
- •3.2 Различные формы задач линейного программирования
- •Графический метод и свойства решений
- •Алгоритм графического решения задач линейного программирования
- •Симплекс-метод
- •Определение начального опорного решения (плана)
- •Проверка полученного опорного решения на оптимальность
- •Переход к новому опорному плану
- •Решение задачи линейного программирования симплекс-методом с помощью Excel
Определение начального опорного решения (плана)
Перепишем систему (4) – (6) в виде:
х5 = 16 – (1х1 + 1х2 + 1х3 + 1х4 );
х6 = 100 – (4х1 + 6х2 + 10х3 + 13х4 ); (7)
х7 = 110 – (6х1 + 5х2 + 4х3 + 3х4 ).
В системе (7) переменные, находящиеся в правой части (х1 , х2 , х3 , х4), назовем свободными и приравняем нулю. Тогда переменные, стоящие слева (в данном случае дополнительные переменные х5 , х6 , х7), называются базисными и принимают значения, равные свободному члену (запасу ресурсов).
Таким образом, начальное опорное решение: х1 = х2 = х3 = х4 = 0,
х5 = 16, х6 = 100, х7 = 110, или Х0 = (0, 0, 0, 0, 16, 100, 110).
При этом целевая функция F0, очевидно, равна нулю.
Полученное решение поместим в симплексную таблицу (табл. 2).
Самый первый столбец таблицы (ci) включает коэффициенты целевой функции при базисных переменных (хi), которые находятся во втором столбце (Базис). Значения этих переменных (bi) составляют содержание третьего столбца (В), называемого «итоговый». Далее следуют столбцы коэффициентов при всех переменных из ограничений задачи (хj). Верхняя строка включает коэффициенты при переменных из целевой функции, нижняя – целевая – так называемые «оценки» всех переменных (∆j). Столбцы α, β – вспомогательные, их назначение будет показано далее.
Таблица 2.
Ci |
Базис |
B |
60 |
70 |
120 |
130 |
0 |
0 |
0 |
α |
β |
|||||||||
х1 |
х2 |
х3 |
х4 |
х5 |
х6 |
х7 |
||||||||||||||
0 |
X5 |
16 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|||||||||
0 |
X6 |
100 |
4 |
6 |
10 |
13 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|||||||||
0 |
X7 |
110 |
6 |
5 |
4 |
3 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|||||||||
∆j= zj - cj |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Проверка полученного опорного решения на оптимальность
Для проверки решения на оптимальность заполняем целевую строку таблицы 2 следующим образом:
∆j= zj - cj ,
и результат запишем в табл. 3.
∆1 = z1 – c1 = (0 ∙ 1 + 0 ∙ 4 + 0 ∙ 6) – 60 = - 60 ;
∆2 = z2 – c2 = (0 ∙ 1 + 0 ∙ 6 + 0 ∙ 5) – 70 = - 70 ;
∆3 = z3 – c3 = (0 ∙ 1 + 0 ∙ 10 + 0 ∙ 4) – 120 = - 120 ;
∆4 = z4 – c4 = (0 ∙ 1 + 0 ∙ 13 + 0 ∙ 3) – 130 = - 130 ;
∆5 = z5 – c5 = (0 ∙ 1 + 0 ∙ 0 + 0 ∙ 0) – 0 = 0 ;
∆6 = z6 – c6 = (0 ∙ 0 + 0 ∙ 1 + 0 ∙ 0) – 0 = 0 ;
∆7 = z7 – c7 = (0 ∙ 0 + 0 ∙ 0 + 0 ∙ 1) – 0 = 0 .
Таблица 3.
|
|
|
60 |
70 |
120 |
130 |
0 |
0 |
0 |
α |
β |
||||||||
Cj |
Базис |
B |
А1 |
А2 |
А3 |
А4 |
А5 |
А6 |
А7 |
||||||||||
0 |
X5 |
16 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
|
||||||||
0 |
X6 |
100 |
4 |
6 |
10 |
13 |
0 |
1 |
0 |
|
|
||||||||
0 |
X7 |
110 |
6 |
5 |
4 |
3 |
0 |
0 |
1 |
|
|
||||||||
∆j=zj - cj |
0 |
-60 |
-70 |
-120 |
-130 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|||||||||
Все базисные переменные имеют оценки, равные нулю. Знаки оценок свободных переменных позволяют определить, оптимально ли текущее опорное решение.
Условие оптимальности: опорное решение ЗЛП на максимум (минимум) целевой функции является оптимальным тогда и только тогда, когда все ∆j неотрицательны (неположительны).
Элементы целевой строки табл. 3 не соответствую условию оптимальности, так как среди них имеются отрицательные величины. Это свидетельствует о возможности увеличения целевой функции, следовательно, опорное решение, не является оптимальным.
То обстоятельство, что базисными сейчас являются дополнительные переменные, означает, что никакая продукция не производится и все имеющиеся ресурсы не используются.