Nonlinear one-parametric bottleneck linear programming

Abstract

We consider the one-parametric linear bottleneck problem min {c (x, t) ¦ x ∈P (t)} where the bottleneck objectivec (x, t):=max {c_j (t) ¦ x_j>0} is minimized subject to linear constraints, i.e. P(t):={x ¦A (t) ·x=b (t), x⩾0}. All coefficients are assumed to be continuous functions of one real parametert which varies in a real intervalS. A method is developed for constructing a partition ofS into subintervals on which either a basis stays optimal or the problem stays infeasible. Finiteness of the partition is due to certain finiteness assumptions on the zeroes of particular combinations of the coefficient functions. Using a lexicographic refinement of the objective function a characterization of the optimality interval of a fixed basis is derived which is independent on explicit information about other bases.

Zusammenfassung

Es werden einparametrische lineare Engpaßprobleme min {c (x, t) ¦x ∈ P (t)} betrachtet, wobei die Engpaßzielfunktionc (x, t):=max {c_j (t) ¦ x_j >0} unter linearen Nebenbedingungen, die durch P(t):={x ¦A (t) ·x=b (t), x⩾0} gegeben sind, minimiert wird. Dabei wird angenommen, daß alle Koeffizienten stetige Funktionen eines reellen Parameterst aus einem IntervallS ⊂R sind. Es wird eine Methode entwickelt,S derart in Teilintervalle zu zerlegen, daß entweder eine Basis in solch einem Teilintervall optimal oder das Problem unzulässig bleibt. Die Endlichkeit dieser Partition vonS ergibt sich aus Endlichkeitsvoraussetzungen für die Nullstellen von Funktionen, die sich als gewisse Kombinationen der Koeffizientenfunktionen schreiben lassen. Durch eine lexikographische Verfeinerung der Zielfunktion gelingt es, das Intervall zu charakterisieren, in dem eine feste Basis optimal ist. Diese Charakterisierung ist unabhängig von expliziten Informationen über andere Basen.