Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Ху, Т. Целочисленное программирование и потоки в сетях

.pdf
Скачиваний:
86
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
16.99 Mб
Скачать

УКАЗАТЕЛЬ

Автоморфизмы главных многогранни­ ков 437

Алгоритм аддитивный булевого про­ граммирования 462

асимптотический 387, 399

групповой минимизации 414

интуитивный прямой 345

полностью целочисленный 300

— — доказательство конечности

303

построения двухпродуктовых по­ токов 231

-------кратчайшей цепи 192

— — кратчайших цепей между всеми парами узлов 198

----------------декомпозиционный 203

-------максимального потока 143

---------------- в плоской сети 197

---------------- в сети с пропускными способностями узлов 271

— — — — модификация для неори­ ентированной сети с действитель­ ными пропускными способностями

146

--------------- модификация Эдмондса — Карпа 148

— максимальных потоков между

рузлам и сети 173

— потока минимальной стоимо­ сти 213

разбиения в смешанном целочис­

ленном программировании 318

синтеза дерева разрезов 186

— коммуникационных сетей 248

---------------- двойственный 253

---------------- прямой 258

------- сети 181

Алгоритмы типа дерева поиска 460 Анализ сети 249

Базис 34

 

— допустимый

34

-------начальный

53

Базисная дуга

198

Базисное решение 33, 34, 39, 40

-------

допустимое

35

-------

оптимальное

40

----------- существование 36

Базисные переменные 34, 45, 158-

Балинский 323,

109

Баумоль

296

 

Бендере

315

 

Бен-Израел 345,

349, 357

Б ил 89

 

 

Ведущ ая строка 50 Ведущий столбец 50

элемент 50 Вейнотт 159 Вектор базисный 34

направляющий выпуклого конуса

26

Вершина 134

висячая 461

многогранника 37

Взаимный

метод

решения прямой

и двойственной

задач

109

Витцгал 323, 331

 

 

Вогнутая

функция 30

 

Вспомогательная

задача

119

Вулф 125

 

 

 

Вы пуклая линейная комбинация 2&

оболочка 28

функция 28

------- строго 28

Вы пуклое множество 26, 37 Выпуклый конус 25

— многогранник 28 Вырожденное решение 34 Вырожденность 53, 59

Гаусса метод исключения 46

Гейл 70 Геометрическая интерпретация двой­

ственности 81

— дополняющ ей нежесткости 75

— задачи линейного программи­

рования 40

5 1 4

УКАЗАТЕЛЬ

Геометрическая интерпретация сим­ плекс-метода 63

— — циклического алгоритма Гомо-

ри 295

 

 

 

 

 

 

Гиперплоскость

24

 

 

 

 

— опорная

33

 

 

 

 

 

Главный многогранник

435

 

 

Гловер

344,

349

 

 

 

 

 

Гомори

81,

109,

133,

167,

180,

248,

284,

286,

291,

296,

 

300,

310

 

Г офман

159

 

 

 

 

 

 

Грани многогранников гомоморфных групп 443

— циклических групп 441 Грань р-мерная 37

целочисленного многогранника

425

Граф 135

ациклический 155

двудольный 154

ориентированный 155

разложение 155

покрытие цепями 155 Группа характеров 446

Данциг

323,

75,

85,

100,

117,

125,

159

 

 

 

 

 

 

Двойственная

задача

70

 

 

Двойственность

70

 

 

 

геометрическая интерпретация 81

теорема 70, 73, 456

Декомпозиции принцип 125 Дерево 156

доминирующих требований 180

связывающее 156

максимальное 156

 

— текущее 192

 

Диагональная

форма 45

 

Дийкстра 191

 

 

Длина

пути

кардинальная

150

— цепи

191

 

 

