Linear Programming

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出版者:Springer
作者:Robert J. Vanderbei
出品人:
页数:488
译者:
出版时间:2007-11-26
价格:USD 99.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780387743875
丛书系列:International Series in Operations Research & Management Science
图书标签:
  • 数学
  • Optimization
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具体描述

This Third Edition introduces the latest theory and applications in optimization. It emphasizes constrained optimization, beginning with linear programming and then proceeding to convex analysis, network flows, integer programming, quadratic programming, and convex optimization. You'll discover a host of practical business applications as well as non-business applications. With its focus on solving practical problems, the book features free C programs to implement the major algorithms covered. The book's accompanying website includes the C programs, JAVA tools, and new online instructional tools and exercises.

《线性规划》 一本探索精妙数学工具,赋能决策优化的综合指南 在当今这个数据驱动、效率至上的时代,如何从纷繁复杂的信息中提炼出最优决策,是企业、研究机构乃至个人都面临的核心挑战。无论是资源分配、生产调度、物流网络设计,还是财务投资组合优化,背后都蕴藏着一套精密的数学语言和解决问题的框架。《线性规划》这本书,正是带领读者深入理解并掌握这套强大工具的权威指南。它并非一本孤立的理论书籍,而是一把解锁现实世界复杂难题的钥匙,旨在为读者提供一套系统、严谨且实用的方法论。 核心概念与理论基石: 本书首先从最基础的概念入手,详细阐述了线性规划的定义、基本构成要素以及其在数学模型中的地位。读者将了解到,线性规划的核心在于处理一类特殊的优化问题:目标函数和所有约束条件都是线性的。这看似简单的线性关系,却能模型化数量庞大、形态各异的实际问题。我们将深入剖析“决策变量”——那些我们希望确定的数值,它们是构成解决方案的基础;“目标函数”——它代表了我们希望最大化(如利润)或最小化(如成本)的指标,是我们优化的导向;以及至关重要的“约束条件”——它们是现实世界施加于决策过程的限制,如原材料的供应量、生产能力、市场需求等。 在理解了基本构成后,本书将带领读者探索线性规划理论的基石。我们将详细讲解可行域的概念,即所有满足所有约束条件的决策变量取值的集合。这个区域的几何形状(通常是一个多面体)以及其在解题过程中的关键作用将被深入剖析。随后,本书将重点介绍最优解的意义——可行域中能够使目标函数达到最优值(最大或最小)的点。理论上,如果存在最优解,那么它一定出现在可行域的某个顶点上,这个顶点理论是求解线性规划问题的核心思想之一。 求解算法的精妙之处: 理论的掌握固然重要,但更关键的是如何将理论付诸实践。本书将花费大量篇幅详细介绍求解线性规划问题的经典算法。 单纯形法 (Simplex Method): 作为最著名、最广泛应用的线性规划求解算法,单纯形法将被层层剥开其神秘面纱。我们将从几何角度理解单纯形法的迭代过程——在可行域的顶点之间移动,并朝着优化方向前进,直到找到最优解。本书将详细介绍算法的步骤,包括如何构建初始可行基、如何进行基变换(旋转)、如何判断最优性、以及如何处理可能出现的退化和无界解等情况。我们会通过大量的图示和数值算例,帮助读者直观地理解算法的每一步操作,从而建立起扎实的算法理解。 对偶理论 (Duality Theory): 线性规划中一个极其深刻且富有洞察力的概念是对偶理论。本书将详细介绍如何从一个原始线性规划问题构建其对偶问题,以及原始问题和对偶问题之间的内在联系。我们将深入讲解“对偶变量”的经济含义(如影子价格),它们能够解释约束条件变化对最优目标函数值的影响,为管理者提供宝贵的决策洞察。对偶理论不仅有助于理解算法的深层原理,还能提供更有效的求解方法,甚至揭示问题的结构性特征。 内点法 (Interior-Point Methods): 随着计算能力的提升和算法研究的深入,内点法作为一种与单纯形法并驾齐驱的现代求解算法,也将在本书中得到详细的介绍。与单纯形法在顶点间移动不同,内点法沿着可行域的“内部”进行迭代,通常能够更快地收敛到最优解,特别是在处理大规模问题时。本书将解释内点法的基本思想、收敛性以及其在实际应用中的优势。 应用领域的广泛延展: 《线性规划》不仅仅是一本关于数学方法的书籍,它更是关于如何将这些数学方法应用于解决实际问题的指南。本书将展示线性规划在各个领域的广泛应用,并提供具体的建模案例。 生产与运营管理: 如何在有限的资源下,最大化生产利润?如何优化生产计划,满足市场需求同时最小化库存成本?本书将通过具体的生产线调度、产品组合优化、原材料采购等案例,展示如何构建线性规划模型来解决这些问题。 物流与供应链: 如何设计最优的运输路线,降低运输成本?如何确定仓库的选址和库存水平,以最小化总成本?本书将深入探讨车辆路径问题、网络流问题等,并展示线性规划在其中扮演的关键角色。 财务与投资: 如何构建最优的投资组合,在风险可控的前提下实现收益最大化?本书将介绍投资组合优化模型,解释如何利用线性规划来配置资产,实现财务目标。 人力资源管理: 如何优化排班,以最小的成本满足人力需求?如何进行人员的招聘和培训计划?本书将触及人力资源领域的优化问题。 能源与环境: 在能源生产、分配以及环境保护方面,线性规划同样发挥着重要作用。例如,如何优化发电厂的运行,满足电网需求同时最小化排放? 建模的艺术与实践: 本书将强调建模在应用线性规划中的重要性。建立一个好的线性规划模型,是成功应用的关键。本书将引导读者掌握如何将现实问题抽象为数学模型,包括: 识别决策变量: 明确模型需要求解的关键要素。 定义目标函数: 准确量化优化目标。 建立约束条件: 严谨地将现实世界的限制转化为数学方程或不等式。 数据收集与处理: 确保模型输入数据的准确性和可靠性。 本书将通过大量的实例,逐步展示如何从一个模糊的实际问题出发,通过严谨的分析和建模,最终形成一个可以被线性规划求解器解决的数学模型。我们还将讨论模型验证、灵敏度分析等实践环节,帮助读者理解模型结果的含义,并评估模型对输入参数变化的敏感程度。 进阶话题与展望: 在掌握了基础理论和应用之后,本书还将触及一些更高级的线性规划话题,为读者提供更广阔的视野。例如,整数规划 (Integer Programming)——当决策变量必须取整数时,问题会变得更加复杂,本书将介绍解决这类问题的方法;目标规划 (Goal Programming)——当存在多个相互冲突的目标时,如何进行权衡和优化。 总而言之,《线性规划》是一本旨在赋能读者掌握一项强大数学工具的书籍。它不仅提供了严谨的理论基础和详细的算法讲解,更通过丰富的实际应用案例,展示了线性规划在解决现实世界复杂问题中的巨大潜力。无论您是希望提升业务效率的企业管理者,还是对优化问题充满兴趣的研究者,亦或是希望运用数学工具解决实际挑战的学生,本书都将是您不可或缺的宝贵资源。它将引导您跨越理论与实践的鸿沟,用数学的语言清晰地洞察问题,并用最经济有效的方式找到最优解决方案。

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读后感

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用户评价

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这本书的语言风格着实令人耳目一新,它完全没有一般技术书籍那种冷冰冰的教条感,反而充满了人文关怀与逻辑的激情。作者似乎懂得如何与读者“对话”,他会时不时地抛出一个反问句,引导我们进行深层次的思考,而不是被动地接受信息。在讲解那些需要大量计算和迭代的算法时,作者没有陷入纯粹的数学推导泥潭,而是用一种近乎诗意的笔触描绘了算法的“内在美感”——那种通过有限次的步骤就能逼近最优解的优雅和高效。我特别欣赏作者在处理一些历史背景介绍时的笔法,他没有堆砌枯燥的年代和人名,而是将理论的诞生与当时的社会需求、科学思潮紧密地联系起来,使得每一项理论都有了“活着的”意义。读到后面关于灵敏度分析的部分,作者的论述更是深入骨髓,他没有仅仅停留在“数值变化”的层面,而是探讨了这种变化对真实世界决策的深刻影响,让人不得不重新审视每一个输入的参数。整本书读下来,感觉就像是跟随一位睿智的长者进行了一场深入的智力漫步,不仅学到了知识,更收获了一种看待问题的全新视角和解决问题的思维框架。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴,那种深邃的蓝色调配上简洁的几何图形,让人一眼就能感受到它蕴含的严谨与力量。我迫不及待地翻开扉页,文字的排版清晰流畅,字体选择既保证了阅读的舒适度,又不失学术的庄重感。初读几章,作者的叙事风格仿佛一位经验丰富的向导,带领着我穿越一片知识的迷宫,每一步的指引都恰到好处,既不会让人感到信息过载,也不会因为过于简化而失去深度。那些复杂的概念,被巧妙地融入到一个个生动的案例分析之中,使得原本抽象的理论变得触手可及。特别是关于模型构建的部分,作者似乎深谙读者的困惑,他没有直接抛出公式,而是从实际问题的痛点出发,逐步剖析变量、约束和目标函数是如何一步步被提炼和定义的。这种循序渐进的引导方式,极大地激发了我继续探索下去的欲望。我甚至能想象出作者在撰写这些章节时,那种对读者体验的极致关注,每一个段落的衔接都如丝般顺滑,让人沉浸其中,难以自拔。这本书的结构安排也颇具匠心,从基础原理到高级应用,层次分明,像是一座精心规划的知识金字塔,每往上走一层,视野就开阔一分。

