- •Экономический факультет Кафедра экономической информатики в.С. Громницкий
- •Введение
- •Задачи принятия решений
- •Математическое моделирование
- •Часть I. Линейное программирование Глава 1. Линейные математические модели в экономических исследованиях
- •1.1. Экономические задачи
- •Задача объемного планирования
- •Задача о диете
- •1.2. Общий вид математической модели задачи линейного программирования
- •1.3. Различные формы задач линейного программирования
- •Приведение задачи линейного программирования от одной эквивалентной формы к другой.
- •Примеры решения задач
- •1.4. Графическое решение задач
- •Свойства области допустимых решений
- •Глава 2. Математические свойства задачи линейного программирования
- •2.1. Свойства области допустимых решений
- •2.2. Базисные и опорные решения
- •Глава 3. Симплекс-метод решения задачи линейного программирования
- •3.1. Идея симплекс-метода
- •3.2. Векторное представление симплексных преобразований
- •3.3. Симплекс-метод в уравнениях
- •3.4. Симплекс-метод в таблицах
- •Правила построения симплекс-таблиц
- •Этапы симплекс-метода
- •3.5. Варианты разрешимости задачи линейного программирования
- •3.6. Предупреждение зацикливания симплекс-метода
- •Глава 4. Метод искусственного базиса
- •4.1. Построение начального опорного плана
- •Пример построения начального опорного плана
- •4.2. Решение задачи линейного программирования методом искусственного базиса
- •Пример решения задачи методом искусственного базиса
- •Глава 5. Теория двойственности в задачах линейного программирования
- •5.1. Построение двойственной задачи и ее экономическая интерпретация
- •Математическая формулировка двойственной задачи к произвольной задаче линейного программирования
- •Правила построения двойственной задачи
- •5.2. Математические свойства пары взаимно двойственных задач
- •В арианты разрешимости задач двойственной пары
- •Вторая теорема двойственности
- •5.3. Анализ чувствительности оптимального решения к изменению свободных членов ограничений
- •5.4. Определение оптимального решения двойственной задачи из оптимальной симплекс-таблицы прямой
- •5.5. Двойственный симплексный метод
- •Глава 6. Послеоптимизационный анализ задачи линейного программирования
- •6.1. Добавление нового ограничения
- •6.2. Добавление новой переменной
- •6.3. Изменение коэффициентов критерия
- •Изменение коэффициента критерия при свободной переменной
- •Изменение коэффициента критерия при базисной переменной
- •6.4. Изменение технологических коэффициентов
- •Изменение технологических коэффициентов при базисной переменной
- •Изменение технологических коэффициентов при свободной переменной
- •Часть II. Методы нелинейной оптимизации
- •Глава 7. Классическая теория оптимизации
- •7 (3) .1. Необходимые условия оптимальности
- •7.2. Достаточные условия оптимальности
- •Глава 8. Нелинейное программирование
- •8.1. Задачи на условный экстремум. Метод множителей Лагранжа.
- •8.2. Задачи выпуклого программирования
- •Задания к лабораторным работам
- •Литература
5.4. Определение оптимального решения двойственной задачи из оптимальной симплекс-таблицы прямой
П
(1)
(2)
(3)
(4)
Оптимальное решение получено симплекс-методом, – базисная матрица оптимального решения.
Оптимальное решение двойственной задачи (по первой теореме двойственности)
,
элементы строки оценок в оптимальной симплекс-таблице прямой задачи вычисляются по формулам
(5)
Подставляя (4) в (5) получим
Памятуя о том, что ограничение двойственной задачи, соответствующее переменной прямой задачи, имеет вид
(6)
Оценка переменной в симплекс-таблице равна разнице левой и правой части соответствующего ограничения двойственной задачи.
Из соотношения (6) легко найти компоненты оптимального решения двойственной задачи.
Действительно, пусть – единичный вектор с единицей в i-ой строке. В исходной симплекс-таблице всегда есть такие вектора.
Оценка переменной согласно (6) запишется
(7)
откуда
Таким образом, для определения компоненты оптимального решения двойственной задачи следует в исходной симплекс-таблице выбрать единичный столбец с единицей в i-ой строке. Тогда компонента равна оценке переменной из оптимальной симплекс-таблицы плюс коэффициент критерия этой переменной
Пример:
Найдем оптимальное решение двойственной задачи к задаче раздела 5.2 о работе предприятия по двум технологиям.
Воспроизведем для наглядности решение симплекс-методом
|
F |
8 |
3 |
0 |
0 |
-M |
|
Св |
Бп |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
b |
0 |
x3 |
2 |
1 |
1 |
0 |
0 |
12 |
0 |
x4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
4 |
-M |
x5 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
6 |
|
F |
-8-M |
-3-M |
0 |
0 |
0 |
-6M |
0 |
x3 |
0 |
1 |
1 |
-2 |
0 |
4 |
8 |
x1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
4 |
-M |
x5 |
0 |
1 |
0 |
-1 |
1 |
2 |
|
F |
0 |
-3-M |
0 |
8+M |
0 |
-2M+32 |
0 |
x3 |
0 |
0 |
1 |
-1 |
-1 |
2 |
8 |
x1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
4 |
3 |
x2 |
0 |
1 |
0 |
-1 |
1 |
2 |
|
F |
0 |
0 |
0 |
5 |
3+M |
38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Единичная матрица в исходной симплекс таблице расположена в столбцах 3, 4, 5.
Оптимальное решение двойственной задачи будет находиться в строке оценок оптимальной симплекс-таблицы под единичной матрицей исходной симплекс-таблицы: