基變數
基變數
對於線性規劃問題:min cx,s.t.Ax=b,x≥0,其中m≤n,且m×n矩陣A的秩為m。由矩陣A的m個線性無關的列向量組成的m階方陣,記為B,稱之為基。一個基相應的變數x中的m個分量,叫作基變數(basic variable),記為xB(∈R)。
基變數是從線性規劃標準式的n個設計變數中劃分出來的,已經或試圖通過m個等式約束用其餘變數線性表示的m個設計變數。常記為x。其餘的個設計變數稱為非基變數,常記為x。令,若能由m個等式約束解得x,則稱為問題的一個基本解。相應於設計變數的劃分,等式約束係數矩陣也劃分為B和N兩部分(B為可逆矩陣),分別稱為基矩陣和非基矩陣。B和N中的列向量又分別稱為基向量和非基向量。
考慮標準形式的線性規劃問題:
其中A為矩陣,
由於的秩為m,可知A中必存在m個列向量線性無關,不放就假設A的前m個列向量線性無關,記,B為方陣,。
令,代入(2)式得
所以
於是得到(2)的一個解
設B為A中任一非奇異的m×n階子矩陣(),則稱B為(LP)的一個基;若變數x所對應的列向量P包含在基B中,則稱x為對應於基B的基變數;否則稱x為非基變數。顯然基的個數至多個。
設(LP)有一個基,對應地記
令(2)式中非基變數為0,(2)式化為,所以
則稱方程組的解:
其餘。
為對應於基B的基本解,在的條件下,總存在基本解;當A的行向量線性相關時,沒有基本解;顯然基本解的個數至多有個。