Assign4-LinearProgramming

1 Linear-inequality feasibility

当有LP的算法,我们让m个线性不等式作为LP的约束,设置常数为目标函数,使用解LP的算法进行求解,如果有可行解,则其为线性不等式可行域的一个解,若LP无可行解,则原线性不等式无解。

2 Airplane Landing Problem

$$
\begin{align*}
max\qquad &d\
s.t.\qquad &s_i<x_i<t_i\qquad &where\ i=1,2,3\dots ,n\
&s_1<t_1<s_2<t_2<\dots <s_n<t_n\qquad &\
&x_j-x_{j-1}\geq d &where\ j=2,3\dots ,n
\end{align*}
$$

参数说明:
优化目标d是相邻着陆飞机最短时间差
$x_i$是第i架飞机实际着陆时间
$s_i和t_i$分别是第i架飞机着陆窗口的起始点和结束点

3 Interval Scheduling Problem

将课程按Fi 进行排序 , xij 为1就是课程i 安排在教室j,则有:

对于第一个约束,保证了一门课只安排在一间教室
第二个约束为:若两门课安排在同一个教室,则它们时间不能冲突。当 $x_{ij} = x_{kj} = 1$时,说明课程i和课程j 被安排在同一间教室,它们课程不能冲突,说明$F_i <= S_k$ 。 若两者不全为1时(全为0或一个为1),显然满足条件。

4 Gas Station Placement

$$
\begin{align*}
min\qquad &max_dis\
s.t.\qquad &-r<d_i-g_i<r\qquad &where\ i=1,2,3\dots ,n\
&g_{i+1}-g_i\leq max_dis &where\ i=1,3\dots ,n\
&d_1<d_2<\dots <d_n\
&d_i,max_dis,r>0
\end{align*}
$$

参数说明:
优化目标$max_dis$是相邻加油站最大间隔
$d_i$是第i个town的坐标
$g_i$是第i个加油站的坐标
$r$是加油站离对应town的最远距离

5 Stable Matching Problem

设$x_{ij} = 1$为 男i和女j配对,否则$x_{ij} = 0$

(2)

第一个和第二个约束限制了只能一男一女配对
第三个约束限制了若i和j有边且k和l有边,那么应该是稳定的边。

(2)

前两个条件与之前的一致
第三个条件说明当$p_{ilj}=q_{lik}=1$时,说明男i相比女j来说更喜欢女l,女l相比男k更喜欢男i,因此不该是$x_{ij}、x_{kl}$配对。

6 Duality