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INDICE APPUNTI

  • Knapsack Binario P.3
  • Max Matching P.6
  • Min Node Cover P.8
  • Max Indipendent Set P.9
  • Max Clique P.10
  • Assegnamento P.11
  • Vincoli e Exor P.13
  • Set Covering P.21
  • Set Partitioning P.22
  • Set Packing P.23
  • Regione non Convessa P.25
  • Scheduling P.27
  • Attivazione y nella f.o. P.33
  • Bin Packing P.34
  • Diversi tipi di Vincoli P.37
  • Knapsack Intero P.41
  • Poliedri e Formulazioni P.42
  • Combinazione Convessa P.45
  • Bound per la f.o. P.47
  • Rilassamento Lineare P.51
  • Bound tramite Dualità P.52
  • Dualità MM e MNC P.53
  • TSP e Rilassamento Combinatorio P.58

Rilassamento Lagrangiano P.61

Algoritmi

  • Totale Unimodularità P.64
  • Branch & Bound P.65
  • Programmazione Dinamica P.70
  • PD per Knapsack P.73
  • PD per TSP P.74

Algoritmi Approssimati

  • TSP 2-Approx P.78
  • TSP 3/2-Approx (Christofides) P.82

Algoritmi Euristici

  • Greedy Knapsack Binario P.83
  • Greedy Set Covering P.85
  • Ricerca Locale P.87
  • Ricerca Locale TSP P.88
  • Ricerca Locale TSP Simmetrico P.89
  • Ricerca Locale Knapsack P.93
  • Ricerca Tabù P.94

Complessità Computazionale

  • Problemi in forma di Decisione P.96
  • Ricerca Binaria P.97

3x1 + 5x2 → max. 3x1 = 2 → 2.5

x1, x2 ε ℤ {0,1}

x1, x2 ε ℚ ≤ 5

{0,2} ε ℤ = r

{x1 = 2.5, x2 = 5} → ε ℚ ≠ ℤ

→ la variabile x1 ci dicese contribuisce o menoalla j-esima coefficc.di quanto contribuisce

Possiamo anche utilizzare una variabile yi:

yi = {02, xi ε { → 1xi ε {

t.c. x1 + y2 = 1x2 + y2 = 1logicamente opposta

x1 e yi paglo variabili complementari

Posso dire che:max Z = x1 - y2 e x1 = 1 - y2

max Z = ∞ - y2 + 5y2 (*)

Prova che mi permette di valutare gli Zeri:quando le variabili non annullano il coefficiente

[2 - 2y2 = 0], Σ(1 - xi) = 1.0

→ r = 2y2 + 1 = 2y2 intera

dover porti la transizione

Max Z = -5y2 + 9x2 ε S,2

Utilità: se ci fossero più utilità dovrei decidere spesso toccare, mentre posta passivo da zero e escludo quanto aggiungere

Calcolando obiettivo o elemciottengo la stessa fogl.

… 8y2 + tij

Mi dice che per rispettare il vincolo devo lasciare degli oggetti, t.c.la loro fortuna ma almeno capacità totale = 2 dove Z è la differenzatra il peso dei 2 oggetti xi + 2.0 meno la capacità: 20 - 2y2

Se stolt fosse di MCivi avrebbe la soluzione banale vuota che rispetta il vincolo.

La scelta degli oggetti mi definisce gli insiemi S ⊂ r o ℤ ovvero una bipartizionein modo che S ⊂ 3 − A con S elementi preli 3 − basement

Max Matching:

  • Dato: Grafico G = (V, E)
  • Ora bisogna trovare → one vettore di archi ("link")su ogni nodo incida ≤ con un arco di M

Informazione:|M| è sia MAX

Insieme Universo E (archi) → definisco una variabile y arco di E

xe = {0 ⊂ R em

|E| = |7|

→ x → |(2,1,0,1,3,0,2)

|M| = |6| = 0°° "i" nei vettori di incidenza

|M| = Σx = R, z

3 .0 . max Z = ∑ |E| → .Zo .    → Devo prendere + Archi possibili

voglio prendere il minimo numero di archi t.c. ogni lodo ha almeno un arco incidente

per capire se utilizzare A o A’ basta guardare se la soluzione <Z nei lodi o sugli archi

Assegnamento:

  • Dati: n¹ persone, m¹ lavori
  • Costo ci,j t.c. se la persona i fa il lavoro j, i=1,...,n; j=1,...,m

tutti possono fare tutto

Trovare: chi fa cosa → abbinare persone e lavori

minimizzato il costo complessivo e ogni lavoro va portato a termine

e ogni operaio deve fare qualcosa (lineare (non è compatto))

grafo bipartito persone - lavori:

  • completo, t.c. incideno tutti i lavori

Dato G bipartito completo nei pesato sugli archi

Trovare: un matching perfetto (c.l.)

