- •Евсеев е.А. Линейное программирование рабочие материалы
- •2025Содержание
- •Тема 7. Постановка и решение задач транспортного типа с помощью стандартного программного обеспечения. 57
- •Тема 8. Целевое программирование 60
- •Тема 9. Постановка и решение задач целевого программирования с помощью стандартного программного обеспечения. 64
- •Тема 1. Введение
- •Тема 2. Постановка задачи линейного программирования
- •2.1. Математическая модель задачи линейного программирования
- •2.2. Трактовка задачи линейного программирования как задачи о наилучшем использовании ресурсов
- •2.3. Пример задачи линейного программирования
- •2.4. Примеры постановок задач линейного программирования
- •Тема 3. Геометрическая интерпретация и графический метод решения задач линейного программирования
- •3.1. Геометрическая интерпретация задачи лп
- •3.2. Графическое решение задачи Reddy Mikks
- •3.3. Анализ чувствительности
- •3.4. Анализ чувствительности в задачи Reddy Mikks (2).
- •3.5. Задания для самостоятельной работы
- •3.6. Симплекс-метод
- •1. Проверка оптимальности или нахождение ведущего столбца.
- •2. Проверка условия неограниченности решения задачи лп и нахождение ведущей строки (ведущего элемента).
- •3. Преобразование симплексной таблицы.
- •4. Перейти к исследованию новой симплексной таблицы (новая итерация).
- •Тема 4. Двойственность в задачах линейного программирования
- •4.1. Прямая и двойственная задачи
- •4.2. Экономическая интерпретация двойственной задачи
- •4.3. Основные теоремы двойственности.
- •4.4. Двойственная задача проблемы Reddy Mikks
- •Тема 5 Постановка и решение задач линейного программирования с помощью стандартного программного обеспечения
- •5.1. Решение задачи линейного программирования с помощью Excel
- •5.2. Отчеты, как средство дополнительной информации о модели
- •5.3. Задания для самостоятельной работы
- •Тема 6. Линейные задачи транспортного типа
- •6.1. Постановка транспортной задачи
- •6.2. Условие разрешимости транспортной задачи
- •6.3. Пример транспортной задачи
- •6.4. Примеры постановок задач транспортного типа
- •6.5. Построение начального решения
- •1. Метод северо-западного элемента.
- •2. Метод минимального элемента.
- •3. Метод Фогеля.
- •6.6. Алгоритм решения транспортной задачи
- •6.7. Анализ чувствительности транспортной модели
- •1. Изменение стоимости перевозки для незанятой клетки.
- •2. Изменение стоимости перевозки для занятой (базисной) клетки.
- •3. Одновременное увеличение объема производства и спроса.
- •6.8. Задача о назначениях
- •6.9. Пример задачи о назначениях
- •6.10. Задания для самостоятельного работы.
- •Тема 7. Постановка и решение задач транспортного типа с помощью стандартного программного обеспечения.
- •7.1. Постановка задачи.
- •7.2. Решение с помощью Excel
- •7.3. Задания для самостоятельной работы
- •Тема 8. Целевое программирование
- •8.1. Постановка задачи целевого программирования
- •8.2. Пример задачи целевого программирования
- •8.3. Метод весовых коэффициентов
- •8.5. Метод приоритетов
- •8.6. Метод оптимизации «настоящих» целевых функций
- •Тема 9. Постановка и решение задач целевого программирования с помощью стандартного программного обеспечения.
- •9.1. Постановка задачи на Excel
- •9.2. Поиск допустимого решения
- •9.3. Целевое программирование: шаг 1.
- •9.4. Целевое программирование: шаг 2.
- •9.5. Задания для самостоятельной работы
- •Литература Основная
- •Дополнительная
1. Проверка оптимальности или нахождение ведущего столбца.
Если все коэффициенты в строке z-уравнения при небазисных переменных неотрицательны (коэффициенты в z-уравнении), то текущее базисное решение является оптимальным (условие оптимальности).
В противном случае на следующей итерации в число базисных переменных вводим небазисную переменную
которой соответствует наименьший
отрицательный коэффициент в строке
,
т.е. номер определяется по правилу:
.
Столбец под номером s называется ведущим столбцом симплексной таблицы.
2. Проверка условия неограниченности решения задачи лп и нахождение ведущей строки (ведущего элемента).
Если в ведущем столбце симплексной таблицы s нет положительных коэффициентов, то значение задачи ЛП неограниченно (нет оптимального решения) — условие неразрешимости;
В противном случае (т.е. в ведущем столбце имеются положительные элементы) в качестве базисной переменной, которая исключается из числа базисных, выбирается та переменная
,
для которой отношение значения правой
части ограничения к положительному
коэффициенту ведущего столбца
минимально, т.е.
.
Строка под номером r называется ведущей строкой, а элемент ars>0 –ведущим элементом (условие допустимости).
3. Преобразование симплексной таблицы.
Используя эквивалентные преобразования таблицы (процедуру Гаусса) пересчитываем таблицу так, чтобы ведущий элемент новой симплекс-таблицы стал равным 1, а все остальные элементы ведущего столбца – равными 0.
Обозначим верхним индексом 1 элементы новой симплексной таблицы. Тогда формулы пересчета коэффициентов примут вид:
4. Перейти к исследованию новой симплексной таблицы (новая итерация).
Признак бесконечности множества допустимых решений. Если в -строке последней симплексной таблицы, содержащей оптимальный план, имеется хотя бы одна нулевая оценка, соответствующая небазисной переменной, то задача линейного программирования имеет бесконечное множество оптимальных планов.
Признак неограниченности целевой функции. Если в -строке симплексной таблицы задачи линейного программирования на максимум есть отрицательная оценка и в столбце, соответствующем этой оценке, нет ни одного положительного элемента, то целевая функция на множестве допустимых решений задачи не ограничена сверху.
Таким образом, последовательность вычислений (итераций) следующая:
Шаг 0. Находится начальное допустимое решение.
Шаг 1. На основе условия оптимальности определяется переменная, вводимая в базис. Если таких переменных нет, то вычисления заканчиваются.
Шаг 2. На основе условия допустимости выбирается исключаемая переменная.
Шаг 3. Методом Гаусса-Жордана вычисляется новое базисное решение. Переход к шагу 1.
Итерации симплекс-метода для задачи Reddy Mikks (ведущие строки и столбцы выделены цветом)
Базис |
z |
x1 |
x2 |
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
Решение |
z |
1 |
-5 |
-4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
s1 |
0 |
6 |
4 |
1 |
0 |
0 |
0 |
24 |
S2 |
0 |
1 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
6 |
S3 |
0 |
-1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
S4 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
Базис |
z |
x1 |
x2 |
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
Решение |
z |
1 |
0 |
-2/3 |
5/6 |
0 |
0 |
0 |
20 |
X1 |
0 |
1 |
2/3 |
1/6 |
0 |
0 |
0 |
4 |
S2 |
0 |
0 |
4/3 |
-1/6 |
1 |
0 |
0 |
2 |
S3 |
0 |
0 |
5/3 |
1/6 |
0 |
1 |
0 |
5 |
S4 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
Базис |
z |
x1 |
x2 |
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
Решение |
z |
1 |
0 |
0 |
3/4 |
1/2 |
0 |
0 |
21 |
X1 |
0 |
1 |
0 |
1/4 |
-1/2 |
0 |
0 |
3 |
x2 |
0 |
0 |
1 |
-1/8 |
3/4 |
0 |
0 |
3/2 |
S3 |
0 |
0 |
0 |
3/8 |
-5/4 |
1 |
0 |
5/2 |
S4 |
0 |
0 |
0 |
1/8 |
-3/4 |
0 |
1 |
1/2 |
Поскольку
-строка
не содержит отрицательных коэффициентов,
соответствующих небазисным переменным
,
то полученное решение
оптимально.
Обратите внимание, что последовательность базисных решений состоит в том, что итерационный процесс симплекс-метода начался в угловой точке А, затем, пройдя через точку В, закончился в крайней точке С — точке оптимума. Итерации соответствуют смежным крайним точкам границы области допустимых решений.
Пример.
|
z |
x1 |
x2 |
s1 |
s2 |
z |
0 |
-5 |
-3 |
0 |
0 |
s1 |
4 |
1 |
1 |
1 |
0 |
s2 |
10 |
5 |
2 |
0 |
1 |
|
z |
x1 |
x2 |
s1 |
s2 |
z |
10 |
0 |
-1 |
0 |
1 |
s1 |
2 |
0 |
3/5 |
1 |
-1/5 |
x1 |
2 |
1 |
2/5 |
0 |
1/5 |
|
z |
x1 |
x2 |
s1 |
s2 |
z |
40/3 |
0 |
0 |
5/3 |
2/3 |
x2 |
10/3 |
0 |
1 |
5/3 |
-1/3 |
x1 |
2/3 |
1 |
0 |
-2/3 |
1/3 |
Ответ:
