- •ПЕРЕЧЕНЬ МАТЕРИАЛОВ
- •ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •1 ЭЛЕМЕНТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛОГИКИ
- •1.1 Логика высказываний
- •1.1.1 Понятие логического высказывания
- •1.1.2 Логические операции
- •1.1.3 Пропозиционные формулы
- •1.1.4 Тавтологии
- •1.1.5 Равносильные формулы
- •1.2 Булевы функции
- •1.2.1 Понятие булевой функции. Число булевых функций от n переменных
- •1.2.2 Элементарные булевы функции. Представление булевых функций пропозиционными формулами
- •1.2.3 Двойственные функции. Принцип двойственности
- •1.2.4 Совершенные конъюнктивные нормальные формы (СКНФ)
- •1.2.5 Полиномы Жегалкина
- •1.3 Полнота и замкнутость
- •1.3.1 Полные системы функций и замкнутые классы
- •1.3.2 Основные замкнутые классы
- •1.3.3 Теоремы о функциональной полноте
- •1.3.4 Базисы пространства булевых функций
- •1.4 Минимизация булевых функций
- •1.4.1 Постановка задачи
- •1.4.2 Метод Квайна-Макклоски
- •1.4.3 Карты Карно
- •1.5 Реализация булевых функций
- •1.5.1 Контактные схемы
- •1.5.2 Схемы из функциональных элементов
- •1.6 Предикаты
- •1.6.1 Основные понятия и определения
- •1.6.2 Операции над предикатами
- •1.6.3 Равносильные формулы логики предикатов
- •1.6.4 Приведенная форма и предваренная нормальная форма предиката
- •2 ОСНОВЫ ТЕОРИИ МНОЖЕСТВ
- •2.1 Множества и операции над ними
- •2.1.1 Основные понятия
- •2.1.2 Способы задания множеств
- •2.1.3 Операции над множествами
- •2.1.4 Свойства операций над множествами. Алгебра множеств
- •2.1.5 Декартово произведение множеств
- •2.2 Отображения множеств
- •2.2.1 Основные понятия
- •2.2.2 Произведение (композиция) отображений
- •2.2.3 Обратные отображения
- •2.3 Отношения
- •2.3.1 Основные понятия и способы задания отношений
- •2.3.2 Операции над бинарными отношениями и их свойства
- •2.4 Отношения экивалентности
- •2.4.1 Классы эквивалентности
- •2.4.2 Отношения частичного порядка
- •2.5 Комбинаторика
- •2.5.1 Размещения
- •2.5.2 Перестановки
- •2.5.3 Сочетания
- •2.5.4 Сочетания с повторениями
- •2.5.5 Бином Ньютона. Понятие о производящей функции
- •2.5.6 Числа Стирлинга
- •2.5.7 Число Белла
- •2.6 Мощности множеств
- •2.6.1 Мощность конечного множества
- •2.6.2 Мощности бесконечных множеств. Счетные множества
- •2.6.3 Несчетные множества. Мощность континуума
- •2.6.4 Кардинальные числа. Гипотеза континуума
- •3 ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ГРАФОВ
- •3.1 Основные определения и типы графов
- •3.1.1 Основные понятия
- •3.1.2 Основные типы графов
- •3.1.3 Обобщения понятия графа
- •3.1.4 Изоморфные графы
- •3.1.5 Количество различных графов порядка n
- •3.2 Основные числовые характеристики и матрицы графа
- •3.2.1 Степени вершин графа
- •3.2.2 Матрица смежности
- •3.2.3 Матрица Кирхгофа
- •3.2.4 Матрица инцидентности
- •3.3 Подграфы и операции на графах
- •3.3.1 Подграфы
- •3.3.2 Операции над графами
- •3.4 Связные графы и расстояние в графах
- •3.4.1 Маршруты в графах. Связные графы
- •3.4.2 Компоненты связности. Связность графа и его дополнения
- •3.4.3 Расстояния на графах
- •3.4.4 Метод поиска в ширину
- •3.4.5 Выяснение вопросов связности, достижимости и расстояний на графе по матрице смежности
- •3.5 Деревья и остовы
- •3.5.1 Критерии дерева
- •3.5.3 Типы вершин дерева, радиус и центры
- •3.5.4 Остовы графа, циклический ранг и ранг разрезов
- •3.5.5 Задача о минимальном остове
- •3.5.6 Разрезы графа. Фундаментальная система циклов и фундаментальная система разрезов
- •3.5.7 Линейное пространство графа
- •3.6 Эйлеровы и гамильтоновы графы
- •3.6.1 Эйлеровы графы
- •3.6.2 Гамильтоновы графы
- •3.7 Планарные графы
- •3.7.1 Вложимость графов в трехмерное пространство
- •3.7.2 Планарные графы. Формула Эйлера
- •3.7.3 Следствия из формулы Эйлера
- •3.7.4 Гомеоморфные графы. Критерий планарности
- •3.8 Раскраски графов
- •3.8.1 Хроматическое число графа
- •3.8.2 Хроматическое число 2-дольного графа. Критерий 2-дольности
- •3.8.3 Некоторые оценки хроматического числа
- •3.8.4 Раскраски планарных графов
- •3.8.5 Реберная раскраска графа
- •3.9 Паросочетания
- •3.9.1 Паросочетания
- •3.9.2 Теорема Холла о свадьбах
- •3.10 Сети
- •3.10.1 Основные понятия
- •3.10.2 Потоки в сетях
- •3.10.3 Сетевое планирование
- •ПРОДОЛЖЕНИЕ ОГЛАВЛЕНИЯ
- •4 ЭЛЕМЕНТЫ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ
- •4.1 Математическое моделирование и вычислительный эксперимент
- •4.2 Метод Гаусса решения систем линейных алгебраических уравнений. Плохая обусловленность и анализ ошибок. Влияние погрешностей округления
- •4.3 Итерационные методы решения систем линейных алгебраических уравнений. Метод простых итераций и метод Зейделя
- •4.3.1 Основные понятия
- •4.3.2 Метод простой итерации. Описание метода
- •4.3.3 Некоторые сведения о векторах и матрицах
- •4.3.4 Условия и скорость сходимости метода простой итерации
- •4.3.5 Приведение системы (1) к виду (2)
- •4.4 Интерполирование алгебраическими многочленами. Интерполяционный многочлен Лагранжа
- •4.4.1 Постановка задачи
- •4.4.2 Интерполяционная формула Лагранжа. Представление и оценка остатка
- •4.4.3 Практическое применение интерполяции
- •4.5 Конечные разности. Интерполяционный многочлен Ньютона
- •4.5.1 Конечные разности
- •4.5.2 Интерполяционный многочлен Ньютона
- •4.5.3 Линейная интерполяция
- •4.6 Многочлены Чебышева на отрезке [-1, 1]. Интерполирование сплайнами
- •4.7 Численное интегрирование
- •4.7.1 Формулы прямоугольников
- •4.7.2. Формула трапеций
- •4.7.3. Формула Симпсона (метод параболических трапеций)
- •4.7.4 Квадратурные формулы наивысшей алгебраической степени точности (квадратурные формулы Гаусса)
- •4.8 Численное решение нелинейных уравнений
- •4.8.1. Отделение корней
- •4.8.2 Метод деления отрезка пополам
- •4.8.3 Метод простой итерации (метод последовательных приближений)
- •4.8.4. Метод Ньютона (метод касательных)
- •4.8.5 Метод секущих
- •4.8.6 Метод хорд
- •4.9 Итерационные методы решения систем нелинейных уравнений
- •4.9.1 Метод простой итерации
- •4.9.2 Метод простой итерации для системы двух уравнений
- •4.9.3 Метод Ньютона
- •4.9.4 Метод Ньютона для системы двух уравнений
- •4.10 Численные методы решения задачи Коши для обыкновенного дифференциального уравнения
- •4.10.1 Метод Эйлера
- •4.10.2 Методы Рунге–Кутта
- •4.11 Постановка задачи линейного программирования. Геометрическая интерпретация и графическое решение задачи линейного программирования
- •4.11.1 Предмет математического программирования
- •4.11.2 Основная задача линейного программирования
- •4.11.3 Геометрический смысл системы линейных неравенств
- •4.11.4 Графический метод решения задач линейного программирования
- •4.12 Симплексный метод решения задачи линейного программирования. Двойственность в линейном программировании
- •4.12.1 Свойства решений задачи линейного программирования (ЗЛП)
- •4.12.2 Общая идея симплексного метода
- •4.12.3 Построение начального опорного плана
- •4.12.4 Признак оптимальности опорного плана. Симплексные таблицы
- •4.12.5 Переход к нехудшему опорному плану. Симплексные преобразования
- •4.13 Разностные методы
- •4.13.1 Основные понятия
- •4.13.2 Сетки и сеточные функции
- •4.13. 3 Аппроксимация простейших дифференциальных операторов
- •4.13.4 Разностная задача
- •4.13.5 Устойчивость
- •4.13.6 Связь аппроксимации и устойчивости со сходимостью
- •4.13.7 Явные и неявные разностные схемы
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •Лабораторная работа 5. Задача коммивояжера
- •ПРОДОЛЖЕНИЕ ОГЛАВЛЕНИЯ
- •2.1. Метод Гаусса решения систем линейных алгебраических уравнений
- •2.2. Итерационные методы решения систем линейных алгебраических уравнений. Метод простых итераций и метод Зейделя
- •2.2.1. Метод простых итераций
- •2.2.2 Метод Зейделя
- •2.3. Интерполирование алгебраическими многочленами. Интерполяционный многочлен Лагранжа
- •2.3.1. Постановка задачи
- •2.3.2 Интерполяционный многочлен Лагранжа
- •2.3.3 Практическое применение интерполирования. Оценка погрешности интерполяционного многочлена Лагранжа
- •2.4 Конечные разности. Интерполяционный многочлен Ньютона
- •2.4.1 Конечные разности
- •2.4.2 Первая интерполяционная формула Ньютона (для интерполирования вперед)
- •2.4.3 Вторая интерполяционная формула Ньютона (для интерполирования назад)
- •2.5 Интерполирование сплайнами
- •2.6 Численное интегрирование
- •2.6.1 Метод средних прямоугольников
- •2.6.2 Формула трапеций
- •2.6.3 Формула Симпсона (метод параболических трапеций)
- •2.7 Численное решение нелинейных уравнений. Отделение корней. Метод половинного деления. Метод простой итерации
- •2.7.1 Отделение корней
- •2.7.2 Метод половинного деления
- •2.7.3 Метод простой итерации (метод последовательных приближений)
- •2.7.4 Практический критерий сходимости (когда надо прекращать итерации)
- •2.8 Итерационные методы решения нелинейных уравнений. Метод Ньютона. Метод секущих. Метод хорд
- •2.8.1 Метод Ньютона (метод касательных)
- •2.8.2 Метод секущих
- •2.8.3 Метод хорд
- •2.9 Итерационные методы решения систем нелинейных уравнений
- •2.9.1 Метод простой итерации для системы двух уравнений
- •2.9.2 Метод Ньютона для системы двух уравнений
- •2.10.1 Метод Эйлера
- •2.10.2 Метод Рунге-Кутта
- •2.11 Графическая интерпретация и графическое решение задачи линейного программирования
- •2.11.1 Основная задача линейного программирования
- •2.11.2 Графическая интерпретация задачи линейного программирования
- •2.11.3 Графическое решение задачи линейного программирования
- •2.12 Симплексный метод решения задачи линейного программирования
- •2.13 Метод сеток для уравнения параболического типа
- •2.13.1 Общие сведения
- •2.13.2 Постановка задачи
- •2.13.3 Разностные схемы
- •2.13.4 Оценки погрешностей
- •2.14 Метод сеток для уравнения гиперболического типа
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •1 Операции над множествами. Алгебра множеств. Декартово произведение множеств
- •2 Отображения множеств. Бинарные отношения на множествах
- •3 Комбинаторика и мощности множеств
- •6 Расстояния в графах
- •7 Деревья и остовы
- •8 Эйлеровы графы. Критерий эйлеровости. Планарные графы. Формула Эйлера
- •9 Раскраски графов. Хроматическое число графа
- •10 Сети и потоки в сетях
- •Тесты по разделу «ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ГРАФОВ»
- •ЭЛЕМЕНТЫ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ
- •1 Численные методы решения систем линейных алгебраических уравнений
- •2 Интерполирование алгебраическими многочленами
- •3 Численное интегрирование
- •4 Численные методы решения нелинейных уравнений и систем нелинейных уравнений
- •5 Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка
- •6 Линейное программирование
- •7 Численное решение уравнений с частными производными
- •Тесты по разделу «ЭЛЕМЕНТЫ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ»
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
- •СПИСОК ВОПРОСОВ К ЗАЧЕТУ ПО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАТЕМАТИКЕ
- •СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
23. min Z = −10x1 −35x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24. min Z = −4x1 −6x2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
x + 2x |
|
≤ 800, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6x1 +5x2 ≤1440 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 + x2 ≥ 86 |
|
|
|
|
||
|
|
6x1 + 2x2 ≤ 2400, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
2x |
|
− x |
2 |
≥ 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 ≤ 230 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 ≤168 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответы |
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
Zmax = 36 при x1 = 4, x2 = 6 ; |
|
13. |
Zmin |
= −36 при x1 = 4, x2 = 6 ; |
|||||||||||||||||||||||||||
2. |
Zmin |
= 0 при x1 = 3, x2 = 3 ; |
|
|
|
14. |
Zmax = 0 при x1 = 3, x2 = 3 ; |
|||||||||||||||||||||||||
3. |
Z |
min |
= −3 1 |
|
при x = 3 |
, |
x |
|
|
|
|
= 5 |
; |
15. |
Z |
max |
= 7 при x = 3 |
, x |
= 5 ; |
|||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
4 |
|
|
|
2 |
1 |
2 |
2 |
|
4 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4. |
Zmin |
= −6 при x1 = 0, x2 = 6 ; |
|
16. |
Zmax = 6 при x1 = 0, x2 = 6 ; |
|||||||||||||||||||||||||||
5. |
Zmin = 3 при x1 = 0, x2 = 0 ; |
|
|
|
|
17. |
Zmax = −3 при x1 = 0, x2 = 0 ; |
|||||||||||||||||||||||||
6. |
Z |
max |
=14 1 |
|
при x =11 , x |
2 |
|
= 3 ; |
18. |
Z |
min |
= − 29 при x = 5 , x |
= 3 ; |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
4 |
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
7. |
Zmax =17 при x1 = 5, x2 =1; |
|
|
19. |
Zmin |
= −17 при x1 = 5, x2 =1; |
||||||||||||||||||||||||||
8. |
Z |
max |
= 6 при x |
|
= 0, |
x |
= 3 ; |
|
|
|
20. |
Z |
min |
= −6 |
при x |
= 0, x |
= 3 ; |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
9. |
Z |
max |
= 9 1 при x |
= 3 6 |
, x |
2 |
=1 3 ; |
21. |
Z |
min |
= 64 при x |
= |
27 , |
x |
= 10 ; |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
1 |
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
7 |
1 |
|
7 |
2 |
7 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
10. Zmax = 390 при x1 = 30, x2 = 60 ; |
22. |
Zmin = −390 при x1 = 30, x2 = 60 ; |
||||||||||||||||||||||||||||||
11. Zmax =12800 при x1 =160, x2 = 320 ; |
23. |
Zmin =12800 при x1 =160, x2 = 320 ; |
||||||||||||||||||||||||||||||
12. Zmax =1408 при x1 =100, x2 =168; |
24. |
Zmin |
= −1408 при x1 =100, x2 =168. |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2.12 Симплексный метод решения задачи линейного программирования |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Рассмотрим ЗЛП: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
при ограничениях: |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
min Z = ∑c j x j |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
x + a x |
+...+ a |
|
|
|
x |
|
= b , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
11 1 |
|
12 |
|
2 |
|
|
|
1n |
|
|
n |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
a21x1 + a22 x2 +...+ a2n xn = b2 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
......................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1) |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
x |
+ a |
m |
2 |
x |
2 |
+...+ a |
mn |
x |
= b , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
m1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
x j |
≥ 0 ( j =1, 2,...,n). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
В более компактной форме систему ограничений можно представить в виде |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A1x1 + A2 x2 |
+ |
...+ An xn = B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
83
где Aj – j-й вектор столбец, координатами которого являются коэффициенты при неизвест-
ном x j ; B – вектор-столбец свободных членов системы ограничений.
Будем называть решением (планом) ЗЛП вектор X = (x1, x2 ,...xn ) , удовлетворяющий системе ограничений задачи и условию x j ≥ 0 , j =1, 2,..., n . План задачи, для которого линейная форма достигает минимума (или максимума), является оптимальным.
Пусть система ограничений (1) имеет предпочтительный вид, т.е. при неотрицательной правой части bi ≥ 0 левая часть каждого уравнения содержит одну переменную, входящую с коэффициентом, равным единице, а в остальные ограничения-равенства – с коэффи-
циентом, |
равным нулю. Начальный опорный такой ЗЛП имеет вид x0 = (b1;b2 ;...;bm ;0;0;..;0) . |
||||
Значение |
целевой |
функции z(x0 ) = cБ B = ∆0 . Обозначим |
∆ j = cБ Aj −c j , где |
||
сБ = (c1,c2 ,...,cm ) – вектор коэффициентов целевой функции при базисных переменных. |
|||||
Если все ∆ j ≤ 0 , |
то опорный план x0 оптимален. Пусть существует j0 , для которого |
||||
∆ j > 0 . Вектор-столбец |
Aj , для которого ∆ j0 |
> 0, называется разрешающим, соответствую- |
|||
щая переменная x j0 |
– перспективной. Вектор |
Aj следует ввести в новый базис. Невырож- |
|||
денный план задачи должен содержать ровно m компонент, поэтому необходимо определить,
какой вектор нужно вывести из базиса. Для этого среди отношений |
bi |
(i =1,2,...,k) найдем |
||||||||
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aij0 |
|
|
|
|
|
|
bi |
|
|
|
||
|
b |
|
|
|
|
|
||||
наименьшее симплексное отношение |
Θ = min |
|
i |
|
= |
|
0 |
– минимальное отношение коор- |
||
|
a |
ij0 |
|
|
a |
i0 j0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
динат bi исходного плана соответственно к положительным элементам aij0 разрешающего столбца. Если это условие выполняется при нескольких i, то в качестве i0 можно выбрать любое. Строку i0 называют разрешающей, элемент ai0 j0 – разрешающим (или ключевым).
Переменная xi0 , присутствующая в базисе, является неперспективной, ее следует вывести из базиса. Новый базис будет состоять из переменных x1, x2 ,..., xi0 −1, x j0 , xi0 +1,..., xn . В результате получаем новый опорный план x1 лучший (нехудший) x0 , в котором переменная xi0 замене-
на на x j0 . Далее процесс повторяется. Проверяем, является ли план x1 оптимальным. Если
да, то задача решена. Если нет, то переходим к нехудшему опорному плану x2 , смежному с x1 и т.д.
Преобразование ЗЛП к новому базису назовем симплексным преобразованием.
