- •Классы задач мп.
- •Геометрический метод решения задач лп.
- •Табличный симплекс метод.
- •Решение задачи лп с любым видом ограничений. Метод искусственного базиса.
- •Двойственность в лп.
- •Экономический анализ решения лп задач.
- •Транспортная задача линейного программирования.
- •Решение транспортной задачи методом потенциалов.
- •Метод потенциалов для транспортной задачи с планом построенным методом минимального элемента.
- •Целочисленное линейное программирование.
- •Некоторые модели задач цлп.
- •Методы решения задач целочисленного программирования.
- •Метод отсекающих плоскостей.
- •Метод ветвей и границ
- •Решение задачи коммивояжера методом ветвей и границ
Геометрический метод решения задач лп.
Решение задачи ЛП геометрически разделяется на этапы:
строят прямые, уравнения, которых находят вследствие замены в ограничениях знаков неравенств на знаки равенств;
находим полуплоскости, которые определяются из ограничений задачи;
определяем многогранник решения;
строим вектор
;строим прямую перпендикулярную вектору ;
передвигаем прямую из пункта 5 в направлении вектора из пункта 4;
определяем координаты крайней точки множества, которой коснется построенная прямая.
определяем числовое выражение для целевой функции.
Пример: Решим задачу геометрическим методом.
при ограничениях
.
Приведем к равенствам систему.
Построим графики прямих, определим область решений задачи.
Многогранник решения ОАВСД. Опорные планы – вершины многогранника. Вектор с – отображает направление возрастания значений целевлй функции.Максимальное значение целевой функции достигается в точке В(12,18) и ее значение вычисляется следующим образом:
Вопросы для самоподготовки
1. Что называется задачей линейного программирования в канонической форме?
2. Чем определяется область определенности задачи ЛП?
3. Чем определяются опорные планы в графическом методе решения задач ЛП?
4. Какие задачи ЛП можно решать графическим методом?
5. Какие случаи возможные при определении области определенности?
ЛЕКЦИЯ 4.
Табличный симплекс метод.
Идея симплекс метода состоит в последовательном продвижении по базисам опорных планов задачи, т.е. в последовательном улучшении планов задачи по определенному критерию, до тех пор, пока не будет найдено оптимальное решение.
Рассмотрим процесс подготовки исходных данных и алгоритм решения задачи ЛП табличным симплекс-методом.
Предварительный этап:
Привести математическую модель задачи к каноническому виду.
Определить начальное допустимое базисное решение задачи.
Ввести в исходную симплекс-таблицу параметр оценки
по
формуле
-
весовые коэффициенты при базисных
переменных.
Алгоритм:
Заполняется исходная симплекс-таблица.
Если все
для всех
то данный план оптимален.Если имеются
и в столбце
все элементы
то функция не ограничена сверху на ОДР.Если имеются
и в столбцах
, соответствующих этим отрицательным
оценкам, существует хотя бы один элемент
, то возможен переход к новому, лучшему
плану, связанному с большим значением
целевой функции.Вектор , который необходимо ввести в базис для улучшения плана, определяется по наименьшей отрицательной оценке . Столбец, содержащий эту оценку, называется направляющим.
Вектор который нужно вывести из базиса, определяется по отношению
.
Из базиса выводится вектор
,
на котором достигается минимум
.
Строка
называется направляющей.
Элемент
,
который стоит на пересечении направляющей
строки и направляющего столбца, называется
направляющим.
Заполняется таблица, соответствующая новому базисному решению.
Все элементы таблицы определяются по рекуррентному соотношению:
где l- номер итерации.
Процесс вычисления заканчивается, когда найдено оптимальное решение (пункт2) или когда функция будет неограниченной на ОДР (пункт 3).
Пример:
Приведем задачу к каноническому виду:
Построим начальную симплекс таблицу:
Баз.перем. |
Решение |
А1 |
|
А3 |
А4 |
А5 |
|
Х3 |
18 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
Х4 |
93 |
4 |
7 |
0 |
1 |
0 |
|
|
48 |
1 |
4 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
-24 |
-36 |
0 |
0 |
0 |
|
Строим новую симплекс-таблицу:
Баз.перем. |
Решение |
А1 |
А2 |
А3 |
А4 |
А5 |
|
Х3 |
6 |
|
0 |
1 |
0 |
|
6* |
Х4 |
9 |
|
0 |
0 |
1 |
|
|
Х2 |
12 |
|
1 |
0 |
0 |
|
12*4 |
|
432 |
-15 |
0 |
0 |
0 |
9 |
|
Строим новую симплекс-таблицу:
Баз.перем. |
Решение |
А1 |
А2 |
А3 |
А4 |
А5 |
|
Х3 |
3 |
0 |
0 |
1 |
|
|
9 |
Х1 |
4 |
1 |
0 |
0 |
|
|
- |
Х2 |
11 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
492 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
Строим новую симплекс-таблицу:
Баз.перем. |
Решение |
А1 |
А2 |
А3 |
А4 |
А5 |
Х5 |
9 |
0 |
0 |
3 |
-1 |
1 |
Х1 |
11 |
1 |
0 |
|
|
0 |
Х2 |
7 |
0 |
1 |
|
|
0 |
|
516 |
0 |
0 |
8 |
4 |
0 |
Получили оптимальный план:
Хопт= (11,7,0,0,9) Fопт=516
Вопрос для самоподготовки
1. Из каких основных двух моментов состоит симплекс?
2. Как определяется в симплекс методе тот факт, что задача ЛП решения не имеет?
3. В чем состоит идея симплекс метода?
4. Как определить вектор, который выводится из базиса?
5. Как прочитать решение задачи ЛП из последней симплекс таблицы?
ЛЕКЦИЯ 5.
