
- •Методы оптимальных решений
- •Содержание
- •Введение
- •1. Моделирование – метод научного познания
- •1.1 Основные понятия моделирования
- •Вопросы *
- •1.2 Системный подход и моделирование социально-экономических систем
- •Вопросы
- •5. Численное решение
- •6. Анализ численных результатов и их применение
- •Приемы экономико-математического моделирования
- •Классификация моделей по типу информации:
- •Классификация моделей по учету фактора времени:
- •Классификация моделей по учету фактора неопределенности:
- •Классификация моделей по типу подхода к изучаемым социально-экономическим системам:
- •Вопросы
- •2.2 Принцип оптимальности в планировании и управлении
- •Вопросы
- •Математическая формулировка общей задачи линейного программирования
- •Структурная форма записи задачи линейного программирования
- •Вопросы
- •3.2 Формы записи задачи линейного программирования
- •Нормы затрат и выхода продукции
- •Решение
- •Общая форма записи задачи линейного программирования
- •Каноническая форма записи задачи линейного программирования
- •Стандартная форма записи задачи линейного программирования
- •4.2. Алгоритм графического метода
- •Нормы затрат и выхода продукции
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Построение граничных прямых, соответствующих системе ограничений
- •3. Определение области допустимых решений
- •4. Построение вектора градиента и линии уровня
- •5. Нахождение точки экстремума
- •6. Определение значения целевой функции
- •4.3. Варианты графического решения задач линейного программирования
- •Вопросы
- •Рекомендуемые источники к главе 4
- •5. Симплексный метод решения задач линейного программирования
- •5.1. Сущность симплексного метода
- •Вопросы
- •5.2. Алгоритм решения задач симплексным методом с естественным базисом
- •Показатели эффективности возделывания 1 га культур
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Приведение модели к канонической форме записи задачи, определение основных и дополнительных переменных
- •3. Составление базиса
- •4. Построение первой симплексной таблицы
- •Первая симплексная таблица (сокращенная)
- •Первая симплексная таблица (полная)
- •5. Проверка оптимальности решения
- •6. Построение второй симплексной таблицы
- •Первая симплексная таблица с разрешающим элементом
- •Вторая симплексная таблица
- •Правила нахождения коэффициентов второй симплексной таблицы
- •Вторая симплексная таблица
- •7. Построение третьей и последующих симплексных таблиц
- •Вторая симплексная таблица с разрешающим элементом
- •Третья симплексная таблица
- •Вопросы
- •5.3. Алгоритм решения задач симплексным методом с искусственным базисом
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Приведение модели к канонической форме записи задачи, определение основных и дополнительных переменных
- •3. Составление базиса, введение искусственных переменных
- •4. Построение первой симплексной таблицы
- •Первая сокращенная симплексная таблица с м-строкой
- •5. Решение вспомогательной задачи симплексным методом с естественным базисом
- •Данные о содержании питательных веществ и стоимости культур
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Приведение модели к канонической форме записи задачи, определение основных и дополнительных переменных
- •3. Составление базиса, введение искусственных переменных
- •4. Построение первой симплексной таблицы
- •Первая симплексная таблица
- •5. Проверка оптимальности решения
- •6. Построение второй симплексной таблицы
- •Первая симплексная таблица с разрешающим элементом
- •Вторая симплексная таблица
- •7. Построение третьей и последующих симплексных таблиц
- •Третья симплексная таблица
- •Вопросы
- •5.4. Алгоритм решения задач симплексным методом в Microsoft Excel 2010
- •Показатели эффективности возделывания 1 га культур
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Составление формы для ввода данных в Microsoft Excel
- •3. Ввод исходных данных в форму Microsoft Excel
- •4. Ввод формул для вычислений значений целевой функции и левой части неравенств
- •5. Настройка программы Microsoft Excel 2010
- •6. Установка значений в окне Параметры поиска решений
- •7. Анализ полученного решения
- •6.2. Постановка и математическая формулировка транспортной задачи
- •Постановка задачи
- •Матрица транспортной задачи
- •6.3. Алгоритм решения транспортной задачи (метод северо-западного угла)
- •Стоимости перевозок одной тонны картофеля (ден. Ед.)
- •Решение
- •1. Проверка типа задачи (открытая или закрытая)
- •2. Составление экономико-математической модели задачи
- •Матрица транспортной задачи (ден. Ед.)
- •3. Составление опорного плана
- •Опорный план транспортной задачи (ден. Ед.)
- •4. Проверка решения на оптимальность
- •Опорный план транспортной задачи (ден. Ед.)
- •5. Построение контура
- •Правила построения контура
- •Опорный план транспортной задачи с контуром (ден. Ед.)