Дополняю щ ая

нежесткость

75

— — геометрическая интерпретация

81

Допустимое правило выбора произво­ дящей строки 351

— решение 35, 37, 462

Дуга 134

вне дерева 192

дерева 192

направленная 134

насыщенная потоком 146

неориентированная 134

обратная 139

петля 135

прямая 139

Задача групповой минимизации 414

двойственная 70

коммивояжера 328, 330

линейного программирования 14, 15, 17, 136

------ модифицированная 285

нахождения максимального пото­ ка в сети 136

■— •---------------

с несколькими источни­

ками

и стоками 152

об удовлетворении требуемого спроса заданным предложением 152

о многопродуктовых потоках 153

— многополюсных максимальных потоках 164

----------------— анализ

сети

164,

167

— ----------------

 

синтез

сети

164,

180

-----------------

 

условие реализуемости

164,

165

 

 

 

целочисленного

программирова­

ния

285

 

 

 

Зан

323

 

 

 

Звено

134

 

 

 

Избыточная система уравнений 33, 56

Изменение потока 144 Интенсивность процесса 14 Интуитивный прямой алгоритм 345 Искусственные переменные 53 Источник 135

дополнительный 153

искусственный 154

Каноническая форма задачи линей­ ного программирования 44, 71

Кардинальное расстояние 150 Касательная плоскость 333 Коммивояжера задача 328, 330 Композиция матриц 206 К онус 24

выпуклый 25

двойственный 25

конечнопорожденный 25 Конусов пересечение 25

сумма 25

Коррекция 129 Крайняя точка 27 Краскал 159 Критическая точка 98

Кун 70

Купер 54

Латинские квадраты 328 Лексикографически положительный

(отрицательный) вектор 59

УКАЗАТЕЛЬ

515

Лексикографическое

упорядочение

59

 

Лем ке 86, 96

 

Линейная программа

15

комбинация выпуклая 26

— — допустимых сетей 241 Линейного программирования зада­

ча 14, 15, 17, 136

Л окальная координатная система 66 Л окальны й минимум функции 28 Л у ч 23

Максимальный поток 138 Матрица абсолютно унимодулярная

157, 159

----------- условия 159

Матричная форма записи 61 М ерчленд 198 Метод ветвей и границ 461

дерева поиска 460

исключения Гаусса 46

одновременного решения прямой

идвойственной задач 109

разбиения в смешанном целочис­ ленном программировании 315

расстановки пометок 142

— — модифицированный 163

циклического потока 231

штрафа 54, 130

М инимальное множество 225 Минимальный разрез 225 Минимум функции 28

-------глобальны й 28

------- локальны й 28

----------- строгий 28

М инковского — Фаркаша лемма 21 Множество допустимых решений 37

— рассекающее 155 Модифицированная задача линейного

программирования 285 Модифицированный симплекс-метод

100

Направление дуги 134 Н ачальный допустимый базис 53

Небазисные переменные 34, 158 Невязка 117 Несовместная система уравнений 33 Неявный перебор 462

Н ормальная форма Смита 384, 450

Обращение базиса 100, 128 Ограничения 15 Операция оценивания 67

О порная гиперплоскость 33

Оптимальное решение 40 Орден 75 Ориентация дуги 134

Ортогональность решений задачи ли ­ нейного программирования 77

Орчард — Х ейс 100 Относительные оценки 62 Отрезок 23

Отсечение Гомори 289, 302, 303, 337, 345

Параболическое ограничение 331 Переменные базисные 34, 45, 158

искусственные 53

слабые 16, 54

Петля 135

Покрытие графа цепями 155 Полностью целочисленный алгоритм

300

— — — доказательство конечности

303

Полож ительно определенная (полуонределенная) квадратичная форма

332

Полупространство 24 П оляра 333 Пометка 142, 415

временная 415 •— постоянная 415 Поток в сети 135

величина 136

дуговой 136

Правило выбора производящей стро­ ки 350

Предшествующее решение 461 Проверка отношения 50, 60 Производящая строка 289, 302, 344 Пропускная способность 225

