定理已证明
线性规划的强对偶定理
命题陈述
考虑原始线性规划 ,约束为 ,及其对偶问题 ,约束为 。若其中一个问题有最优解,则另一个也有,且它们的最优值相等:。
为什么成立?
弱对偶性总是成立:对偶问题的任意可行值都是原始问题任意可行值的下界,就像买家出价永远不会超过资源的真实价值。强对偶定理指出这个差距在最优点恰好消失——对偶变量就像每种受限资源的公平『影子价格』,按影子价格给所有资源定价,恰好重现原始问题的最优成本,不多不少。
证明思路
标准证明通过法卡斯引理进行:假设原始问题最优值为 ,但对偶可行域无法达到该值;那么『对偶可行且 』这一系统无解,于是由法卡斯引理可知这会迫使存在一个目标值低于 的原始可行点,矛盾。等价地,可用一个超平面将原始价值函数的上境图与原点分离,其法向量即给出对偶最优解 。
用到此定理的主题
相关定理
分步证明
该定理暂无分步证明。
参考文献
- George B. Dantzig (1963). Linear Programming and Extensions
- John von Neumann, Oskar Morgenstern (1944). Theory of Games and Economic Behavior