割平面法概述

割平面法是1958年由美国学者高莫利(R.E.GoMory)提出的求解全整数规划的一种比较简单的方法。其基本思想和分枝定界法大致相同,即先不考虑变量的取整约束,用单纯形法求解相应的线性规划。如果所得的最优解为整数解,那么它也是原整数规划问题的最优解3如果最优解不是整数解,那么分枝定界法是任取一个取分数值的变量Xk = bk将原整数规划分成两枝,其实质是用两个垂直于坐标轴的平行平面Xk = [bk]和Xk = [bk] + 1将原可行域R分成两个可行域R1和R2,并将两个平行平面之间的不合有整数解的那一部分可行域去掉,以缩小可行域。而割平面法是用一张平面(不一定垂直于某个坐标轴),将含有最优解的点但不含任何整数可行解的那一部分可行域切割掉,这只要在原整数规划基础上增加适当的线性不等式约束(我们称之为切割不等式;当切割不等式取等号时,叫做割平面)。然后继续解这个新的整数规划,再在这个新的整数规划的基础上增加适当的线性不等式约束,直至求得最优整数解为止。也就是说,通过构造一系列平面来切割掉不含有任何整数可行解的部分,最终获得一个具有整数坐标的顶点的可行域,而该顶点恰好是原整数规划的最优解。
割平面法的关键在于,如何构造切割不等式,使增加该约束后能达到真正的切割而且没有切割掉任何整数可行解。