------- дуги 135

------- остаточная 228

------- разреза 137

Пространство ресурсов 40

— условий 40 Процесс расстановки пометок 143

— — — модифицированное опреде­ ление 149

Прямая 23

— задача 70 Прямой алгоритм 344

— — доказательство конечности 360

Размерность выпуклого множества 28 Разрез 137

величина 137

локально минимальный 269

минимальный 137

516

УКАЗАТЕЛЬ

Раскраски задача 328, 329 Расстановка пометок 142 Расстояние кардинальное между у з­

лами 150 Ребро 134

Решение допустимое 35, 37, 462

оптимальное 40

следующее за 461

Свойства отсечений Гомори 296 Сеть 134

допустимая 181

неориентированная 224

плоская 196

связная 134

Сильная дополняю щ ая нежесткость

77

Симплекс-метод 44, 142

двойственный 87

— геометрическая интерпретация

96

двухфазовый 55

модифицированный 100

Синтез

дерева 182

— сети

249

Система

различных представителей

155

Слабая дополняю щ ая нежесткость 76

— целочисленная переменная Гомо­ ри 288

Слабые переменные 16, 54 Смешанный алгоритм целочисленно­

го программирования 310

— — — — доказательство конечно­

сти

313

 

 

Совместная

система

уравнений 33,

56

 

 

 

Специальная

грань

многогранника

444

 

 

 

Справочные

строки

334

Спрос

152

 

 

Стандартная форма задачи линей­ ного программирования 44, 71

Стандартный вид таблицы 337 Стоимость пометки 415 Столбцовая таблица 89 Сток 135

дополнительный 153

искусственный 154

Таккер 70, 77 Теневая цена 67

Теорема Дилворта 155

— двойственности 70, 73, 456

Кёнига — Эгервари 155

Менгера 155

Теорема о максимальном потоке и минимальном разрезе 138

о целочисленности потока 144

Х о л ла

155

 

Тернарная

операция

198, 205

Томлин 239

 

Транспортная задача

327

Узлы 134

дополнительные 153

искусственные 153

непомеченные 143

несравнимые 155

отношение порядка 155

помеченные и непросмотренные

143

соседние 143

Уор ш елл 198

Условно кратчайшая цепь 204

Фалкерсон 218

Флойд 198

Форд и Ф алкерсон 117, 137, 239

Характер

группы

446

 

Характеристическая строка

113

Характеристический столбец

113

— элемент

И З

 

 

Хендерсон

54

 

 

Х у 167, 180, 198,

218, 248

 

Целевая функция 15

Целочисленного программирования

задача 285 Цепь 135

кратчайшая 191, 198

ориентированная 135

потоковая 150

простая 135

Цикл 135

ориентированный 135

стационарный 349

переходный 349, 357 Циклический алгоритм 284, 288

— доказательство конечности 289

Циркуляция 214

Чарнес 54, 345, 349

Эдмондс 323 Эквивалентность метода расстановки

пометок и симплекс-метода 146 Эквивалентные преобразования зада­ чи линейного программирования

15, 93

Элементарное преобразование 379

Ю нг 344, 349

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие редактора

п е р ев о д а ....................................................................

 

 

5

И з предисловия а в т о р а .........................................................................................

 

 

 

9

Г л а в а 1.

Основные п о н я т и я

..............................................................................

 

 

13

1.1.

Задачи

п р ограм м и рован и я ......................................

13

1.2.

Эквивалентные

ф о р м у л и р о в к и .......................................................

 

15

1.3. Н ер ав ен ств а ............................................................................................

 

 

 

18

1.4.

Конусы ,

выпуклые множества ивыпуклые функции . . . .

23

1.5.

Базисные, допустимые и оптимальные

р е ш е н и я .....................

33

1.6. Геометрическая

интерпретация задачи

линейного програм­

 

 

мирования .............................................................................................

 

 

 

40

Упраж нения

 

 

 

41

Г л а в а 2.

С и м п лек с-м етод ....................................................................................

 

 

 

44

1.1.

В в е д е н и е .................................................................................................

 

 

 

44

2.2.

Таблица

с и м п ле к с - ............................................................... м ет о д а

 

 

48

2.3.

Начальный допустимый ......................базис и вы р ож д ен н ость

53

2.4.

