1.4 Экономическая интерпретация двойственности

Задача, двойственная к задаче об ассортименте продукции, рассмотренной в примере 1.1, имеет вид:

Аналогично, как и для прямой задачи, двойственную задачу представляют в каноническом виде, т.е. вводят дополнительные переменные у₅, у₆, которые прибавляют к левым частям соответствующих неравенств. В целевую функцию все дополнительные переменные вводят с коэффициентами, равными нулю.

Решая двойственную задачу симплекс-методом, получим следующую итоговую таблицу:

Таблица 1.6.

Базисные переменные	Решение	y1	y2	y3	y4	y5	y6
y1	1,4	1	1	0	0,2	-0,2	-0,2
y3	0,2	0	1	1	-0,4	-0,6	0,4
f	12,8	0	-3	0	-0,6	-2,4	-1,4

Переменные y_i двойственной задачи называют двойственными оценками, они представляют собой теневые цены соответствующих ресурсов прямой задачи.

Анализ на чувствительность оптимального решения базируется на следующих свойствах двойственных оценок (ДО):

1) ДО характеризуют дефицитность ресурсов, чем больше значение ДО, тем более дефицитным является ресурс. Для недефицитных ресурсов y_i=0;

2) ДО показывают, как влияют изменения в правой части ограничений (запасов ресурсов) на значение ЦФ;

Практический интерес представляет верхняя и нижняя границы изменения ресурсов, в которых значения оценок остаются неизменными.

Для дефицитных ресурсов:

Нижняя граница (1.10)

Верхняя граница (1.11)

где i – номер ресурса; k – индекс базисной переменной; x_k – оптимальное значение базисной переменной; d_ki – элементы матрицы коэффициентов при базисных переменных в итоговой симплекс-таблице прямой задачи.

Для нашего примера 1.1 для дефицитных ресурсов (см. табл. 3):

Для недефицитных ресурсов верхняя граница интервала устойчивости определяется исходными данными, а нижняя – равна величине фактически израсходованных ресурсов.

Т.о., интервалы устойчивости оценок по отношению к изменению ресурсов будут равны:

1) [9-7; 9+3] = [2; 12],	3) [1-1,5; 1+3,5] = [-0,5; 4,5],
2) [13-3; 13] = [10; 13],	4) [2-0,6; 2] = [1,4; 2].

Если изменения запасов ресурсов находятся в пределах устойчивости двойственных оценок, их раздельное влияние на значение ЦФ равно произведению двойственной оценки и величины изменения запасов ресурса.

∆F1 =1,4∙(12-2) = 14,	∆F2 =0∙(13-10) = 0,
∆F3 =0,2∙(4,5-(-0,5)) = 1,	∆F4 =0∙(2-1,4) = 0.

Суммарное возможное увеличение ЦФ составит:

∆F = 1,4∙3 + 0,2∙3,5 = 4,9.

3) ДО являются показателем эффективности производства отдельных видов продукции с точки зрения критерия оптимальности. С этой позиции в оптимальный план может быть включена лишь та продукция, для которой выполняются условия:

(1.12)

Например, введение в план третьего вида продукции с технологическими коэффициентами a_{1 3} = 3; a_{2 3}= 1 и ценой с₃ = 8 выгодно, поскольку выполняется 3∙1,4 + 1∙0 = 4,2 ≤ 8. Математическая модель задачи примет вид:

F=3∙x₁+4∙x₂ + 8∙х₃ → max,

2∙x₁+3∙x₂ + 3∙х₃ ≤ 9.

3∙x₁+2∙x₂ + х₃ ≤ 13,

x₁– x₂ ≤ 1,

х₂ ≤2; х₁ ≥ 0; х₂ ≥ 0, х₃ ≥ 0.

4) ДО позволяют производить сравнение суммарных условных затрат и результатов. Так, например, приобретение двух единиц первого ресурса (сырье А) по цене с = 0,5 ден.ед. целесообразно, т.к.:

а) изменение ресурса находится в пределах устойчивости ДО;

б) ∆Доход = ∆F = 2 ∙1,4=2,8

∆Расход = 2,0 ∙0,5=1

∆Прибыль = ∆Доход – ∆Расход = 2,8 – 1 = 1,8 > 0, т.е. прибыль увеличивается.