法不應與下山單純形法(Spendley 1962, Nelder and Mead 1965, Press et al. 1992)混淆。後一種方法透過在每次迭代中維護 n+1 個定義單純形的點,來解決 n 維中的無約束最小化問題。在每次迭代中,透過對其應用某些變換來更新此單純形,使其“滾下山”,直到找到最小值。


參見

凸最佳化理論, 縱橫交錯法, 內點法, 線性規劃, 預測-校正方法, 單純形

本條目由 Miguel Á. Carreira-Perpiñán 貢獻

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參考文獻

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 中被引用

單純形法

引用為

Carreira-Perpiñán, Miguel Á. "單純形法。" 來自 --由 Eric W. Weisstein 建立的 Wolfram 網路資源。 https://mathworld.tw/SimplexMethod.html

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