Добавил:
СПбГУТ * ИКСС * Программная инженерия Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Отчеты по практическим работам / Практическая работа №1

.pdf
Скачиваний:
382
Добавлен:
06.07.2020
Размер:
163.19 Кб
Скачать

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА"

Факультет инфокоммуникационных сетей и систем Кафедра сетей связи и передачи данных

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

«Постановка функциональной задачи линейного программирования» по дисциплине

«Оптимизация и математические методы принятия решений» Вариант 10

Выполнил:

студент 2-го курса дневного отделения группы ИКПИ-81 Коваленко Л. А.

Преподаватель:

Владимиров С. А.

Санкт-Петербург

2020

Цель работы

Научиться представлять функциональную задачу линейного программирования в различных формах. Научиться формулировать целевую функцию задачи, составлять матрицы коэффициентов, свободных членов и переменных системы ограничений задачи.Научитьсяпредставлятьисходныеданныезадачиввекторнойформе.Научиться оперировать направлениями экстремума в целевой функции задачи.

 

 

 

 

 

 

Постановка задачи

 

Целевая функция:

 

 

 

 

 

 

= 1 1 + 2 2 + +

max( )

= max( ) ( )

=

Ограничения:

 

11

1

+ 12

2

=1

 

1

 

 

 

 

+ + 1

 

 

 

 

21

1

+ 22

2

+ + 2

2

 

 

 

 

1 1 + 2. 2

 

 

 

При условии

 

 

+ +

 

 

0, где

= 1 …

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max( )

 

 

 

 

 

 

 

 

Матричная форма

 

11

12

1

 

 

1

 

 

01

 

 

21

22

2

 

 

2

,

2

, 2, … )

= …

 

, = …

= … , = ( 1

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и −произведенияматриц

 

 

 

 

 

 

 

max( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Векторная форма

 

 

 

 

1 1 + 2 2

+ +

 

 

=

1

 

 

 

0

 

 

 

 

2

−вектор столбец коэффициентов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−вектор столбец свободныхчленов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ( 1, 2, … , ) и = ( 1, 2, … , )

 

2

1.

Исходные данные.

 

 

 

 

 

 

Ход работы

 

 

+ 14 6 + 5 7)

 

 

 

 

 

 

+ 7 3 + 13 4

+ 1 5

 

 

 

Целевая функция:

 

 

 

 

 

 

 

Система ограничений:

 

 

 

 

 

 

max(11 1

+ 18 2

 

 

 

 

 

7 1

+ 26 2

8 3

+ 16 4

4 5

+ 26 6

8 7

= 60

 

 

 

 

 

 

 

5 1

+ 14 2

 

+ 18 3

9 4

+ 30 5 + 25 6

+ 1 7

= 79

 

 

 

 

 

 

 

22 1 4 2 + 18 3 + 8 4 + 6 5

+ 15 6

+ 14 7

72

 

 

 

 

 

 

 

3 1

+ 8 2 10 3

+ 1 4 + 1 5

+ 19 6

 

+ 29 7

45

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

системы ограничений в вид:

 

 

 

 

:

 

 

 

 

Преобразование5 1 + 15 2 + 1 3

10 4 + 9 5

+ 11 6

+ 27 7

62

 

 

 

 

 

 

 

7 1

+ 26 2

8 3

+ 16 4

4 5

+ 26 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 7

= 60

 

 

 

 

 

 

 

5 1

+ 14 2

 

+ 18 3

9 4

+ 30 5 + 25 6

+ 1 7

= 79

 

 

 

 

 

 

 

22 1 + 4 2 18 3 8 4 6 5

15 6

14 7

≤ −72

 

 

 

 

 

 

 

3 1

8 2 + 10 3

1 4 1 5

19 6

 

29 7

≤ −45

 

 

 

 

3.

Запись

исходных данных в матричной форме.

 

 

62

 

 

 

 

 

5 1

+ 15 2 + 1 3

10 4 + 9 5

+ 11 6

+ 27 7

 

 

 

 

 

Целевая функция:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

(11, 18, 7, 13, 1, 14, 5)

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ограничения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26 8

 

 

 

 

1

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

26 8 16 4

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

14

18

 

 

9

30

25

 

1

 

 

 

 

 

 

 

79

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

22

 

 

4

18

8

6

15

 

14

 

 

 

 

5

 

 

72

 

 

 

 

 

 

3

 

8

10

 

 

1

1

19

 

29

 

 

 

 

6

 

 

 

 

45

 

 

 

4.

