Từ năm 2010 · Hơn 2 triệu lượt chạy công cụ mỗi tháng
Từ năm 2010
Thêm vào Chrome

Hộp Công Cụ Của Tôi

Chế Độ Tự Động

Chưa có công cụ nào được lưu.

Nâng Cấp Lên Phiên Bản Cao Cấp
Công cụ liên quan
Bước tiếp theo
Công Cụ Vẽ Đồ Thị Hệ Bất Phương Trình
Cùng tình huống
Công cụ giải bất phương trình
Công cụ khác
Máy Tính Miền Xác Định và Miền Giá TrịTrình Giải Bài Toán Người Du Hành (TSP)
Trang chủ > Toán học > Phép toán toán học nâng cao
 

Giới thiệu về Công cụ Giải Quy hoạch Tuyến tính

Công cụ Giải Quy hoạch Tuyến tính là một máy tính trực tuyến tìm kiếm giá trị cực đại hoặc cực tiểu của một hàm mục tiêu tuyến tính tùy thuộc vào hệ các bất phương trình hoặc phương trình tuyến tính. Nó sử dụng phương pháp đơn hình (biến thể Big-M) để các ràng buộc <=, >= và = có thể được kết hợp tự do, và đối với các bài toán 2 biến, nó sẽ vẽ biểu đồ vùng khả thi tương tác với mọi đỉnh và điểm tối ưu được làm nổi bật.

Tóm tắt nhanh

Công cụ Giải Quy hoạch Tuyến tính tìm giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất của một hàm mục tiêu tuyến tính với các ràng buộc tuyến tính, bằng phương pháp đơn hình. Với bài toán hai biến, công cụ vẽ miền khả thi với nghiệm tối ưu được đánh dấu.

Công cụ Giải Quy hoạch Tuyến tính: tính năng chính
Tính năngBạn nhận đượcPhù hợp với
Nhập dạng văn bảnViết Maximize hoặc Minimize ở dòng đầu, rồi mỗi dòng một ràng buộc, như x + y <= 10. Tối đa 8 biến quyết định và 20 ràng buộc.Các bài toán cơ cấu sản phẩm, chế độ ăn và lập lịch
Ràng buộc hỗn hợpDùng phương pháp đơn hình Big-M nên có thể trộn các ràng buộc <=, >= và =. Cú pháp rút gọn x, y >= 0 đặt điều kiện không âm.Bài toán có yêu cầu tối thiểu và đẳng thức
Đồ thị miền khả thiVới bài toán 2 biến, đồ thị tương tác của đa giác khả thi với mọi đỉnh và nghiệm tối ưu được đánh dấu sao.Hiểu phương pháp hình học
Bảng giá trị các đỉnhLiệt kê giá trị hàm mục tiêu tại mỗi đỉnh của miền khả thi, làm nổi bật nghiệm tối ưu.Kiểm tra giá trị tốt nhất nằm ở một góc
Bảng đơn hìnhMọi phép xoay trục đều được hiển thị, với cột vào và hàng ra được tô nổi bật.Theo dõi thuật toán đơn hình trong khóa học
Các trường hợp đặc biệtPhát hiện và báo các bài toán không bị chặn, không khả thi và có nhiều nghiệm tối ưu.Gỡ lỗi một mô hình không cho đáp án rõ ràng
Ràng buộc chặtBáo ràng buộc nào chặt tại nghiệm tối ưu, cùng giá trị tối ưu của mọi biến.Xem tài nguyên nào giới hạn kết quả

Quy hoạch Tuyến tính là gì?

Một bài toán quy hoạch tuyến tính (LP) yêu cầu:

Maximize (hoặc minimize): Z = c1 x1 + c2 x2 + … + cn xn tùy thuộc vào: a11 x1 + … + a1n xn (≤, ≥, hoặc =) b1 a21 x1 + … + a2n xn (≤, ≥, hoặc =) b2 … am1 x1 + … + amn xn (≤, ≥, hoặc =) bm x1, x2, …, xn ≥ 0

Tập hợp các điểm thỏa mãn mọi ràng buộc được gọi là vùng khả thi, một đa diện lồi. Định lý Cơ bản của Quy hoạch Tuyến tính phát biểu rằng nếu bài toán LP có tối ưu hữu hạn, nó sẽ đạt được tại một đỉnh (điểm cực biên) của đa diện này. Đây là lý do tại sao phương pháp đơn hình — di chuyển từ đỉnh này sang đỉnh khác — lại hiệu quả đến vậy.

Phương pháp Đơn hình Hoạt động như thế nào

Bắt đầu từ một đỉnh khả thi, phương pháp đơn hình liên tục cải thiện hàm mục tiêu bằng cách xoay sang một đỉnh lân cận có giá trị tốt hơn. Cơ chế:

  1. Dạng chuẩn: chuyển đổi bài toán LP sang dạng cực đại hóa cTx với điều kiện Ax = b, x ≥ 0. Đối với các ràng buộc <=, thêm biến bù (slack); đối với >=, trừ biến dư (surplus) và thêm biến giả (artificial) với hình phạt lớn −M; đối với đẳng thức, thêm biến giả.
  2. Bảng khởi tạo: cơ sở bao gồm các biến bù và biến giả, tạo ra một đỉnh bắt đầu rõ ràng.
  3. Biến đi vào: chọn biến không cơ bản có chi phí rút gọn dương nhất \( c_j - z_j \). Nếu không có biến nào như vậy, lời giải hiện tại là tối ưu.
  4. Biến rời khỏi: từ cột đi vào, thực hiện kiểm tra tỷ lệ tối thiểu — chia RHS của mỗi hàng cho phần tử dương của nó trong cột đi vào, và chọn hàng có tỷ lệ nhỏ nhất. Nếu không có phần tử dương nào, bài toán LP là không giới hạn.
  5. Phép xoay: sử dụng phép khử Gauss để biến cột đi vào thành một vectơ đơn vị, với giá trị 1 ở hàng rời khỏi.
  6. Lặp lại cho đến khi đáp ứng tiêu chí dừng.

Nếu bất kỳ biến giả nào vẫn còn trong cơ sở với giá trị dương khi kết thúc, bài toán LP ban đầu là không khả thi.

Phương pháp Đồ thị (cho 2 Biến)

Đối với các bài toán hai biến, vùng khả thi là một đa giác lồi 2D. Vì tối ưu luôn nằm ở một đỉnh, việc liệt kê mọi đỉnh và đánh giá hàm mục tiêu tại đó là đủ để giải quyết bài toán. Máy tính này thực hiện việc liệt kê đó bằng cách giao nhau giữa mọi cặp đường biên ràng buộc, chỉ giữ lại các giao điểm thỏa mãn tất cả các ràng buộc khác và sắp xếp chúng ngược chiều kim đồng hồ để trực quan hóa.

Cú pháp Nhập liệu

Viết hàm mục tiêu trên dòng đầu tiên, sau đó là mỗi ràng buộc trên một dòng. Tên biến có thể là bất kỳ mã định danh nào (x, y, x1, profit…). Các toán tử là <=, >= và =. Điều kiện không âm có thể được viết là x, y >= 0 như một lối tắt.

Maximize 3x + 5y x + y <= 10 2x + y <= 16 x + 3y <= 18 x, y >= 0

Các dòng trống và nhận xét bắt đầu bằng # sẽ bị bỏ qua. Trình giải chấp nhận tối đa 8 biến quyết định và 20 ràng buộc.

Ví dụ Thực tế

Hãy xem xét một xưởng đồ nội thất đóng bàn và ghế. Mỗi chiếc bàn mang lại lợi nhuận $3 và cần 1 đơn vị gỗ và 2 đơn vị nhân công. Mỗi chiếc ghế mang lại lợi nhuận $5 và cần 1 đơn vị gỗ, 1 đơn vị nhân công và 3 đơn vị vecni. Hiện có: 10 gỗ, 16 nhân công, 18 vecni. Với x = số bàn và y = số ghế, bài toán LP là:

Maximize Z = 3x + 5y x + y <= 10 (gỗ) 2x + y <= 16 (nhân công) x + 3y <= 18 (vecni) x, y >= 0

Vùng khả thi là một hình ngũ giác. Đánh giá Z tại mỗi đỉnh:

Công cụ Giải Quy hoạch Tuyến tính: Ví dụ Thực tế
Đỉnh (x, y)Z = 3x + 5yKhả thi?
(0, 0)0Có
(8, 0)24Có
(6, 4)38 ← tối ưuCó
(0, 6)30Có

Vì vậy, xưởng nên đóng 6 chiếc bàn và 4 chiếc ghế để đạt lợi nhuận tối đa là $38. Các ràng buộc về gỗ và nhân công là ràng buộc chặt (chúng bằng RHS tại điểm tối ưu); độ dư của vecni cũng bằng 0. Cả ba ràng buộc gặp nhau tại điểm tối ưu, một đỉnh suy biến của miền khả thi hình tứ giác.

Các Lỗi Thường gặp & Những gì Trình giải Phát hiện

Công cụ Giải Quy hoạch Tuyến tính: Các Lỗi Thường gặp & Những gì Trình giải Phát hiện
Tình huốngTriệu chứngCách khắc phục
LP không giới hạn Trình giải báo cáo "Unbounded" Thêm ràng buộc chặn trên còn thiếu. Hàm mục tiêu có thể tăng không giới hạn vì vùng khả thi kéo dài vô tận theo hướng cải thiện.
LP không khả thi Trình giải báo cáo "Infeasible" Các ràng buộc mâu thuẫn lẫn nhau (ví dụ: x >= 10 và x <= 5). Kiểm tra lại mọi cặp biên.
Đa tối ưu Huy hiệu cảnh báo; đỉnh tối ưu là duy nhất nhưng Z đạt được dọc theo một cạnh Xảy ra khi vectơ hàm mục tiêu song song với một cạnh ràng buộc chặt. Bất kỳ tổ hợp lồi nào của hai đỉnh trên cạnh đó cũng đều tối ưu.
Thoái hóa / Vòng lặp Đơn hình lặp lại mà không cải thiện Z Hiếm gặp trong các bài toán sách giáo khoa; có thể được giải quyết bằng quy tắc Bland. Trình giải này giới hạn số lần lặp để tránh vòng lặp vô hạn.

Ứng dụng

Cách sử dụng Máy tính này

  1. Nhập bài toán LP của bạn vào hộp văn bản. Dòng đầu tiên phải bắt đầu bằng Maximize hoặc Minimize. Mỗi dòng tiếp theo là một ràng buộc.
  2. Sử dụng lối tắt x, y >= 0 để khai báo điều kiện không âm cho tất cả các biến được liệt kê cùng một lúc.
  3. Nhấp vào Giải Bài toán LP. Trình giải sẽ báo cáo giá trị tối ưu Z, giá trị tối ưu của từng biến quyết định, danh sách các ràng buộc chặt và đối với bài toán LP 2 biến là một biểu đồ vùng khả thi tương tác.
  4. Di chuột qua một đỉnh trên biểu đồ để xem tọa độ và giá trị Z của nó. Điểm tối ưu được đánh dấu bằng một ngôi sao.
  5. Xem lại các bảng đơn hình để thấy từng bước xoay và theo dõi cách phương pháp cải thiện giá trị Z. Cột đi vào được tô màu vàng; hàng rời khỏi được tô màu đỏ.

Câu hỏi Thường gặp

Bài toán quy hoạch tuyến tính là gì?

Một bài toán quy hoạch tuyến tính (LP) tìm kiếm giá trị cực đại hoặc cực tiểu của một hàm mục tiêu tuyến tính trên một tập hợp các biến quyết định thỏa mãn một hệ phương trình hoặc bất phương trình tuyến tính. Tập khả thi là một đa diện lồi, và tối ưu luôn đạt được tại một trong các đỉnh của nó — đây là sự thật mấu chốt mà phương pháp đơn hình khai thác.

