Linear Programming and Extensions (Rand Corporation Research Studies)

Linear Programming and Extensions (Rand Corporation Research Studies) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Princeton University Press
作者:George Bernard Dantzig
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1963-09-01
价格:USD 110.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780691080000
丛书系列:
图书标签:
  • 线性规划
  • 运筹学
  • 最优化
  • 数学规划
  • 随机规划
  • 博弈论
  • 决策分析
  • 资源分配
  • Rand Corporation
  • 研究报告
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具体描述

线性规划与扩展:优化决策的理论基石与实践应用 本书深入探讨了线性规划这一强大的数学工具,揭示了其在解决复杂决策问题中的核心作用。从基础的理论概念到广泛的扩展应用,本书为读者构建了一个全面而深刻的理解框架。 第一部分:线性规划的基础 本部分将带领读者走进线性规划的世界,从最基本的概念入手,逐步建立起对这一优化方法的认知。 问题陈述与数学模型: 我们将首先理解什么是线性规划问题。线性规划问题的本质在于,在若干线性约束条件下,寻求一个线性目标函数的最大值或最小值。我们将学习如何将现实世界中的各种问题,例如生产调度、资源分配、投资组合优化等,转化为标准的数学模型,即定义决策变量、目标函数以及一系列不等式或等式约束。这一步骤至关重要,它决定了后续求解的准确性和有效性。 可行域与最优解: 线性规划的解空间由一系列线性不等式定义,这个区域被称为可行域。本书将详细阐述可行域的几何特性——它是一个凸多面体。最优解,即目标函数取得最大值或最小值的可行解,一定存在于可行域的顶点上。我们将理解这一重要的几何直觉,它为后续的算法设计提供了基础。 图解法(二维情况): 对于只有两个决策变量的简单线性规划问题,我们可以借助图解法直观地理解问题的结构。通过绘制约束不等式所代表的直线,并确定其交集所形成的可行域,然后逐一检验可行域的顶点,即可找到最优解。虽然图解法在实际应用中局限于二维,但它为理解高维问题的概念奠定了坚实的基础。 单纯形法: 作为求解线性规划问题的经典算法,单纯形法将是本书的核心内容之一。我们将详细解析单纯形法的原理,包括如何构建初始基本可行解,如何通过迭代更新基变量和非基变量来搜索最优解,以及如何判断问题的无界性或不可行性。本书将深入讲解单纯形法的每一步操作,并辅以丰富的例子,帮助读者掌握其精髓。 对偶理论: 对偶理论是线性规划中一个极为重要的概念。每个线性规划问题都存在一个与之对应的对偶问题。本书将阐述对偶问题的构建方法,并深入探讨强对偶定理、弱对偶定理等核心定理。对偶问题不仅提供了另一种视角来理解原问题,而且在灵敏度分析、算法改进等方面发挥着关键作用。通过对偶,我们可以获得关于最优解的额外信息,例如影子价格(shadow prices),它们代表了单位资源变化对最优目标值的影响。 灵敏度分析: 在实际应用中,问题中的参数(如成本系数、资源限制)往往不是完全确定的,可能存在变动。灵敏度分析研究的是,当这些参数发生微小变化时,最优解及其目标函数值会如何变化。本书将介绍如何利用单纯形表和对偶变量进行系统性的灵敏度分析,从而帮助决策者评估模型对参数变化的鲁棒性,并做出更具适应性的决策。 第二部分:线性规划的扩展与进阶 在掌握了线性规划的基础之后,本书将进一步拓展到更复杂、更具挑战性的问题,展现线性规划的强大生命力。 整数规划: 许多实际问题要求决策变量只能取整数值,例如生产单位数、人员分配等。本书将介绍整数规划的基本概念、分类(纯整数规划、混合整数规划、0-1整数规划)以及常用的求解方法,如割平面法、分支定界法等。我们将探讨整数规划的难度相较于线性规划的增加,并提供解决这些问题的策略。 非线性规划: 当目标函数或约束条件中包含非线性项时,问题就转化为非线性规划问题。本书将简要介绍非线性规划的基本思想,探讨其与线性规划的区别,并介绍一些简单情况下的求解方法,如梯度下降法等,尽管非线性规划的求解通常比线性规划更为复杂。 网络流问题: 网络流问题是一类特殊但应用广泛的线性规划问题,如最大流问题、最小费用流问题、最小生成树问题等。本书将重点介绍这些经典网络流问题的建模方式,并阐述如何利用图论和线性规划的知识来求解它们,例如使用Ford-Fulkerson算法或Edmonds-Karp算法等。 组合优化: 许多实际问题,如旅行商问题(Traveling Salesperson Problem, TSP)、背包问题(Knapsack Problem)等,属于组合优化范畴,它们本质上是具有特定结构的整数规划问题。本书将探讨这些问题的特性,并介绍如何将它们转化为线性规划或整数规划模型,以及一些启发式算法和精确算法的思路。 动态规划与线性规划的联系: 动态规划是一种通过将问题分解为子问题来求解的有效方法。本书将探讨动态规划在某些情况下的解法与线性规划的内在联系,以及它们在解决序列决策问题时的互补性。 求解器与实际应用: 理论固然重要,但实际应用离不开强大的求解工具。本书将介绍目前主流的商业和开源线性规划求解器(如CPLEX, Gurobi, GLPK等),并提供如何使用这些求解器来解决复杂问题的指导。我们将通过多个行业的实际案例,例如物流优化、生产制造、金融建模、能源规划等,生动展示线性规划及其扩展在现实世界中的强大应用能力。 本书特点: 理论严谨与实践导向相结合: 本书不仅深入讲解了线性规划的数学理论,更注重培养读者将理论应用于解决实际问题的能力。 循序渐进,由浅入深: 从基础概念到复杂模型,本书的章节安排逻辑清晰,层层递进,适合不同背景的读者。 丰富案例支撑: 大量精心设计的案例贯穿全书,帮助读者理解抽象的数学概念,并掌握实际应用技巧。 强调理解与洞察: 除计算方法外,本书更侧重于培养读者对问题结构的理解和对模型结果的洞察力。 无论您是希望系统学习优化理论的学生,还是希望利用数学工具提升决策效率的工程师、经济学家或管理者,本书都将为您提供一条通往线性规划及其扩展领域的清晰路径,助您成为更高效的决策者。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这部关于线性规划及其引申概念的著作,无疑是该领域内一本里程碑式的经典之作。首先映入眼帘的是其严谨的逻辑架构和对基础理论的深刻剖析。作者似乎并未满足于仅仅罗列公式,而是将线性规划的数学本质,例如凸集理论、对偶性原理等,用一种近乎艺术化的方式呈现出来。阅读过程中,我能清晰地感受到作者在构建理论体系时所下的苦功,每一步推导都经过了精心的打磨,确保了逻辑链条的无懈可击。尤其是在讲解单纯形法(Simplex Method)的几何直觉时,作者提供的视角非常新颖,它不再是枯燥的代数运算,而更像是一场在多维空间中寻找最优解的探索之旅。对于初学者而言,这些详尽的铺垫至关重要,它为后续理解更复杂的扩展模型打下了坚实的地基。那种深入骨髓的数学美感,让枯燥的优化问题焕发出勃勃生机,着实令人沉醉。它不是一本快餐式的教材,更像是一本需要细细品味的哲学论著,要求读者投入时间去消化每一个细节,而一旦掌握,收益将是长久的,因为它教会你的不仅仅是“如何解题”,更是“如何思考优化问题”。