84
Правила перехода к следующей симплексной таблице
1) Элементы строки i0 новой таблицы равны соответствующим элементам разрешающей строки старой таблицы, деленным на разрешающий элемент:
|
|
|
bi′ |
|
= |
bi |
|
|
|
ai |
j |
|
||
|
|
|
|
0 |
|
, ai′0 j |
= |
|
|
0 |
|
, j =1,2,..., n . |
||
|
|
|
|
|
|
ai0 j0 |
||||||||
|
|
|
0 |
|
ai j |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) Элементы разрешающего столбца j0 новой таблицы равны нулю, за исключением |
|||||||||||
ai′ |
j |
0 |
=1: |
aij′ |
= 0 (i ≠ i0 ) , |
ai′ |
j |
0 |
=1. |
|||||
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
||
3) Чтобы найти любой другой элемент новой симплексной таблицы, нужно воспользоваться правилом прямоугольника. Для этого в исходной таблице выделяют прямоугольник, вершинами которого служат нужные для вычисления элементы. Диагональ, содержащую разрешающий и искомый элементы новой таблицы, называют главной, а другую побочной. Чтобы получить элемент aij′0 (i = i0 , j ≠ j0 ) новой симплексной таблицы, нужно из произве-
дения угловых элементов главной диагонали вычесть произведение угловых элементов побочной диагонали и полученное число разделить на разрешающий элемент, выделенный рамкой. Это правило прямоугольника.
bi′ = |
biai0 j0 −bi0 aij0 |
, aij′ = |
aij ai0 j0 −ai0 j aij0 |
, (i ≠ i0 , j ≠ j0 ) |
(2) |
||||
ai |
|
|
|
||||||
|
j |
0 |
|
ai |
j |
0 |
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
||||
Рис. 5
4)по этому же правилу могут быть вычислены все элементы индексной строки
∆′j ( j =1,2,...,n) и новое значение целевой функции
∆′j = |
∆ j ai0 j0 −∆ j0 ai0 j |
, ∆′0 |
= |
∆0 ai0 j0 − ∆ j0 bi0 |
(3) |
||||
|
|||||||||
|
ai |
|
|
||||||
|
ai |
j |
0 |
|
|
j |
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
||
Шаг симплексного метода, позволяющий перейти от одного опорного плана к другому нехудшему, называется итерацией. Таким образом, симплексный метод является итерационным методом последовательного улучшения плана.
85
Пример 1.Найти минимум линейной формы Z = x2 −3x3 + 2x5 при условиях:
|
|
|
+ 2x5 |
= 7, |
|
x1 +3x2 − x3 |
|||||
|
− 2x2 + 4x3 + x4 |
|
= 2, |
||
|
− 4x |
+3x |
+8x |
+ x |
=10, |
|
|||||
|
2 |
3 |
5 |
6 |
|
x j ≥ 0 ( j =1,2,...,6) .
Решение. Задача поставлена в каноническом виде.
Система ограничений имеет предпочтительный вид, так как каждое уравнение содержит переменную с коэффициентом, равным единице, которая во все остальные уравнения входит с коэффициентом, равным нулю. Это переменные x1, x4 , x6 . Они и составят базис. Заносим условие задачи в симплексную таблицу.
БП |
|
|
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
|
CБ |
B |
|
|
|
|
|
|
||
0 |
1 |
–3 |
0 |
2 |
0 |
||||
|
|
|
|||||||
x1 |
0 |
7 |
1 |
3 |
–1 |
0 |
2 |
0 |
|
x4 |
0 |
2 |
0 |
– 2 |
4 |
1 |
0 |
0 |
|
x6 |
0 |
10 |
0 |
– 4 |
3 |
0 |
8 |
1 |
|
z j −c j |
0 |
0 |
– 1 |
3 |
0 |
–2 |
0 |
||
В столбце БП записываем базисные переменные. Столбец CБ содержит коэффициенты целевой функции, стоящие при базисных переменных. Для нашего случая c1 = 0, c4 = 0, c6 = 0 . Столбец B – столбец свободных членов системы ограничений bi . Основное поле таблицы занимают коэффициенты aij системы ограничений. Остановимся под-
робнее на заполнении индексной строки z j −c j . Здесь расположено значение функции цели
для начального опорного плана x0 , т.е. |
Z(x0 ) = ∆0 = CБ B и оценки индексной строки |
|
|
|
|
∆j = C |
Б Aj −c j : |
|
|
∆0 = 0 7 +0 2 +0 10 = 0 ; |
∆1 = 0 1+0 0 +0 0 −0 = 0 ; |
|
∆2 = 0 3+0 (−2) +0 (−4) −1 = −1; |
∆3 = 0 (−1) +0 4 +0 3−(−3) = 3 ; |
|
∆4 = 0 0 +0 1+0 0 + −0 = 0 ; |
∆5 = 0 2 +0 0 +0 8 −2 = −2 ; |
|
∆6 = 0 0 +0 0 +0 1−0 = 0 . |
|
|
Свободные переменные полагаем равными нулю: c1 = c4 = c6 = 0 , значение линейной |
|
формы равно нулю. |
|
|
|
Поскольку отыскивается минимум задачи, оптимальный план будет достигнут, когда |
|
z j −c j |
≤ 0. В данном случае одна оценка |
z3 −c3 = 3 > 0 . Эта оценка соответствует столбцу |
86
при переменной x3 . Этот столбец и назначим разрешающим. Для определения разрешающей строки находим минимальное симплексное отношение:
|
|
|
|
|
|
2 |
|
10 |
|
|
1 |
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|||||||
Θ = min |
|
|
i |
|
= min |
4 |
, |
3 |
|
= |
2 |
. |
|
|
|
||||||||||||
aij0 |
>0 a |
ij0 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Оно соответствует второй строке, которая и будет разрешающей. Следовательно, элемент a23 = 4 – разрешающий. Переменную x4 выведем из базиса, а x3 введем в базис. Разрешающую строку делим на разрешающий элемент. Элементы разрешающего столбца заполняем нулями, кроме a23 =1, а все остальные элементы таблицы пересчитываем по правилу прямоугольника.
