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。
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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。
02核心要点
01
Gomory 割
从单纯形表的分数行出发:( 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
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