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本书在论证的严谨性和逻辑的连贯性上,达到了一个令人敬佩的高度。作者构建知识体系的方式,仿佛在搭建一座精密的钟表,每一个齿轮(每一个定理或推论)都必须精确啮合,才能保证整体的平稳运行。我对作者处理“证明过程”的方式尤为赞赏——他不会跳过关键的逻辑步骤,而是将它们分解成一系列易于理解的小步骤,即使是那些看似微不足道的代数变换,作者也会给出清晰的注解,确保读者能够完全跟上推理的脉络。这种对“证明清晰度”的极致追求,极大地提升了本书作为严肃学术参考资料的价值。同时,作者在书中对于不同理论流派之间的思想碰撞和演变历史的梳理,也非常到位,使得读者能理解为何在不同的情境下,学者们会选择不同的建模范式。这本书并非简单地罗列事实,而是深入挖掘了其背后的哲学基础和思维模式。阅读此书,不仅是学习一种技术,更像是在接受一套关于如何进行精确、批判性思考的系统训练,它对思维品质的塑造作用,是任何速成指南都无法比拟的。

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我必须承认,这本书的排版和插图设计简直是教科书级别的典范。很少有学术著作能将如此密集的数学符号和清晰的逻辑流程图完美地融合在一起。那些用来解释复杂过程的图示,绝非简单的流程框图,它们更像是精心绘制的艺术品,每一个箭头、每一个色块的深浅,都精确地传达着信息流动的方向和重要性。特别是关于图论在优化问题中应用的章节,作者配的那些示意图,生动地展现了路径选择和资源分配的动态过程,即便初学者也能迅速把握其精髓。此外,书中的索引和术语表制作得极其详尽,这对于经常需要在不同章节间跳转查阅的读者来说,无疑是巨大的福音。我发现自己不再需要频繁地翻阅其他参考资料来核对某个特定名词的精确定义,这本书本身就提供了一个自洽且完整的知识生态系统。这种对细节的执着,体现了作者对读者时间和学习体验的尊重。说实话,很多专业书籍的阅读体验常常被糟糕的排版所拖累,但这本书,从纸张的触感,到墨水的色泽,再到章节标题的重复出现,都构成了一种沉浸式的、毫不费力的阅读体验。

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这本书在对“应用”层面的阐述上,展现出了惊人的广度和深度,这远远超出了我对一本理论专著的初始预期。它没有将优化方法束之高阁,而是毫不犹豫地将它们“投掷”到工业、经济乃至日常生活的具体场景中。我惊喜地发现,作者在讲述完一个核心算法后,总是紧接着会提供至少两个跨领域的实际案例,比如如何用它来优化供应链的库存策略,或是如何设计最高效的交通调度方案。这些案例的描述详实到令人咋舌,包含了数据预处理的挑战、模型假设的合理性探讨,以及最终结果的解释和局限性分析。这种全景式的展示,让读者清晰地看到,理论是如何在现实的“泥泞”中找到用武之地的。最让我印象深刻的是,作者在讨论某些经典模型的局限性时,毫不避讳地指出了它们在处理非线性或不确定性问题时的不足,并适时地引出了更前沿的研究方向。这使得整本书不仅是一部介绍现有知识的文献,更像是一份指向未来研究的“路线图”,极大地拓宽了我的学术视野。

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Linear Optimization的教材

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不好理解的课本...几乎都是理论证明没有例子.....

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