БП |
|
|
|
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
||
|
CБ |
B |
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
1 |
–3 |
0 |
2 |
0 |
||||||
|
|
|
|
||||||||
x1 |
|
0 |
15 |
1 |
5 |
0 |
1 |
2 |
0 |
||
|
2 |
2 |
4 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x |
|
–3 |
1 |
0 |
− 1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
||
3 |
|
|
2 |
|
2 |
|
4 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x6 |
|
0 |
17 |
0 |
− 5 |
0 |
− |
3 |
8 |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
4 |
|
|
|
z j −c j |
|
− 3 |
0 |
1 |
0 |
− |
3 |
–2 |
0 |
||
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
7 4 −2 (−1) |
= |
15 |
, |
′ |
= |
10 4 −2 3 |
= |
17 |
′ |
1 4 − 0 |
(−1) |
=1 |
и т.д. |
||||||||
|
|
|
Например, b1 = |
4 |
|
|
2 |
b3 |
|
4 |
|
2 |
, a11 = |
|
4 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
(итерация 1). По этому же правилу заполняются оценки индексной строки, например |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
∆0 = 0 4 −2 3 = −3 |
, ∆1 = 0 4 −0 3 = 0 , ∆2 = |
−1 4 −(−2) 3 |
= 1 ,…, ∆5 |
= 4 0 −3 0 |
= 0. |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
4 |
2 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
2 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Так |
|
как |
существует |
|
положительная |
оценка |
|
∆2 = 1 |
> 0 , |
|
опорный |
план |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
15 |
;0; |
1 |
;0;0; |
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
3 |
, неопти- |
|
= |
2 |
2 |
, соответствующий значению линейной формы, равному |
2 |
|||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
мален. Введем в базис x2 . Минимальное симплексное отношение Θ = min |
|
bi |
= |
15 : |
5 |
= 3 со- |
|||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ai 2 >0 ai2 |
|
2 |
|
|
|||
ответствует первой строке. Разрешающий элемент a |
= 5 . Переходим к следующему опор- |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ному плану x2 . |
Для этого разрешающую строку |
i =1 |
делим на разрешающий элемент |
||||||||||||||||||||||||||
a |
|
= 5 . Разрешающий столбец |
j |
0 |
= |
2 заполняем нулями, кроме a |
=1. Остальные элемен- |
||||||||||||||||||||||
12 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ты симплексной таблицы (итерация 2) пересчитываем по правилу прямоугольника (2), (3)
87
аналогично предыдущему.
