∑

数学知识体系

Observatory Archive of Mathematics
⌕2026/8/31
概念

割平面法

不断添加 Gomory 割、覆盖割等线性不等式割去松弛解而不切掉整数点,收紧可行域直至得到整数解。

所属主题:运筹学 ↗
阅读路径

参考可汗学院 Get ready 机制:先修概念 → 当前概念 → 进阶概念,✓ 表示已读。

当前概念

割平面法运筹学

01定义

割平面法不断向线性松弛添加有效不等式(割),割去松弛的非整数最优点却不切掉任何整数可行点,逐步把松弛多面体「削」成整数点的凸包——Gomory 割从单纯形表代数生成,无需枚举。
割 1 割 2 非整数松弛点被割去 割 = 整数点都满足、当前松弛解不满足的不等式 理想终点:松弛多面体 = 整数点的凸包
割平面:一刀刀削去松弛解,保全整数点

02核心要点

01

Gomory 割

从单纯形表的分数行出发:∑j(fij)xj≥fi0\sum_j(f_{ij})x_j\geq f_{i0}(ff 为小数部分)——纯代数生成,理论上有限步达到整数最优;实践中单独使用收敛慢。

02

结构割家族

覆盖割、MIR 割、流覆盖割利用问题结构,效果远超通用割;专用割(如 TSP 的子回路消除割)是求解组合难题的关键知识注入。

03

割的管理

割太多使 LP 变慢、太少收效甚微:求解器按「违背程度 × 正交性」筛选割池,定期清理冗余割——割的选择本身是一门调参艺术。

03关键公式

∑j fij xj≥fi0,fij=aij−⌊aij⌋ (Gomory 分数割)\sum_{j}\,f_{ij}\,x_j\geq f_{i0},\quad f_{ij}=a_{ij}-\lfloor a_{ij}\rfloor\ (\text{Gomory 分数割})

04历史沿革

戈莫里 1958 年发明割平面法——首个整数规划的纯代数精确算法;长期被认为不实用,1990 年代与分支定界结合后重获新生。

05应用与延伸

混合整数规划的商用求解器内核、TSP 竞赛级求解(Concorde)、排产与网络设计、组合优化的多面体研究。

06交互演示

Gomory 割:切掉分数 LP 最优解分数最优解不是整数解:加一条割平面把它切出可行域,重新求解

07相关概念