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数学知识体系

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⌕2026/8/31
知识要点 · 大学数学

运筹学

经济管理类专业 · 本科阶段

线性规划、整数规划、博弈论与决策分析,管理科学的核心方法。

运筹学是「科学决策」的数学方法集:线性规划、整数规划、博弈论、决策分析与网络优化,为资源配置、生产计划与战略选择提供模型与算法。它是管理科学的硬核,也是数据驱动决策的先驱。

§ 01

线性规划

线性规划模型三要素:决策变量、目标函数(max/min)与约束条件。图解法(两变量)、单纯形法(一般情形):从初始基本可行解出发沿边迭代至最优。灵敏度分析:目标系数与约束右端项的允许变化范围,回答「参数变了最优解还成立吗」。
§ 02

对偶理论

每个线性规划对应一个对偶问题:原问题 max 对应对偶 min。弱对偶(对偶目标值≤原目标值)与强对偶(最优时相等)定理;互补松弛条件刻画最优解结构;影子价格(对偶变量)表示资源约束的边际价值,是定价与投资决策的依据。
§ 03

整数规划与网络优化

整数规划(0-1 变量选址、背包问题、指派问题):分支定界法与割平面法。网络优化:最短路(Dijkstra)、最小生成树、最大流(福特-富尔克森)与关键路径法(CPM/PERT 项目调度)。
§ 04

博弈论与决策分析

博弈论:纯策略与混合策略、纳什均衡、囚徒困境与帕累托最优、重复博弈(合作何以可能)。决策分析:不确定型决策准则(悲观/乐观/后悔值)、风险型决策(期望值、决策树)与贝叶斯决策(后验概率更新)。

核心公式速查

线性规划标准形max⁡z=cTx s.t. Ax≤b, x≥0\max z=c^Tx\ \text{s.t.}\ Ax\le b,\ x\ge0
强对偶z∗=w∗z^*=w^*
期望值准则EV=∑ipiviEV=\sum_i p_i v_i

学习建议与易错点

  • 建模比求解重要:先分清决策变量是什么、目标是什么、约束几条,再选算法。
  • 对偶变量的经济解释(影子价格)是考试与应用的高频点,务必结合实例理解。
  • 单纯形法手算步骤多,用「最小比值法则」选主元,迭代表要规范书写。
  • 博弈论中「纳什均衡是自我实现的预言」:给定他人策略,无人有单方面改变的动机。