БП |
|
CБ |
B |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
|
0 |
1 |
–3 |
0 |
2 |
0 |
|||
|
|
|
|
||||||
x2 |
|
1 |
3 |
2 / 5 |
1 |
0 |
1/10 |
4 / 5 |
0 |
x3 |
|
–3 |
2 |
1/ 5 |
0 |
1 |
3/10 |
2 / 5 |
0 |
x6 |
|
0 |
16 |
1 |
0 |
0 |
−1/ 2 |
10 |
1 |
|
z j −c j |
– 3 |
−1/ 5 |
0 |
0 |
− 4/ 5 |
−12 / 5 |
0 |
|
Для второй итерации критерий оптимальности выполняется, т.к. ∆ j < 0. Опорный план x2 оптимален. Следовательно, не существует нового допустимого решения системы линейных уравнений, при котором линейная форма задачи принимала бы меньшее значение,
чем z(x2 ) = −3, |
т.е. |
минимум |
линейной |
формы zmin |
= −3 |
достигается при |
плане |
||||||||||||||
x2 = (x1, x2, x3, x4, x5, x6 ) = (0, 3, 2, 0, 0, 16) . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Пример 2. Найти максимум линейной формы z = 4x1 + 2x2 |
при следующих ограниче- |
||||||||||||||||||||
ниях: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x1 |
|
|
|
|
|
≤ 5, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2x |
+ x |
2 |
≤14, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
x |
+ x |
2 |
≤10, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
x2 |
≤ 8, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
x1 ≥ 0, |
x2 ≥ 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Решение. Приведем задачу к каноническому виду: |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
x1 |
|
|
|
|
|
+ x3 |
|
|
= 5, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2x |
+ x |
|
|
+ x |
|
|
=14, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
2 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
x |
+ x |
|
|
|
|
+ x |
=10, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
2 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
+ x6 = 8, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
xj ≥ 0 |
( j =1,2,...,6) , z = 4x1 + 2x2 +0 x3 +0 x4 +0 x5 +0 x6 . |
|
|
|
|
||||||||||||||||
Заносим условие задачи в симплексную таблицу. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
БП |
|
CБ |
|
|
B |
|
|
x1 |
|
|
|
x2 |
|
x3 |
x4 |
|
x5 |
|
x6 |
||
|
|
|
|
|
4 |
|
|
2 |
|
0 |
0 |
|
0 |
|
0 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
x3 |
|
|
0 |
|
|
|
5 |
|
|
1 |
|
|
0 |
|
1 |
0 |
|
0 |
|
0 |
|
x4 |
|
|
0 |
|
|
|
14 |
|
|
2 |
|
1 |
|
0 |
1 |
|
0 |
|
0 |
||
x5 |
|
|
0 |
|
|
|
10 |
|
|
1 |
|
1 |
|
0 |
0 |
|
1 |
|
0 |
||
x6 |
|
|
0 |
|
|
|
8 |
|
|
0 |
|
1 |
|
0 |
0 |
|
0 |
|
1 |
||
z j |
−c j |
|
|
|
|
0 |
|
|
– 4 |
|
|
|
– 2 |
|
0 |
0 |
|
0 |
|
0 |
|
Индексная строка заполнялась следующим образом:
88
∆0 = 0 5 +0 14 +0 10 +0 8 = 0 , |
∆1 = 0 1+0 2 +0 1+0 0 −4 = −4, |
|
|
|||||
∆2 = 0 0 +0 1+0 1+0 1−2 = 2 , |
∆3 = 0 1+0 0 +0 0 +0 0 −0 = 0 и т.д. |
|
||||||
Две оценки отрицательны, min(z j −c j ) = z1 −c1 = −4 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
, |
14 |
, |
10 |
= 5 |
со- |
Введем в базис x1. Минимальное симплексное отношение Θ = min |
1 |
2 |
|
|||||
|
|
|
|
5 |
|
|
||
ответствует первой строке. Разрешающий элемент a11 =1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Переходим к следующему опорному плану. Разрешающий столбец |
j0 =1 |
заполняем |
||||||
нулями, кроме a11 =1. Остальные элементы симплексной таблицы пересчитываем по правилу прямоугольника (2), (3).
БП |
|
|
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
|
CБ |
B |
|
|
|
|
|
|
||
4 |
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||
|
|
|
|||||||
x1 |
4 |
5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
x4 |
0 |
4 |
0 |
1 |
–2 |
1 |
0 |
0 |
|
x5 |
0 |
5 |
0 |
1 |
–1 |
0 |
1 |
0 |
|
x6 |
0 |
8 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
z j −c j |
20 |
0 |
–2 |
4 |
0 |
0 |
0 |
||
Для этого плана критерий оптимальности не выполняется, т.к. z2 −c2 = −2 < 0 . Эта оценка соответствует столбцу при переменной x2 . Находим минимальные симплексное от-
ношение |
|
4 |
, |
5 |
, |
8 |
|
= 4 . Оно соответствует переменной |
x4 . Переменную |
x2 выведем |
Θ = min |
1 |
1 |
1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
из базиса, а x4 введем в базис.
БП |
|
|
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
|
CБ |
B |
|
|
|
|
|
|
||
4 |
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||
|
|
|
|||||||
x1 |
4 |
5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
x2 |
2 |
4 |
0 |
1 |
–2 |
1 |
0 |
0 |
|
x5 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
–1 |
1 |
0 |
|
x6 |
0 |
4 |
0 |
0 |
2 |
–1 |
0 |
1 |
|
z j −c j |
28 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
||
Опорный |
план x2 оптимален, т.к. |
критерий оптимальности выполняется: |
все |
|
∆ j = z j |
−c j ≥ 0. |
Следовательно, не существует нового допустимого решения системы ли- |
||
нейных |
уравнений, при котором линейная |
форма приняла бы большее значение, |
чем |
|
z(x2 ) = 28, т.е. максимум линейной формы zmax = 28 достигается при плане x2 = (x1, x2, x3, x4, x5, x6 ) = (5, 4, 0,0, 1, 4) .