Phương pháp đơn hình hoạt động như thế nào?

Phương pháp đơn hình di chuyển dọc theo các đỉnh của đa diện khả thi. Mỗi bước (một "phép xoay") hoán đổi một biến trong cơ sở cho một biến khác, di chuyển đến một đỉnh lân cận có hàm mục tiêu tốt hơn hẳn. Thuật toán dừng lại khi không có phép xoay nào có thể cải thiện Z — đỉnh hiện tại khi đó là tối ưu. Công cụ này sử dụng biến thể Big-M để có thể kết hợp các ràng buộc <=, >= và =.

Vùng khả thi là gì?

Vùng khả thi là tập hợp tất cả các giá trị biến thỏa mãn đồng thời mọi ràng buộc. Đối với 2 biến, nó là một đa giác lồi 2D; đối với n biến, nó là một đa diện n chiều. Đa diện trống có nghĩa là bài toán LP không khả thi; đa diện kéo dài vô hạn theo hướng cải thiện có nghĩa là bài toán LP không giới hạn.

"Không giới hạn" có nghĩa là gì trong quy hoạch tuyến tính?

Một bài toán LP là không giới hạn khi vùng khả thi kéo dài đến vô tận theo hướng mà hàm mục tiêu tiếp tục được cải thiện. Ví dụ, Maximize x với điều kiện x ≥ 0 không có cực đại hữu hạn. Các bài toán LP thực tế trả về kết quả không giới hạn thường cho thấy một ràng buộc bị thiếu — thường là chặn trên của một nguồn lực hoặc biến số.

"Đa tối ưu" có nghĩa là gì?

Đa tối ưu xảy ra khi có nhiều hơn một điểm đạt được cùng một giá trị hàm mục tiêu tốt nhất. Về mặt hình học, hàm mục tiêu song song với một cạnh ràng buộc chặt của đa giác, vì vậy mọi điểm dọc theo cạnh đó — và mọi tổ hợp lồi của các điểm mút của nó — đều là tối ưu. Trình giải sẽ gắn cờ này khi bất kỳ biến quyết định không cơ bản nào có chi phí rút gọn bằng không khi kết thúc.

Trình giải chấp nhận bao nhiêu biến và ràng buộc?

Tối đa 8 biến quyết định và 20 ràng buộc. Biểu đồ vùng khả thi tương tác chỉ được vẽ cho các bài toán 2 biến; với 3 biến trở lên, bạn vẫn nhận được lời giải đơn hình đầy đủ, các bảng đơn hình từng bước và báo cáo ràng buộc chặt.

Đọc thêm

Tham khảo nội dung, trang hoặc công cụ này như sau:

"Công cụ Giải Quy hoạch Tuyến tính" tại https://MiniWebtool.com/vi/cong-cu-giai-quy-hoach-tuyen-tinh/ từ MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

bởi đội ngũ miniwebtool. Cập nhật: 21 tháng 4, 2026

Trò chuyện với AI yêu thích của bạn

Trong Gemini, hãy dán câu hỏi đã sao chép vào cuộc trò chuyện. Bạn cũng có thể sao chép câu hỏi bên dưới.

Xem câu hỏi

Phép toán toán học nâng cao:

Giải toánBạn muốn giải bài toán nào?

Giải toán

Ví dụ
Xem thêm biểu thức

Chọn ví dụ, sửa các số rồi giải. log dùng cơ số 10; ln là logarit tự nhiên.

Số và ước số

Phân số và phép chia

Lũy thừa, căn và logarit

Đại số và phương trình

Giải tích

Hình học và lượng giác

Công cụ phổ biến và mới cập nhật:

Công cụ Giải Hệ Phương Trình Tuyến TínhCông cụ giải phương trình tuyến tínhTrình giải Bài toán Hôn nhân Ổn địnhXem tất cả →
Trang chủ > Toán học > Phép toán toán học nâng cao > Công cụ Giải Quy hoạch Tuyến tính