Симплекс-метод в матричной ..............................форме з а п и с и

61

2.5.

Геометрическая

интерпретация .....................сим п лек с-м етода

63

2.6.

Экономическая

интерпретация ...................с и м п л е к с -м е т о д а

66

Упражнения

 

 

 

68

Д о п о л н е н и е

 

 

 

69

Г л а в а 3.

Двойственность .....................................................................................

 

 

 

70

3.1.

Теорема двойственности (Гейл,

К ун , Таккер [71]) . . . . .

70

3.2.

Дополняющ ...................ая нежесткость (Данциг и Орден [44])

75

3.3.

Ортогональность ..................................решений (Таккер [ 1 9 3 ] )

77

3.4.

Геометрическая интерпретация двойственности и дополняю ­

 

 

щей нежесткости ......................................(Гомори [83])

 

81

Упражнения .............................

 

 

 

84

Д о п о л н е н и е .....................................................................................................

 

 

 

85

Г л а в а 4.

Двойственный .......................................................

си м п лек с -м етод

 

86

4.1. Двойственный симплекс-метод (Лемке [141])

86

4.2.

Столбцовая ......................................................таблица

( Б ил [ 8 ]

)

 

89

4.3.

Геометрическая .........................интерпретация

(Лемке

[ 1 4 1 ] )

96

Упраж нения .................................................................................................

 

 

 

99

Г л а в а 5.

Модифицированный ..........................................

симплекс - метод

 

100

5.1.

Введение ......................................(Данциг и Орчард-Хейс [ 4 3 ] )

100

5.2.

Изменение ...................................................исходной инф орм ации

 

106

Упраж нения . . .

 

 

 

107

518

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Г л а в а 6.

Метод одновременного решения прямой и двойственной задач

109

*6.1.

Взаимный метод решения прямой и двойственной задач (Ба-

 

 

линский и Гомори [7] и Т р о лл [1 8 4 ] ) ..........................................

109

6.2.

Прямо-двойственный метод (Данциг, Форд и Ф алкерсон [40])

117

Г л а в а 7.

Принцип д ек о м п о зи ц и и ....................................................................

12»

7.1.

Принцип декомпозиции (Данциг и Вулф [46], [47]) . . . .

125

7.2.

П р и м е р .....................................................................................................

129

Упраж нения

........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

132’

Д о п о л н е н и е

.....................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

133

Г л а в а 8. Максимальный ........................................................................

п о т о к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

134

8.1.

В в е д е н и .................................................................................................е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

134

8.2.

Метод расстановки

пометок

для

нахождения

максимального

 

 

п о т о к а .....................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

142;

8.3.

П р и л о ж ........................................................................................е н и я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

152.

8.4.

Линейное ..........................программирование и потоки в с е т я х

 

 

 

156'

8.5.

Свойство

абсолютной

унимодулярности

(Гофман,

Краскал

 

 

[103], Вейнотт ................................................... ...,

Данциг [1 9 9 ])

 

 

 

 

 

 

 

.

159

Упражнения ............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

162

Д о п о л н е н и е .....................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

163

Г л а в а 9.

Многополюсные .........................................

максимальныеп о т о к и

 

 

 

 

 

 

164

9.1.

Постановки ................................................................................

з а д а ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

164

9.2.

Условие .............................реализуемости (Гомори и Х у [ 8

9

] )

 

 

 

 

165

9.3.

А нали з сети ..................................................(Гомори

и Х у

[ 8 9 ] )

 

 

 

 

 

 

 

167

9.4.

Синтез сети .......................................................(Гомори и Х у

[ 8 9 ] )

 

 

 

 

 

 

 

 

180

Упраж нения .................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

188;

Д о п о л н е н и е .....................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

189

Нерешенные ....................................................................................

з а д а ч и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

189

Г л а в а 10. Кратчайш ие

цепи

и

потоки минимальной

стоимости . . .

191

10.1.

Кратчайшие ..........................................