 

5

 

15

1

 

 

10

9

11

 

27

7

 

 

62

 

 

 

Запись исходных данных в векторной форме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Целевая функция:

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

(11, 18, 7, 13, 1, 14, 5)

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ограничения:

 

 

8

 

 

 

 

 

16

 

 

 

4

 

 

 

 

7

 

 

 

8

 

60

 

7

 

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

 

 

 

 

 

5

 

14

+ 3

18

 

 

 

 

 

9

 

 

 

30

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

1

 

79

 

1 22 + 2

4

18 + 4 8

+ 5 6 + 6 15 + 7 14

≤ −72

 

3

 

8

 

 

10

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

19

 

 

29

45

 

5

 

15

 

 

 

1

 

 

10

 

9

 

 

 

11

 

 

 

27

62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

5.

 

max(11 1

 

+ 18 2 + 7 3 + 13 4

+ 1 5 + 14 6 + 5 7)

 

 

 

 

 

 

Переход к эквивалентной задаче минимума.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 7)

6.

Преобразование min(11 1 18 2

7 3 13 4 1 5 14 6

 

 

 

 

 

 

системы ограничений с неравенствами

(стандартная форма

 

задачи) в систему уравнений (каноническая форма задачи).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 1

+ 26 2

8 3 + 16 4

4 5

+ 26 6

8 7 = 60

 

 

 

 

 

Система уравнений:

 

 

 

 

+ 18 3 9 4

+ 30

+ 25 6

+ 1 7 = 79

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 1

+ 14 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22 1

+ 4 2

18 3 − 8 4

6 5 15 6 14 7

 

+ 8 = 72

 

 

 

7.

Запись

 

3 1

8 2

+ 10 3

1 4

1 5

19 6

29 7

 

+ 9

= 45

 

 

 

 

 

5 1 + 15 2

+ 1 3 10 4

+ 9 5

+ 11 6

+ 27 7

 

+ 10 = 62

 

 

 

 

 

 

 

преобразованной задачи в матричной форме.

 

 

 

 

 

 

 

Целевая функция:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min

 

(11, 18, 7, 13, 1, 14, 5)

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

Ограничения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

26 8 16 4

26 8

 

0 0 0

32

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

5

14

 

18

 

 

 

9

 

30

25

1

 

0

0

 

0

 

5

 

 

79

 

 

 

 

 

22

4

18

 

 

8

 

6

15

14

1

0

 

 

 

 

 

 

=

72

,

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

6

 

 

 

 

 

3

8

 

10

 

 

 

1

 

1

19

29

0

1

 

0

 

7

 

 

45

 

 

 

 

 

 

5

 

15

 

1

 

 

10

9

11

27

 

0

0

 

1

 

8

 

 

62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Запись преобразованной задачи в векторной

форме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

Целевая функция:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

min

 

(11, 18, 7, 13, 1, 14, 5)

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

Ограничения:

26

 

 

 

 

 

 

8

 

16

 

4

 

 

 

7

8

 

0

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

 

1

5

 

 

14

+ 3

 

18

 

9

 

 

30

 

 

 

 

 

25

 

 

1

 

 

0

 

22 + 2

4

18 + 4 8

+ 5 6 + 6

15 + 7 14

+ 8 1

 

 

3

 

 

8

 

 

 

 

 

10

 

1

 

1

 

 

 

19

 

29

0

 

 

 

5

15

 

0

 

 

1

 

10

 

 

9

 

 

 

11

 

27

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 9

 

 

0

 

 

 

 

 

0

79

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 + 10 0

= 72 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

0

45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

1

62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

Ответы на вопросы:

1.Общий принцип оптимизации функциональной задачи заключается в отыскании экстремума целевой функции при заданных ограничениях в виде равенств и (или) неравенств.

2.Целевая функция — число или система чисел, являющихся мерой для сравнения количественных или качественных характеристик системы или модели; представляет собой функцию многих переменных, несущую определенный физический смысл в зависимости от поставленной задачи.

3.Трансформация неравенств и преобразование задачи в различные формыпроизводитсядлятого,чтобыпо-разномувзглянутьназадачуи(или) найти решение для её.

5