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深入阅读之后,我对其在“扩展”部分的处理方式感到尤为赞赏。现今的许多优化书籍往往停留在标准形式的线性规划(LP)层面,但本书却勇敢地迈向了更广阔的疆域,这正是其价值所在。例如,在处理整数规划(IP)或混合整数规划(MIP)时,书中对分支定界法(Branch and Bound)的阐述,其深度和广度远超我以往接触的任何资料。作者并未将这些复杂的算法视为黑箱,而是细致地拆解了其背后的分支策略、割平面(Cutting Plane)的引入时机,以及如何有效地进行界限估计以避免不必要的搜索。这种对算法效率和计算复杂性的关注,使得这本书从纯粹的理论探讨上升到了工程实践的层面。你会发现,很多我们在实际应用中遇到的瓶颈问题,书里都有潜在的解决方案或至少是理论上的指引。这种实用主义与理论深度的完美结合,让这本书不仅仅是学术界的珍藏,对于正在构建优化模型的工程师和数据科学家来说,也是一本不可或缺的工具书,它拓宽了我们解决现实世界问题的工具箱。

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总而言之,这部著作散发出一种深沉的学术魅力,它要求读者从心智上做好准备,迎接一场深入基础的智力挑战。它不像最新的优化软件手册那样提供即插即用的解决方案,而是更像一份详尽的“建筑蓝图”,告诉你这座摩天大楼的每一根钢筋混凝土是如何精确计算和连接起来的。阅读体验是扎实、密集且回报丰厚的。它迫使你放慢速度,去欣赏数学语言的精确性,去感受算法设计的精巧。对于那些渴望超越表面计算,真正掌握线性优化理论核心奥秘的人来说,这本书是绕不开的圣经。它所构建的知识体系,具有极强的穿透力,能有效地迁移到其他相关领域,例如网络流理论、资源调度和经济模型的建立中。它不仅是线性规划的教科书,更是一部关于如何用数学工具进行严谨、系统化决策的典范之作,其深度足以经受时间的考验,值得反复研读和珍藏。

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这本书最让我感到震撼的是它对“灵活性”和“敏感性分析”的透彻解读。线性规划的真正威力往往不在于找到一个固定的最优解,而在于理解当模型参数发生微小变动时,这个最优解会如何响应。作者在这部分的处理上可谓炉火纯青。他们不仅展示了如何通过影子价格(Shadow Prices)来量化资源价值的变化,更深入探讨了最优解集本身的稳定性问题。这种对不确定性下决策制定的强调,极大地提升了这本书的战略价值。它训练读者去质疑输入数据的每一个数值,去预判环境变化带来的影响。我记得在阅读关于基变量和非基变量变动对最优基影响的那一节时,我清晰地理解了为什么在现实商业决策中,资源分配的微小调整可能导致巨大的效益差异。这种“对变化的洞察力”是任何优化模型使用者都梦寐以求的能力,而这本书系统地教会了我们如何去培养这种洞察力,这远比记住一堆计算步骤来得更有价值。

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从排版和文字风格来看,这本书呈现出一种典型的、带有时代烙印的严谨性。它的语言风格是高度正式且精确的,几乎没有使用任何口语化的表达,这对于追求精确性的读者来说是一种享受,但也可能对一些习惯了现代教材轻松语气的读者构成一定的阅读门槛。图表的运用是恰到好处的,它们并非为了美观而存在,而是作为深化理解的必要补充。尤其在描绘对偶问题的几何意义时,那几张关键的示意图,即便只用最简单的线条勾勒,却能瞬间点亮思维的盲区。然而,不得不承认,由于其成书年代和专注于理论的本质,某些章节在引入最新发展(比如大规模线性规划的内点法等)时略显不足,这使得它在面对当前动辄百万变量的超大型问题时,其直接指导性不如侧重于数值方法的现代教材。但这并非苛责,而是对其历史定位的客观评价——它奠定了基础,为后来的发展铺平了道路,其核心原理的普适性是永恒的。

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