全單模矩陣

2022-09-12 02:15:10 字數 731 閱讀 3102

整數規劃問題往往難以求解,但在一類特殊的情形下,整數規劃問題可以完全歸結為線性規劃問題,這就是當線性規劃可行域的所有頂點都是整點的時候,此時線性鬆弛的解就是整數規劃的解。而全單模矩陣給出了關於此條件的判定方法。

設矩陣a是\(m*n\)整數矩陣,若a的任意子方陣的行列式等於0,1,-1,則稱a為全單模矩陣

由定義容易得到全單模矩陣的元素只有0,-1,1(考慮一階子式即可)

矩陣a是全單模矩陣當且僅當對於所有整數向量a,b,c,d,多面體的頂點是整數點。

通過定義判別全單模矩陣比較困難,因此需要給出一些其它的充要條件或者充分條件。

矩陣a是全單模矩陣等價於對於每個集合\(j \subset n = \),存在分割\(j_1,j_2\),使得$$|\sum_a_-\sum_a_|\leq 1,i=1,...,m$$

由此可以得到一些簡單的判別條件。

設矩陣a是矩陣,並且每列至多有兩個非零元素,則矩陣是全單模矩陣當且僅當存在a的行分割\(q_1,q_2\)是同一列中的兩個非零元素滿足以下條件:

(i)若符號相反,則乙個位於\(q_1\),另乙個位於\(q_2\)

(ii)若符號相同,則兩個元素同時屬於\(q_1\)或\(q_2\)

設矩陣a是矩陣,若a滿足下兩個條件,則它是全單模的:

(i)a的每一列至多有兩個非零元素

(ii)若某列含有兩個非零元素,則他們的和為0

顯然,若每列只有乙個非零元素,則已經是全單模的了。

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