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El pivote no preserva la unimodularidad total

Es bien sabido que un $\{0, \pm 1\}$ matriz $A$ es totalmente unimodular (TUM) si y sólo si la matriz $A'$ obtenido de $A$ por la operación de pivoteo es totalmente unimodular.

En este caso, al pivotar un elemento $a_{ij}\neq 0$ se define multiplicando primero la fila $a_i$ por $1/a_{ij}$ para hacer $a_{ij}'=1$ y luego añadir la fila $a_i'$ a las otras filas $a_k, k\neq i$ tal que $a_{kj}=0$ (igual que la operación de fila elemental).

Mi pregunta es que para la siguiente matriz, parece que la TUM no se conserva bajo pivote.

$A=\begin{pmatrix} 1 &1&1 \\ 1&-1&0\\ 1&0&0\\ \end{pmatrix}.$

Aquí $A$ no es TUM ya que $\begin{pmatrix} 1 &1 \\ 1&-1\\ \end{pmatrix}$ tiene un determinante de $-2$ .

Por otro lado, si elegimos $a_{31}$ como pivote, entonces después de pivotar las dos primeras filas, la matriz se reduce a

$A'=\begin{pmatrix} 0 &1&1 \\ 0&-1&0\\ 1&0&0\\ \end{pmatrix},$

que es TUM.

Creo que debe haber algún error en mi comprensión, pero no he descubierto dónde. Gracias.

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prubin Puntos 51

Interesante. Puedo confirmar sus cálculos ( $A$ no es TU, $A'$ es el resultado del pivote nombrado, $A'$ es TU).

El origen de la confusión puede ser la Proposición 2.1 de la sección III.2 de "Optimización de números enteros y combinatoria" de Nemhauser y Wolsey. La proposición enumera ocho afirmaciones que son equivalentes, la primera de las cuales es que " $A$ es TU" y la octava es que "[una] matriz obtenida por una operación de pivote sobre $A$ es TU". La única parte para la que ofrecen una prueba es que al pivotar en una matriz TUM se obtiene una matriz TUM.

La cuarta de sus ocho afirmaciones "equivalentes" es que "[una] matriz obtenida al suprimir una fila (columna) de $A$ es TU". Borrando la segunda columna de su $A$ resultados en $$ A^{\prime\prime}=\left(\begin{array}{cc} 1 & 1\\ 1 & 0\\ 1 & 0 \end{array}\right), $$ que es claramente TU (el $2\times 2$ siendo los determinantes -1, -1 y 0). Así que, de nuevo, tenemos implicación en una dirección (eliminar una fila/columna de una matriz TU deja una matriz TU) pero no en la dirección inversa (obtener una matriz TU no implica empezar desde una matriz TU).

He buscado pero no he podido encontrar una fe de erratas publicada para "Optimización de números enteros y combinatoria".

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Muchas gracias. Efectivamente, he echado un vistazo al libro y me ha quedado claro. La respuesta es muy útil.

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