- •Основные понятия исследования операций
- •Этапы проведения исследования операций
- •Математические модели операций Детермінована модель
- •Недетермінована модель
- •Классификация задач оптимизации
- •Теорема: Пусть х – выпуклое множество, x1, x2 , ….. , X k – произвольные точки из х. Тогда множество х содержит любую выпуклую линейную комбинацию этих точек.
- •Теорема: Пересечение произвольного числа выпуклых множества является выпуклым множеством. (Доказательство)
- •Задача линейного программирования. Экономическая интерпретация злп. Пропорциональность, аддитивность, неотрицательность Формы злп.
- •Экономическая интерпретация злп
- •Формы злп. Эквивалентность форм злп.
- •1.Формы злп
- •Эквивалентность различных форм злп
- •Базис матрицы а. Базисная матрица в. Базисное решение. Дбр. Нахождение базисного решения. Невырожденное и вырожденное дбр.
- •Доказательство того, что множество дбр системы конечно.
- •Доказательство
- •Принципиальная схема решения злп. Идея симплекс-метода.
- •Преобразованная задача (вывод). Особенности преобразованной задачи в частных случаях применения симплекс-метода (вырожденность, альтернативный оптимум, неограниченное мдр, неограниченная цф).
- •Способ перехода от одного базисного допустимого решения (бдр) к другому. Особые случаи, возникающие при переходе от одного дбр к другому.
- •Теорема (условие оптимальности). Для дбр операция замещения, при которой вводится в базис, изменяет значение цф на величину Если , то оптимально. (Доказательство)
- •Невырожденная и вырожденная злп. Отличия формулировок оптимальности дбр невырожденной и вырожденной злп.
- •5.5 Особливі випадки, що виникають при застосуванні симплекс-методу
- •5.5.1 Виродженість розв’язку
- •5.5.2 Необмежена множина допустимих розв’язків
- •5.5.3 Необмежена цільова функція
- •5.5.4 Альтернативний оптимум
- •Нахождение начального дбр (для стандартной, канонической и общей злп). Преобразованная задача для случая злп в стандартной форме.( "все ограничения типа '' ").
- •Искусственное начальное решение. Методы получения начального дбр.
- •6.2 Штучний початковий розв’язок
- •6.2 Штучний початковий розв’язок
- •6.3.2 Ознака відсутності др при реалізації -методу
- •8.1.1 Правила побудови двоїстої задачі
- •8.1.2 Симетрична пара двоїстих задач
- •8.1.3 Несиметрична пара двоїстих задач
- •6.2 Штучний початковий розв’язок
- •Искусственное начальное решение. Двухэтапный метод. Особые случаи, возникающие при применении метода. Штучний початковий розв’язок
- •Двохетапний метод
- •8.1 Двоїста задача
- •8.1.1 Правила побудови двоїстої задачі
- •8.1.2 Симетрична пара двоїстих задач
- •8.1.3 Несиметрична пара двоїстих задач
- •Доказательство утверждения (Следствие 2 теоремы двойственности 1):. Если цф пз не ограничена сверху, то двз не имеет допустимых решений.
- •Теорема 2 (о равенстве значений пары двойственных задач). Пусть прямая и двойственная задачи имеют решения и соответственно. Тогда выполняется равенство… . (Доказательство)
- •Получение решения задачи по решению двойственной задачи. Особенность симметричных задач
- •Соотношения дополняющей нежёсткости. Свойства взаимосвязанных пар переменных симметричной пары.
- •Алгоритм двойственности алгоритм двоїстості
- •Ценность ресурсов
- •8.5 Цінність ресурсів
- •Постоптимальный анализ. Изменение компонент вектора ограничений. Недефицитный ресурс. (вывод соответствующих соотношений)
- •9.1 Аналіз зміни компонент вектора обмежень
- •9.1.1 Недефіцитний ресурс
- •Постоптимальный анализ. Изменение компонент вектора ограничений. Дефицитный ресурс (ограничение типа “”). (вывод соответствующих соотношений).
- •9.1 Аналіз зміни компонент вектора обмежень
- •Дефіцитний ресурс
- •9.1.2.1 Обмеження виду “”
- •Постоптимальный анализ. Изменение компонент вектора ограничений. Дефицитный ресурс (ограничение типа “”) (вывод соответствующих соотношений).