цепи

(Дийкстра

[ 4 9 ] )

 

 

 

 

 

 

191

10.2.

Многополюсные

кратчайшие цепи

(Ф лойд

[63],

Х у

[111],

 

 

Мерчленд ..................................................

[158],

У ор ш елл [ 2 0 9 ])

 

 

 

 

 

 

 

198

10.3.

Декомпозиционный .......................алгоритм (Х у

[111],[ 1 1 3 ] )

 

 

 

203

10.4.

Потоки

минимальной стоимости . . ..........................................

212

10.5.

Задачи

об

оптимальном

преобразовании

заданной

сети

 

 

(Ф алкерсон ...........................................................

[ 68],

Х у

[ 1 0 8 ] )

 

 

 

 

 

 

 

 

218-

Упраж нения .................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

221

Г л а в а И .

Многопродуктовые ...........................................................

п о т о к и

 

 

 

 

 

 

 

 

223

*11.1.

Двухпродуктовые ......................................

потоки

(Х у [1 0 6 ] )

 

 

 

 

 

 

223

11.2.

Многопродуктовые потоки (Ф орд и Ф алкерсон [66],

Томлин

 

 

[186]) .......................................... ...................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

239

11.3.

Синтез коммуникационных сетей (Гомори и

Х у

[91]) . . .

248

Г л а в а 12.

Потоки ......................................................в непрерывной с р е д е

 

 

 

 

 

 

 

 

265

12.1. Л окально ..............................................минимальные разрезы

 

 

 

 

 

 

 

265

12.2. Сети с пропускными .............................способностями у з л о в

 

 

 

 

267

12.3.

Потоки .......................................................в непрерывной среде

 

 

 

 

 

 

 

 

272

12.4.

r-разделяющее ...............................................................м н ож еств о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

278

Г л а в а 13.

Циклический

алгоритм

целочисленногопрограммирования

284

13.1. Введение (Гомори [79])

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

284

13.2.

Примеры ...................................................................(Гомори

[ 7 9 ] )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

291

13.3.

Геометрическая ...................................................

и н т е р п р е т а ц и я

 

 

 

 

 

 

 

295

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

519

13.4.

Свойства

дополнительных

неравенств

( Гомори ж Баумоль

 

 

[ 8 7 ] ) .........................................................................................................

 

 

 

 

296

Г л а в а 14.

Полностью

целочисленный

алгоритм

......................................

300

14.1.

Полностью

целочисленный

алгоритм (Гоморп [80]) . . . .

300

14.2.

П р и м е р .................................................................................................

 

 

 

 

308-

Глава 15.

Смешанный алгоритм целочисленного программирования .

310

15.1.

Введение (Гомори [ 8 1 ] ) ...................................................................

 

 

310

15.2.

Метод разбиения в смешанном целочисленном програм­

 

 

мировании

(Бендере

[ 1 8 ] ) ...........................................................

 

315

15.3.

П р и л о ж е н и я .........................................................................................

 

 

 

323

Г л а в а 16.

Целочисленное программирование с параболическими огра­

 

 

ничениями

............................................................................................

 

 

 

331

16.1.

Введение (В итцгалл [215])

 

 

331

16.2. Т а б л и ц а .................................................................................................

 

 

 

 

334

16.3. Преобразование ...............................................................................

 

 

 

335

16.4. Алгоритм

.............................................................................................

 

 

 

337

16.5. П р и м е р ы .................................................................................................

 

 

 

 

338

16.6. Доказательство к о н е ч н о с т и ...........................................................

 

343

Г л а в а 17.

Прямой

алгоритм

целочисленного

программирования

 

 

(Р . Д . Ю н г ) .........................................................................................

 

 

 

344

17.1. Введение и

а л г о р и т м ........................................................................

 

 

 

344

17.2.

П р и м е р .................................................................................................

 

 

 

 

357

17.3.

Доказательство конечности

.......................................................

 

369

17.4.

Вывод соотношений и пояснений ..............................................

 

365

Г л а в а 18.

Задача о рюкзаке ............................................................................

