CAPÍTULO 11. ANÁLISE DE SENSIBILIDADE 121• Como {x ∈ R n ; Ax = b, x ≥ 0, x ∈ Z n } ⊂ {x ∈ R n ; Ax = b, x ≥ 0}, o valor ótimo <strong>de</strong>PL é um limitante inferior para o valor ótimo <strong>de</strong> PI. Dizemos que PL é a relaxação linear<strong>de</strong> PI;• Se x é uma solução ótima <strong>de</strong> PL e x ∈ Z n então x é também uma solução ótima <strong>de</strong> PIpois, para todo y viável para PI, o item anterior garante que cx ≤ cy.Com isso, nossa estratégia para resolução <strong>de</strong> PI será a seguinte: resolvemos a relaxaçãolinear <strong>de</strong> PI. Se a solução ótima for toda inteira, então PI estará também resolvido. Casocontrário, inserimos uma restrição no PL <strong>de</strong> modo a <strong>de</strong>scartar a solução ótima não inteiracorrente, mas não uma solução inteira. Repetimos esse processo até que uma solução ótimainteira do problema relaxado seja encontrada. Tal procedimento é conhecido como método dosplanos <strong>de</strong> corte. Vejamos então como gerar tais restrições.Suponha que tenhamos resolvido a relaxação linear <strong>de</strong> PI, on<strong>de</strong> a solução encontrada não étoda inteira. Como x N ∈ Z n−m então b = x B /∈ Z m , digamos, b r = x Br /∈ Z. A linha da VBx Br do QS ótimo fornecex Br + ∑ y rj x j = b r . (11.5)j∈RPara um dado z ∈ R, <strong>de</strong>finimos sua parte inteira ⌊z⌋ como o maior inteiro menor do que ouigual a z. Por sua vez, a parte fracionária <strong>de</strong> z é <strong>de</strong>finida como z − [z]. Você po<strong>de</strong> ver que0 ≤ z − ⌊z⌋ < 1. Pois bem, consi<strong>de</strong>remos as partes fracionárias <strong>de</strong> y rj e <strong>de</strong> b r :f rj = y rj − ⌊y rj ⌋ e f r = b r − ⌊b r ⌋.Temos 0 ≤ f rj < 1 e, como b r /∈ Z, 0 < f r < 1. Da equação (11.5) segue portanto quex Br + ∑ j∈R⇒x Br + ∑ j∈R(f rj + ⌊y rj ⌋) x j = f r + ⌊b r ⌋⌊y rj ⌋x j − ⌊b r ⌋ = f r − ∑ j∈Rf rj x j .Nosso intuito é obter soluções inteiras. Observe que o membro esquerdo da última equação éinteiro se a solução é inteira. Obrigamos-o então a ser inteiro, e portanto queremos quef r − ∑ j∈Rf rj x j ∈ Z.Agora, afirmamos que f r − ∑ j∈R f rjx j < 1. De fato, se fosse o contrário teríamosf r ≥ 1 + ∑ j∈Rf rj x j ≥ 1pois f rj , x j ≥ 0 para todo j ∈ R. Isso contraria o fato <strong>de</strong> f r < 1. Assim, juntamente com aimposição <strong>de</strong> integralida<strong>de</strong> que fizemos, <strong>de</strong>vemos satisfazer a restriçãof r − ∑ j∈Rf rj x j ≤ 0.Essa restrição é chamada Corte <strong>de</strong> Gomory. É ela que iremos adicionar ao PL. Observe que nasolução corrente, x j = 0 para todo j ∈ R e f r > 0, o que viola o Corte <strong>de</strong> Gomory. Portanto<strong>de</strong> fato <strong>de</strong>scartamos a solução corrente não inteira.Para exemplificar, consi<strong>de</strong>remos o problema
CAPÍTULO 11. ANÁLISE DE SENSIBILIDADE 122e sua relaxação linearO QS ótimo da relaxação émin 3x 1 +4x 2s.a. −3x 1 −x 2 ≤ −4−x 1 −2x 2 ≤ −4x 1 , x 2 ≥ 0x 1 , x 2 ∈ Zmin 3x 1 +4x 2s.a. −3x 1 −x 2 ≤ −4−x 1 −2x 2 ≤ −4x 1 , x 2 ≥ 0z x 1 x 2 x 3 x 4 RHSz 1 0 0 −2/5 −9/5 44/5x 1 0 1 0 −2/5 1/5 4/5x 2 0 0 1 1/5 −3/5 8/5A solução ótima não é toda inteira. Geramos então um Corte <strong>de</strong> Gomory. Como x 2 =b 2 = 8/5 /∈ Z, escolhemos-o para gerar a restrição (po<strong>de</strong>ríamos escolher x 1 = b 1 , o que po<strong>de</strong>riaacarretar uma restrição diferente). A equação da VB x 2 éTemos R = {3, 4} e• f 23 = y 23 − ⌊y 23 ⌋ = 1 − ⌊ ⌋15 5 =1, 5x 2 + 1/5x 3 − 3/5x 4 = 8/5.• f 24 = y 24 − ⌊y 24 ⌋ = − 3 − ⌊ − 3 5 5⌋= −3− (−1) = 2,5 5• f 2 = b 2 − ⌊b 2 ⌋ = 8 − ⌊ ⌋85 5 =8− 1 = 3.5 5O corte gerado é portanto3/5 − 1/5x 3 − 2/5x 4 ≤ 0ou ainda−1/5x 3 − 2/5x 4 + x 5 = −3/5.Note que essa restrição não possui variáveis básicas originais, o que correspon<strong>de</strong> a a m+1BQS da página 119. Logo o QS após adição da restrição éz x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 RHSz 1 0 0 −2/5 −9/5 0 44/5x 1 0 1 0 −2/5 1/5 0 4/5x 2 0 0 1 1/5 −3/5 0 8/5x 5 0 0 0 −1/5 −2/5 1 −3/5= 0 noComo já sabíamos, este QS é dual viável, mas não primal viável. Aplicamos o Simplex Dualno pivô y 53 (verifique que este é o pivô!), obtendo o QS (ótimo)z x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 RHSz 1 0 0 0 −1 −2 10x 1 0 1 0 0 1 −2 2x 2 0 0 1 0 −1 1 1x 3 0 0 0 1 2 −5 3