在Matlab中求解线性不等式系统并获得整套解决方案

Solving a system of linear inequalities in Matlab and getting the entire set of solutions

我想在 Matlab 中求解线性不等式系统,其中未知数为 x(1), x(2), x(3), x(4)。我想要整个 组解决方案x(1), x(2), x(3), x(4)。因此,我不能使用 linprog 因为它只给了我一个可行点。

澄清:这个问题是关于linprogr的,但是它只给出了一种可能的解决方案。我在这里问如何找到整套解决方案。

这是一组不等式。有什么建议吗?

5x(1)+3x(2)+3x(3)+5x(4)<5
-5x(1)-3x(2)-3x(3)-5x(4)<-3
-x(2)-x(3)<0
x(2)+x(3)<1
-x(1)-x(4)<0
x(1)+x(4)<1
-3x(3)-5x(4)<-1
3x(3)+5x(4)>3
x(3)<1
-x(3)<0
x(4)<1
-x(4)<0
-5x(1)-3x(2)<0
5x(1)+3x(2)<2
x(2)<1
-x(2)<0
x(1)<1
-x(1)<0

对于连续变量,我们基本上有零个、一个或无限多个解。当然,不可能显示所有解决方案。但是,线性规划中有一个角点的概念,那些点我们可以枚举出来,虽然很费力。

以下是可以执行此操作的工具的一些链接:

另一种方法是使用额外的二元变量枚举最佳碱基。 (你有一个零 objective 所以这变得有效:枚举所有可行的 LP 基础)。这种方法使问题成为 MIP。我们可以通过这样的算法来枚举它:

  1. 解决mip
  2. 如果不可行:停止
  3. 添加约束以禁止当前点
  4. 转到第 1 步

这里有一个 link 说明了这种枚举(连续)LP 问题的所有最优基的方法。

请注意,枚举不等式系统的所有整数解更容易。许多约束编程工具会自动为您完成这项工作。另外我们可以使用上面描述的"cutting plane"技术。