  • - ogni nodo Pi incida un arco di M
  • - ogni nodo Lj incida un arco di M
  • imbro le soluzioni perchè non avrebbe senso prendere persone per uno stesso lavoro se devo minimizzare
  • Potre servire come:
  • dato G bipartito completo = (P∪L,E)
  • pesato sugli archi cij ≥ 0 ∀ (i,j) ∈ E

→ Trovare un matching perfetto:

  • t.c. min ∑ Cij
  • (i,j)∈M
  • xij = {1 se (i,j)∈M
  • 0 se pi fa lavoro j e (i,j)∈E
  • 0 altrimenti
  • f.o.
  • min z = ∑ Cij * xij
  • (i,j)∈E
  • ∑ Xij = 1, j = 1,...,m → tutti i lavori devono essere svolti da qualche persona
  • ∑ Xji = 1, i = 1,...,m → ogni lavoratore deve svolgere solo un lavoro

variabili: x ∈ {0,1}³

  • x ∈{0,1}³²

La y mi permette di generare 2 cui e separare i 2 vincoli che non potrebbero coesistere, non posso risolvere ∑ xi ≠ 3, perciò non posso introdurlo nel simplice.

s.t.) {y2 = {j|insieme di cardinalità 2 o 4}}

  • min
  • max

s.t. ∑ xi ≤ 2 - My e ∑ xi ≥ 2 + My

x ∈ {0,1}n y ∈ {0,1}

xi = 2, i = 1 a 3, n = con z.

∑ xi ≥ 4 + M(1-y)

.y = 0 → ∑ xi z ≤ 2 → ∑ xi ≥ 2 → 4 + M → z = 0 → 2 ∑ xi = 4 + M

Diventano insufficienti

∑ xi = z

Non possiamo utilizzare l'uguaglianza perché non varrebbe per entrambi i casi. Pa'øvale 2 → z = 4

.y = 2 , __∑ xi z ≥ 2M - 4 = o = ∑ xi = 2 + M = ∞

∑ xi z ≥ 4

∑ xi ≤ 4

∑ xi = 4

Potrei risolverlo anche così:

j.t.: ∑ xi = 2 + 2t

x ∈ {0,1}n t ∈ {0,1}n

s.t.: y2 = {sottinsiemi che escludo g elementi}

A = {Q2, Q3...Qm} {m,7,4}

x ∈ A ⊆ X ⊆ ∃ Q : x

2 + x = A ⊆ X ⊆ ∃ Q : x

Vettore indue\nta del \ga{1}\e

min

max

z = ∑ xi ci

(∑ x) = ∑ ci

Per escludere gli elementi blusa contare gli Zeri

Devo considerare le tensione (1-x) per ogni variabile

Set Covering

Dati: un insieme A = {a1, a2, ..., am} di m elementicosti ci ≥ 0 i = 1, ..., muna famiglia ℱ = {A1, A2, ..., An} Ai ⊆ A; i = 1, ..., m

Trovare:un sottoinsieme X di A non necessariamente della famiglia ℱ

t.c.:costo complessivo di X sia min → ∑civenga scelto almeno un elemento da ogni A

Es.Variabili: Xi = {0,1}, i ∈ XVettore di incidenza nel generico sottoinsieme,insieme universale A

f.o.: min z = ∑i=1n ci Xi

(Vincoli) s.t.x1 + x3 + x9 ≥ 2x3 + x4 + x7 + x9 ≥ 2x3 + x6 ≥ 2x0 ≥ 2

xi ∈ {0,1}30

Formulazione Vettoriale:

min z = C xs.t. BX ≥ 2x ∈ {0,1}3

B matrice m × n → Matrice dei Coefficienti

x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 x10B = | 1 0 1 0 0 0 0 0 0 | | 0 0 1 1 0 0 1 0 0 | | 0 0 0 0 0 0 0 0 1 | ...

Le colonne si dicono in quanti sottoinsiemi si trovano i diversi elementiLa somma per colonna mi dice in quanti sottoinsiemi si trova ogni elementoLe righe sono vettori di incidenza del sottoinsieme corrispondente

Dettagli
A.A. 2022-2023
106 pagine
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SSD Scienze matematiche e informatiche MAT/09 Ricerca operativa

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher edoardo.musche di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Metodi e Modelli di ottimizzazione discreta e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università degli Studi di Roma Tor Vergata o del prof Nicoloso Sara.