- •Постоптимальный анализ. Изменение коэффициентов цф - небазисная переменная (вывод соответствующих соотношений)
- •9.2.1 Небазисна змінна
- •9.2.1.1 Задача на максимум
- •9.2.1.2 Задача на мінімум
- •Постоптимальный анализ. Изменение коэффициентов цф - базисная переменная (задача на максимум) (вывод соответствующих соотношений)
- •9.2.2 Базисна змінна
- •9.2.2.1 Задача на максимум
- •Постоптимальный анализ. Изменение коэффициентов цф - базисная переменная (задача на минимум) (вывод соответствующих соотношений)
- •9.2.1.2 Задача на мінімум
- •Постоптимальный анализ. Изменение коэффициентов матрицы ограничений (вывод соответствующих соотношений) Аналіз зміни коефіцієнтів матриці обмежень
- •Двойственный симплекс-метод
- •8.6 Двоїстий симплекс-метод
- •Параметрическое программирование. Параметр в правой части
Доказательство утверждения (Следствие 2 теоремы двойственности 1):. Если цф пз не ограничена сверху, то двз не имеет допустимых решений.
Доведення
Нехай в протиріччя з твердженням наслідку, ПЗ має необмежену зверху ЦФ, а ДЗ має допустимий розв’язок. По умові наслідку ПЗ має допустимі розв’язки. Згідно теореми 1 для будь-якого допустимого розв’язку прямої задачі є значення ЦФ двоїстої задачі, яке обмежує зверху значення ЦФ ПЗ:
.
Але це є протиріччям до припущення про необмеженість ЦФ ПЗ. Приходимо до висновку, що двоїста задача не має допустимих розв’язків. ■
Теорема 2 (о равенстве значений пары двойственных задач). Пусть прямая и двойственная задачи имеют решения и соответственно. Тогда выполняется равенство… . (Доказательство)
Доведення
Доведення проведемо для несиметричної пари задач:
Пряма Двоїста
c xmax T b ymin T
Ax b A y c T
x 0
Хай 0 x – ДБР, що є розв‘язком прямої задачі. Тоді існує базис Я ДБР 0 x , при якому вектор
відносних оцінок небазисних змінних буде невід‘ємний:
dN 0 . (25)
По аналогії вектору
dN сформуємо вектор
де B - базисна матриця, що відповідає базису Я ДБР 0 x .
За визначенням
(26)
Сформуємо вектор відносних оцінок усіх змінних
Визначимо 0 y рівністю:
Тоді, замінивши вираз
B на 0 y в нерівності (27), отримаємо
Після транспонування отримаємо:
A y c T 0 .
Звідси 0 y є допустимим розв‘язком двоїстої задачі. Визначимо значення ЦФ двоїстої задачі в цій
точці:
Звідси за наслідком 1 теореми 1 0 y є розв‘язком двоїстої задачі, причому значення задач
збігаються. ■
Остання теорема дає нам один із способів знаходження оптимального розв‘язку двоїстої задачі.
Його можна знайти із співвідношення
де B - базисна матриця, що відповідає оптимальному базису Я ДБР 0 x .
При розв‘язанні прямої задачі можлива тільки одна із наступних ситуацій (що взаємно
виключають одна одну):
I Пряма задача має розв‘язок
II Цільова функція необмежена зверху на множині допустимих розв‘язків
III Пряма задача не має розв‘язків.
Аналогічно, при рішенні двоїстої задачі можлива тільки одна з наступних ситуацій (що взаємно
виключають одна одну):
I‘ Двоїста задача має розв‘язок.
II‘ Цільова функція двоїстої задачі не обмежена знизу на множині допустимих
розв‘язків.
III‘ Двоїста задача не має допустимих розв‘язків.
Комбінуючи попарно ситуації I, II, III з I‘, II‘, III‘ отримуємо, що принципово можливі наступні 9
пар, які можна представити у вигляді таблиці 3.
I (OK) II () III
Завершить высказывания (и дать обоснование их справедливости):
А) «Если множество допустимых решений ПЗ есть пустое множество, то множество допустимых решений ДЗ ……..».
Б) «Если ПЗ имеет ограничение-равенство и множество допустимых решений не пустое, то соответствующая ценность ресурса ……. нуля (нулю).
В) «Если какая-то переменная ПЗ не ограничена в знаке, то соответствующее ограничение ДвЗ имеет знак ……..»
Доказательство утверждений, на которых базируется третий способ нахождения ценностей ресурсов:
А).
В симметричной паре двойственных задач
оптимальные
значения двойственных переменных
задаются относительными оценками
остаточных переменных прямой задачи в
точке оптимума
Б)
В симметричной паре двойственных задач
оптимальные
значения двойственных переменных
задаются относительными оценками
избыточных переменных ДЗ в точке
оптимума, взятыми со знаком «-».
