对偶性质_对偶问题的基本性质

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对偶理论的性质及证明

性质1(对称性)对偶问题的对偶问题是原问题

证明

设原问题为

max z CX

AXbs.t.X0

(1)

对偶问题为

min w Yb

YACs.t.X0

(2)

对偶问题的对偶问题为

max  CU

AUbs..tU0

(3)

比较式(1)和式(3), 显然二者是等价的, 命题得证.性质2(弱对偶性)设原问题为式(1),对偶问题为式(2),X是原问题的任意一个可行解,Y是对偶问题的任意一个可行解,那么总有

CXYb

(4)

证明

根据式(1), 由于AXb, 又由于Y0, 从而必有

YAXYb

(5)

根据式(2), 由于YAc, 又由于X0, 从而必有

YAXCX

(6)

结合式(5)和式(6), 立即可得CXYb,命题得证.性质3(最优性)设X*原问题式(1)的可行解,Y*是对偶问题式(2)的可行解,当是CX*Y*b时,X*是原问题式(1)的最优解,Y*是对偶问题式(2)的最优解.证明

设X是式(1)的最优解, 那么有

CXCX*

(7)

由于CX*Y*b,那么

CXY*b

(8)

根据弱对偶性质, 又有

CXY*b

(9)

从而CXCX*, 也就是X*是原问题式(1)的最优解。同理，也可证明Y*是对偶问题式(2)的最优解。

性质4(无界性)设原问题为无界解，则对偶问题无解。

证明

用反证法证明。

设原问题为式(1)，对偶问题为式(2)。

假定对偶问题有解，那么存在一个可行解为Y。这时对偶问题的目标函数值为YbT。由于原问题为无界解，那么一定存在一个可行解X满足CXT，因此CXYb。

而根据弱对偶性，又有CXYb，发生矛盾。从而对偶问题没有可行解。

性质5(强对偶性、对偶性定理)若原问题有最优解，那么对偶问题也有最优解，且最优目标函数值相等。（复习矩阵算法）

证明

设B为原问题式(1)的最优基，那么当基（1）实地访谈。选择不同地区、不同行业、不同发展规模、不同历史、不同风

格的企业高层管理人员或技术部门负责人，进行半结构化的访谈，进一步收集信息 并完善研究思路。

（2）协同学方法。运用协同学方法对装备制造业突破性创新系统的演进进行仿 真研究，通过对系统演化的轨迹及过程进行分析，从产业生命周期的四阶段提出装 备制造业突破性创新机制系统根据生命周期发展过程的不同策略。

（3）结构方程模型。通过规范的问卷调查程序和数据处理方法，建立起合乎研 究要求的数据库，再通过对获得的数据采用结构方程模型(SEM)等统计分析方法，以验证提出的概念模型与假设是否成立。为B时的检验数为CCBB1A，其中CB为由基变量的价值系数组成的价值向量。

既然B为原问题式(1)的最优基，那么有CCBB1A0。

令YCBB1，那么有CYA0YAC，从而YCBB1是对偶问题式(2)的可行解。

这样一来，YCBB1是对偶问题的可行解，XBB1b是原问题的最优基可行解。

1Bb 由于CXCBXBCNXNCBB1b，而YbCB，从而有CXYb。根据性质3，命题得证。

ˆ, Yˆ分别是原问题和对偶问题的可行解，性质6(对偶松弛定理、松弛性)若Xˆ0和YXˆ0，当且仅当Xˆ, Yˆ为最优解。那么YX证明

设原问题和对偶问题的标准型是

原问题

对偶问题 max z CXAXbs.t.X0 min w Yb

YACs.t.X0

将原问题目标函数中的系数向量C用CYAYs代替后，得到

ZCX(YAYs)XYAXYsX

(10)将对偶问题的目标函数中系数列向量，用bAXXs代替后，得到

YbY(AXXs)YAXYXs

(11)

ˆYAXˆˆYbˆ，由最优性可知Xˆ0，YXˆ0，则CXˆ, Yˆ分别是原问题和对偶问若YX题的最优解。

ˆYbˆ ˆ, Yˆ分别是原问题和对偶问题的可行解，再根据最优性，则有CX又若Xˆ0，YXˆ0。由式(10)和(11)，必有YX