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해석 · 개념 허브

선형계획법

Linear Programming

AD 193920세기 소련의 생산계획과 미국의 군사·행정 계획에서 독립적으로 형성

‘선형계획법’에서 묻습니다. 서로 다른 문제에서 같은 구조를 어떻게 알아볼까?

회전과 치환, 행렬과 범주를 통해 겉모습 대신 변환 규칙과 관계 자체를 읽습니다.

이 항로는 이해를 돕는 편집 경로입니다. 직접적인 역사 영향선이나 한 사람의 단독 발명을 뜻하지 않습니다.

한 호흡으로 이해하기

선형 제약이 만든 가능 영역에서 선형 목적함수를 최적화한다. 유한한 최적값이 존재하고 가능 영역에 꼭짓점이 있으면 최적 꼭짓점이 적어도 하나 존재한다. 최적해가 한 변 전체일 수도 있고, 문제가 불가능하거나 무한대로 발산할 수도 있다. 심플렉스와 내부점 방법은 자원 배분·흐름·생산 계획 등에 쓰인다.

한눈에 보기

상황

제약

목적함수

최적 값

공장 자원 배분

재료 ≤ 100, 노동 ≤ 80

이윤 = 5x + 3y → max

꼭짓점 중 하나

혼합·배합

원료·영양·수요

비용 → min

연속량이면 LP

네트워크 흐름

용량·흐름 보존

비용 → min

일부 라우팅·운송

전력 급전의 선형 근사

수요·용량

운영비 → min

현실은 추가 비선형·정수 제약

선형 분류의 일부 변형

선형 제약

선형 손실·비용 → min

LP 가능; 표준 SVM은 보통 이차계획

심플렉스 알고리즘은 인접한 기저해를 따라가고, 내부점 방법은 가능 영역 안쪽을 지난다. 실제 모형의 품질은 목적함수와 제약이 현실을 얼마나 잘 담는지에도 달려 있다.

개념

선형 제약이 만든 가능 영역에서 선형 목적함수를 최적화한다. 칸토로비치의 1939년 생산계획과 단치히의 1947년 계획 모형·심플렉스법은 서로 다른 제도에서 형성됐다. 문제가 불가능하거나 무한할 수 있고 최적해가 하나가 아닐 수도 있다.

핵심 식

max  cxs.t. Axb,  x0\max\; \mathbf{c}^\top \mathbf{x} \quad \text{s.t. } A\mathbf{x} \leq \mathbf{b},\; \mathbf{x} \geq 0

선형 목적함수 + 선형 제약

시간의 항구

이 개념은 한 번에 발명되지 않았습니다

장면을 따라가면 문제, 표기, 증명 기준과 쓰임이 서로 다른 장소와 시대에서 어떻게 바뀌었는지 보입니다.

1
AD 1939장면 1 / 4같은 연도의 세계에서 이어 보기

칸토로비치 — 제한된 자원의 생산계획

레닌그라드에서 선형 부등식과 해법을 생산 배분에 적용했다. 연구는 서방에 오랫동안 거의 알려지지 않아 뒤의 미국 경로와 직접 전파로 합칠 수 없다.

정확한 장소가 없어 거짓 핀 대신 시간만 이어지는 장면

같은 연도의 세계에서 이어 보기
2
AD 1947장면 2 / 4같은 연도의 세계에서 이어 보기

단치히 — 계획 모형과 심플렉스법

미 공군 계획 업무에서 실행 가능 다면체의 꼭짓점을 따라 목적을 개선하는 방법을 발전시켰다. programming은 당시 코딩보다 계획 편성을 뜻했다.

정확한 장소가 없어 거짓 핀 대신 시간만 이어지는 장면

같은 연도의 세계에서 이어 보기
3
AD 1979장면 3 / 4같은 연도의 세계에서 이어 보기

하치얀 — 최초의 다항시간 선형계획 알고리즘

타원체법으로 선형계획이 이론적으로 다항시간에 풀림을 보였다. 실제 성능과 최악 경우 복잡도는 서로 다른 비교다.

정확한 장소가 없어 거짓 핀 대신 시간만 이어지는 장면

같은 연도의 세계에서 이어 보기
4
AD 1984장면 4 / 4같은 연도의 세계에서 이어 보기

카르마르카르 — 내부를 지나는 다항시간 방법

내점법의 새 시대를 열었지만 최초의 다항시간 알고리즘은 아니며, 심플렉스법을 모든 문제에서 대체하지도 않았다.

정확한 장소가 없어 거짓 핀 대신 시간만 이어지는 장면

같은 연도의 세계에서 이어 보기

오늘날의 응용

항공·물류·통신 흐름·생산 배분·에너지·포트폴리오의 선형 근사에 쓰인다. 표준 SVM은 보통 이차계획이며, 현실의 정수 결정·비선형 위험·누락된 가치는 별도 모형이 필요하다.

MathVoyage 너머로

큐레이터가 고른 원전과 탐구 과제. OEIS·Project Euler·MathOverflow·arXiv에서는 발견 하나를 수첩으로 가져올 수 있습니다.

한 사람이 만든 개념이 아닙니다

역할이 다른 사람들을 따라가기

대표 연결은 발명자 명단이 아닙니다. 문제를 열고, 언어를 다듬고, 다른 세계로 옮긴 서로 다른 항구입니다.

수의 렌즈

같은 개념도 수의 세계가 바뀌면 다르게 보입니다

아래 수는 필수 선수 조건이 아니라 이 항로를 비추는 편집 렌즈입니다.

개념의 계보

무엇을 딛고, 무엇을 열었을까?

앞에서 건너온 개념

현재 항구

선형계획법

여기서 열리는 개념

직접 후속 항구가 아직 지정되지 않았습니다.

직접 연결만 표시하며 완전한 학습 순서나 역사 영향선을 뜻하지 않습니다.