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Maximierungsproblem in Minimierungsproblem

Universität / Fachhochschule

Tags: Lineare Optimierung, Maximierungsaufgabe, Minimierungsproblem, Operation Research, Ungleichung

 
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Ohara

Ohara aktiv_icon

14:49 Uhr, 05.02.2017

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Hallo,
ich habe einer Frage bezüglich einer Umwandlung eines Maximierungsproblems in ein Minimierungsproblem.

Das Problem lautet:

max x1−x2

u.d.N.
−2*x1 +x2 ≥ 3
4x1+x2=2
x1 ≤ 0
x2R

Das Problem soll in ein Minimierungsproblem umgewandelt werden, wobei alle Variablen die Nichtnegativitätsbedingungen erfüllen und nur ≥ Restiriktionen vorkommen.

Mein Ansatz:
-min-x1-x2

u.d.N.
-2x1+x2 ≥ 3
4x1+x2 ≥ 2
-4x1-x2-2

und dann weiß ich leider nicht weiter.

-x1 ≥ 0 ?
x2=x21-x22 mit x21,x22 ≥ 0?

Über Hilfe wäre ich sehr dankbar!

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich benötige bitte nur das Ergebnis und keinen längeren Lösungsweg."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
mihisu

mihisu aktiv_icon

15:22 Uhr, 05.02.2017

Antworten
Zunächst einmal sollte aus dem
max(x1-x2)
ein
-min(-x1+x2)
werden, nicht -min(-x1-x2).

\\\\

Zu dem Weiteren vorgehen. Ja, aus x10 kann man -x10 machen.
Da jedoch die Variablen am Ende alle nicht-negativ sein sollen, solltest du x12:=-x1 verwenden. Dann wird die Nebenbedingung x10 bzw. -x10 zu eine Nicht-Negativitäts-Bedingung für x12.

Und ja, die nicht notwendigerweise nicht-negativen Variable x2 kann man als Differenz zweier nichtnegativer Variablen auffassen, wie du es angesetzt hast.

Dementsprechend muss man dann natürlich x1 und x2 mit den neuen nicht-negativen Variablen ersetzen.

Also hat man zunächst als Zwischenschritt:

-min(-x1+x2)
unter den Nebenbedingungen
-2x1+x23
4x1+x22
-4x1-x2-2
-x10
x2

Und erhält dann durch x1=-x12 und x2=x21-x22 mit x12,x21,x220:

-min(x12+x21-x22)
unter den Nebenbedingungen
2x12+x21-x223
-4x12+x21-x222
4x12-x21+x22-2
x120
x210
x220

\\\\\\\\\\

Statt x1=-x12 zu ersetzen, könnte man natürlich auch analog zu x2=x21-x22 das x1 mit x1=x11-x12 ersetzt. (Ich habe halt einfach schon ausgenutzt, dass man sowieso die Bedingung x10 bzw. -x10 hat, und deshalb der Negativteil x12 ausreicht.) Wenn man also stattdessen mit x1=x11-x12 ersetzt, würde man

-min(-x11+x12+x21-x22)
unter den Nebenbedingungen
-2x11+2x12+x21-x223
4x11-4x12+x21-x222
-4x11+4x12-x21+x22-2
-x11+x120
x110
x120
x210
x220

erhalten.
Frage beantwortet
Ohara

Ohara aktiv_icon

15:52 Uhr, 05.02.2017

Antworten
Danke für die schnelle Antwort! Sehr verständlich und übersichtlich!