- •6. Построение нового опорного плана
- •7. Проверка нового плана на оптимальность
- •Вопросы
- •6.4. Алгоритм решения транспортной задачи в Microsoft Excel 2010
- •Себестоимость перевозки 1 т сена, руб.
- •Решение
- •1. Проверка типа задачи (открытая или закрытая)
- •2. Составление экономико-математической модели задачи
- •6. Анализ полученного решения
- •Вопросы
- •6.5. Задача о назначениях
- •Общий вид транспортной матрицы задачи о назначениях
- •Экономико-математическая модель задачи о назначениях
- •Структурная форма записи задачи о назначениях
- •Вопросы и задания для самопроверки и самоподготовки
- •6.6. Алгоритм решения задачи о назначениях с помощью Microsoft Excel 2010
- •Производительность работников
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •7.2 Прямая и двойственная задача
- •Построение двойственной задачи
- •Исходные данные задачи
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Приведение модели к канонической форме записи задачи, определение основных и дополнительных переменных
- •3. Решение задачи симплексным методом
- •Последняя симплексная таблица (оптимальное решение)
- •4. Анализ двойственных оценок
- •Симплексная таблица с коэффициентами замещения и двойственными оценками
- •Вопросы
- •7.3 Основные свойства двойственных оценок
- •Вопросы
- •7.4 Алгоритм решения двойственной задачи в Microsoft Excel 2010
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Решение задачи симплексным методом
- •3. Анализ оптимального решения
- •4. Мера влияния ограничения на целевую функцию
- •5. Свойство оптимальности решения
- •Вопросы
- •Рекомендуемые источники к главе 7
- •Библиографический список
- •Приложение 1 Полезные ссылки
Правила нахождения коэффициентов второй симплексной таблицы
Первой заполняется клетка новой таблицы, которая соответствует клетке с разрешающим элементом предыдущей таблицы. Для этого находим обратное значение для разрешающего элемента, т.е. вместо А запишем
.
В примере разрешающий элемент А = 1 (таблица 6), поэтому обратный элемент для А равен 1 (таблица 7).
Заполняется строка, которая соответствует разрешающей строке предыдущей таблицы, для этого каждый коэффициент разрешающей строки делим на соответствующий ему разрешающий элемент.
В данной задаче первый элемент в разрешающей строке х2 равен 5000, разрешающий элемент А = 1 (таблица 6), следовательно во второй симплексной таблице в столбце bi запишем – 5000 (таблица 7). Аналогично находим новые значения для второй симплексной таблицы: в столбце (-х1) – 0 и в столбце (-S3) – 1 (таблица 7).
В новой таблице заполняется столбец, который соответствует разрешающему столбцу предыдущей таблицы, для этого каждый коэффициент разрешающего столбца делим на соответствующий ему разрешающий элемент и меняем знак на противоположный.
В разрешающем столбце первый элемент равен 1 (таблица 6), разрешающий элемент А = 1, следовательно первый элемент второй симплексной таблицы в строке S1 равен -1 (таблица 7). Аналогично, получаем значения коэффициентов: в строке х2 коэффициент -4,5 и в строке Z – 800.
Оставшиеся коэффициенты таблицы находятся по правилу прямоугольника:
,
где:
– искомое значение для новой таблицы
(k – номер коэффициента);
С – старое значение для искомого;
A – разрешающий элемент;
B и D – числа, дополняющие диагональ АС до прямоугольника.
Найдем значения для новой симплексной таблицы (таблица 8).
Таблица 8
Вторая симплексная таблица
Базис |
Свободные члены, bi |
Свободные переменные |
|
-х1 |
-S3 |
||
С6
С5
С4
С1 |
2000 |
1 |
-1 |
С2 |
22500 |
0,5 |
-4,5 |
х2 |
5000 |
0 |
1 |
С3 |
4000000 |
-150 |
800 |
Чтобы найти новое значение для С = 7000 в первой симплексной достроим диагональ АС до прямоугольника (таблица 6). Обозначим другие вершины этого прямоугольника В = 5000 и D = 1.
Тогда
(таблица 7).
Аналогично, вычислим:
;
;
;
(таблица 7).
Примечание: Если в разрешающей строке имеется 0, то столбец, содержащий этот 0, в новую таблицу можно перенести без изменения.
Шаг 3. Выписываем решение из второй симплексной таблицы и определяем его оптимальность (таблица 8).
х1 = 0, га – ячмень не возделывается.
х2 = 5000, га – площадь под картофель.
S3 = 0, га – под картофель занято 5000 га.
S1 = 2000, га – недоиспользовано пашни.
S2 = 22500, чел.-дней – недоиспользовано трудовых ресурсов.
Z = 4000000, ден. ед.
Решение не оптимальное, т.к. в целевой строке есть отрицательное число. Поэтому необходимо продолжать решать задачу.