 

 

 

371

18.1.

Задача о рюкзаке (Гилмор,

Гомори [75],

Гомори [84]) . . .

371

Г л а в а 19.

О соотношении между линейным и целочисленным програм­

 

 

мированием .........................................................................................

 

 

 

378

19.1.Введение (Гомори [84], Кортанек и Ярослав [133]) . . . . 378

19.2.Асимптотический алгоритм (Гомори [84], [85], [86]) . . . . 387

19.3.

Алгоритм групповой минимизации (Х у

[1 1 2 ]) .........................

414

Г л а в а 20.

Грани

целочисленного

м н о г о г р а н н и к а ..................................

424

20.1. Введение .............................................................................................

 

 

 

424

20.2. Вычисление г р а н и ............................................................................

 

 

432

20.3. Многогранники Р (G, g 0) ................................................................

 

434

20.4. Автоморфизмы

главных многогранников ..............................

437

20.5. Грани

многогранников циклических

г р у п п .........................

441

20.6.

Грани

многогранников гомоморфных г р у п п ..............................

443

20.7.

Характеры и н ер а в ен ст в а ...............................................................

 

445

П р и л о ж е н и е

А .

Нормальная форма Смита (Х у [1 1 2 ])..................................

450

П р и л о ж е н и е

В.

Альтернативное

доказательство

двойственности . .

456

П р и л о ж е н и е

С.

Алгоритмы типа

дерева п о и с к а ......................................

460

П р и л о ж е н и е

D.

Грани,

вершины

и матрицы инциденций многогран­

 

 

ников

.....................................................................................................

 

 

 

465

Список л и т е р а т у р ы .............................................................................................

 

 

 

496

Список дополнительной

литературы ...........................................................

 

511

Указатель

 

...................................................

 

 

 

 

513

УВАЖАЕМЫЙ ЧИТАТЕЛЬ!

Ваши замечания о содержании книги,

ее оформлении, каче­

стве перевода и другие просим присылать по адресу:

129820, Москва И-110, ГС П , 1-й Риж ский

пер., д. 2, издатель­

ство «М и р ».

 

Т . Х у

Ц Е Л О Ч И С Л Е Н Н О Е П Р О Г Р А М М И Р О В А Н И Е И П О Т О К И В С Е Т Я Х

 

Р ед а к т о р И .

А . М а х о в а я .

Х у д о ж н и к Н .

С.

Х м ел ев ск ая .

 

 

Х у д о ж ест в ен н ы й

р ед а к т о р

В .

И .

Ш ап ов ал ов .

Т ехн и ч еск и й

р ед а к т о р

Г . Б .

А лю ли н а .

 

 

К ор р ек тор ы

К . Л . В о д я н и ц к а я

и

Н .

А .

Г и ря

 

 

 

С дан о в н а б о р

2 5 /X I I

1 9 7 3

г .

П о д п и са н о к

п еч ати

8 /V

1 9 7 4 г .

Б у м а г а к н . ж у р н .

6 0 x 9 0 l / i e = 1 6 ,2 5

б у м .

л .

3 2 ,5 0 п еч .

л .

У ч .-и з д .

 

л .

2 8 ,6 7

И зд .

М«

1 /7 1 5 6 .

 

 

 

 

 

Ц ен а 2 р . 14 к . З а к . 0 1 3 4 8

 

 

 

 

 

 

И З Д А Т Е Л Ь С Т В О «М И Р »,

М оск в а ,

1 -й

Р и ж ск и й п е р ., 2

 

 

О р ден а Т р у д о в о го

К р а сн о го

зн а м ен и М оск ов ск ая ти п о гр а ф и я А6 7 «И ск ра

револю ции »

С о ю зп ол и гр аф п р ом а п р и

Г о су д а р ст в ен н о м

ком и тете

С овета

М инистров СССР

п о дел ам

и здател ь ств , п ол и гр а ф и и

и

к н и ж н ой то р го в л и ,

г .

М оск ва,

К - 1 , Т р ех п р у д н ы й п е р ., 9

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