Ponieważ problem PL jest w postaci bazowej względem zbioru B więc dj — Cj — Zj — 0 dla każdego j E B, zaś dla bazowego rozwiązania dopuszczalnego x[B] względem macierzy bazowej Ab z definicji 8 mamy x[B]j = 0 dla każdego j E B' (x[B\j := x[B\(j, 1), j € Ni,n). Zatem
(c - z)x\B\ = Efe - zMB]i = E fe - zMBh + (28)
j=l
jeB' j€B'
Stąd oraz z (27) i (18) wynika, że x[B] jest rozwiązaniem optymalnym problemu PL. ■
Twierdzenie 5 Jeżeli istnieje k € B' takie, że Ck — Zk < 0 oraz hk = A^1ak < 0, to funkcja celu problemu PL postaci (l)-(3) jest nieograniczona od dołu.
Uwaga 2 Często postać bazową uzyskuje się doprowadzając problem do postaci standardowej przez wprowadzenie tzw. zmiennych dodatkowych. Często jednak to nie wystarcza. Najprostszym sposobem wyznaczania początkowej postaci bazowej jest wprowadzenie tzw. zmiennych sztucznych.
Rozpatrzmy problem PL w postaci (l)-(3). Przyjmijmy, że dla uzyskania postaci bazowej do każdego równania układu (2) należy wprowadzić zmienną sztuczną. Rozpatrzmy następujący problem: zminimalizować funkcjonał
M„,i + (29)
przy warunkach
Ax + xs = b
(30)
oraz
x>0, xs > 0, (31)
gdzie A E Mm,„, c € M|,n i b. xs E Mm,i, zaś M oznacza wystarczająco dużą liczbą (np. bardzo wysokie koszty jednostkowe). Jeśli w rozwiązaniu optymalnym (i, ais) problemu (29)-(31) zachodzi YjiL— 0, to x jest rozwiązaniem optymalnym problemu (l)-(3). W przeciwnym przypadku problem ten jest sprzeczny.
Wniosek 4 W każdym problemie PL zachodzi dokładnie jedna z trzech poniższych sytuacji:
(i) problem PL jest sprzeczny, tj. nie istnieje jego rozwiązanie dopuszczalne,
(ii) funkcja celu nie jest ograniczona od dołu,
(iii) istnieje rozwiązanie optymalne.
Praktyka wskazuje, że zazwyczaj rozwiązaniem problemu PL jest pojedynczy wierzchołek albo rozwiązań nie ma. Dlatego podczas rozwiązywania zadań posługiwać się można uproszczonym schematem metody sympleks:
7
Wyznaczamy początkową macierz bazową dopuszczalną AB oraz równoważną postać bazową problemu PL (l)-(3) względem zbioru B.