
- •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
Невырожденная и вырожденная злп. Отличия формулировок оптимальности дбр невырожденной и вырожденной злп.
ЗЛП будем называть невырожденной, если все ее ДБР не вырождены.
А теперь рассмотрим теорему обратную второй части последней теореме.
Теорема: Пусть ЗЛП является невырожденной, а – ДБР, являющееся ее решением. Тогда вектор .
Доказательство (от противного):
Пусть
– (оптимальное) решение ЗЛП и при этом
некоторое
.
Начнём
увеличивать
от нуля и пусть эта переменная примет
значение
.
Рассмотрим
вектор
,
соответствующий переменной
.
(Как обычно) возможны два следующих
случая:
Все компоненты этого вектора неположительные.
Тогда вектор
при
любом
будет оставаться допустимым
решением
преобразованной задачи.
Пусть вектор
имеет положительные компоненты. Как и ранее определим максимальное допустимое значение :
.
Так
как по условию задачи решение не
вырожденно, то есть
,
то
Тогда
вектор
будет оставаться допустимым
решением
преобразованной задачи при
,
Найдём значение ЦФ в точке :
Что противоречит тому, что решение исходной задачи. Значит, если – оптимальное ДБР ,то .
В том случае, если ЗЛП не является невырожденной предыдущая теорема приобретает вид:
Теорема: Для того, чтобы ДБР являлось решением исходной ЗЛП, необходимо и достаточно существование такого базиса для , для которого .
Схема симплекс - метода. Особые случаи применения симплекс-метода.
5.5 Особливі випадки, що виникають при застосуванні симплекс-методу
Нехай задана ЗЛП:
,
,
.
Нехай – ДБР системи обмежень.
Перетворена задача, що відповідає ДБР :
,
,
.
Особливими випадками використання симплекс–методу є:
виродженість розв’язку;
необмеженість цільової функції;
наявність альтернативного оптимуму.
5.5.1 Виродженість розв’язку
Ознака
виродженості:
(
)
(одна чи декілька базисних змінних приймають нульове значення).
Ознака виродженості по симплекс-таблиці відповідного розв’язку:
Базисні змінні |
|
… |
|
|
|
|
|
|
Розв’язок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
0 |
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Так в ЗЛП, що представлена на рисунку 3, виродженою є вершина .
Точці відповідають три базиси:
;
;
.
Рисунок 3
Симплекс–таблиця для першого з наведених базисів має таку структуру:
Базисні змінні |
|
|
|
|
|
|
Розв’язок |
|
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
|
1 |
|
|
|
+ |
– |
+ |
|
|
1 |
|
|
0 |
+ |
+ |
|
|
|
1 |
|
– |
– |
0 |
|
|
|
|
1 |
+ |
0 |
+ |