89
|
|
|
|
|
Задания |
|
|
|
|
|
Следующие задачи линейного программирования решить симплекс-методом. Во всех |
||||||||
задачах переменные неотрицательны: |
x j ≥ 0 , |
j =1,2,..., n . |
|
||||||
1. max Z = 2x1 +3x2 |
2. max Z = 3x1 − x3 |
||||||||
x1 + x2 ≤ 2, |
x1 − x2 |
|
+ x4 = 5, |
||||||
x |
+ x |
2 |
+ x |
≤ 4. |
|
2x |
2 |
+3x |
≤ 4, |
1 |
|
|
3 |
|
|
3 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
−2x3 |
≤ 8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3. min Z = x2 − x1
−2x1 + x2 ≤ 2, |
|||
|
x1 −2x2 ≤ 2, |
||
|
|||
|
x + x |
2 |
≤ 5. |
|
1 |
|
|
5. max Z = 2x1 +3x2 + 2x3 + x4
2x |
+ 2x |
2 |
−3x |
3 |
+ x |
4 |
≤ 6, |
||
|
1 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
x2 − x3 + x4 ≤ 2, |
||||||
|
x |
− x |
2 |
+ 2x |
|
|
|
≤ 5. |
|
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
||
7. min Z = x1 − x2 + x3 +3x4 + x5 − x6 −3x7
|
|
|
|
3x3 + x5 + x6 |
= 6, |
|
|
|
|
x2 + 2x3 − x4 |
|
=10, |
|
|
|
|
|
|||
x |
+ |
|
x |
6 |
= 0, |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x3 + x6 + x7 = 6. |
||
|
|
|
|
|||
9. max Z = 2x1 + x2 |
|
|
||||
x |
|
|
≤ 4, |
|
|
|
|
1 |
|
x2 ≤ 2, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
x − |
2x |
≤ 6, |
|
|
||
|
1 |
|
2 |
|
|
|
x + |
3x |
≤ 8. |
|
|
||
|
1 |
|
2 |
|
|
|
Результат проверить
графическим способом
11. max Z = 3x1 + x2 + 2x3 + 2x4
−2x1 − x2 +5x3 +3x4 ≤ 6, |
||
|
−2x3 − x4 ≤ 2, |
|
|
||
|
2x2 − x3 |
≤ 5. |
|
||
13. max Z = 2x1 |
+ x2 + 2x3 +3x4 |
|||||||
3x |
− x |
3 |
− x |
4 |
≤ 6, |
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
||
|
x2 − x3 + x4 ≤ 2, |
|||||||
− x |
+ x |
2 |
+ x |
|
≤ 5. |
|||
|
1 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4. min Z = x2 − x1
2x |
+ x |
|
+ x |
|
|
|
= 2, |
||
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
= 2, |
||
|
x1 − x2 |
|
+ x4 |
|
|
||||
|
x |
+ x |
|
|
|
|
+ x |
|
= 5. |
|
1 |
2 |
|
|
|
5 |
|
||
6. max Z = x1 + 2x2 + x3 |
|||||||||
2x |
+ x |
2 |
− x |
3 |
+ x |
4 |
|
= 2, |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||
2x1 − x2 +5x3 |
+ x5 = 6, |
||||||||
|
|
+ 2x2 + 2x3 |
|
|
+ 2x6 =12. |
||||
8 x1 |
|
|
|||||||
8. min Z = 2x3 − x4 |
|
|
|||||||
|
|
x2 + |
|
3x4 |
|
≤ 5, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
≤ 8, |
x1 + 2x2 + x3 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
2x3 |
+ x5 ≤10 |
||||
|
|
|
|
||||||
10. max Z = 2x1 + x2
|
x |
− x |
≤ 4, |
|
2 |
1 |
|
|
|
|
x1 ≤ 4, |
x |
|
≤ 5, |
|
|
2 |
|
|
− x |
+ x |
≤ 0 |
|
|
2 |
1 |
|
Результат проверить
графическим способом
12. max Z = 2x1 + x2 + x3 + x4 + x5
x1 − x2 + x4 ≤ 2,
x1 +3x2 − x3 + x4 + x5 ≤ 2,− x1 +3x3 −2x4 ≤ 2.
14. min Z = x1 − x2 + x3 −3x4 + x5 − x6 −3x7
|
|
3x3 + x5 + x6 = 6, |
||
|
|
x2 + 2x3 − x4 |
|
=10, |
|
|
|
||
x |
+ x |
6 |
= 0, |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
x3 + x6 + x7 = 6. |
||
|
|
|||
90
15. min Z = −2x1 −3x2
x |
+ x |
|
≤ 2, |
||
1 |
|
2 |
|
|
|
x1 + x2 + x3 ≤ 4. |
|||||
17. max Z = x1 − x2 |
|||||
−2x1 + x2 ≤ 2, |
|||||
|
x1 −2x2 ≤ 2, |
||||
|
|||||
|
x + x |
2 |
≤ 5. |
||
|
1 |
|
|
|
|
19. min Z = −2x1 −3x2 −2x3 − x4 |
|||||||||||
2x |
|
+ 2x |
2 |
−3x |
3 |
+ x |
4 |
≤ 6, |
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
x2 − x3 + x4 ≤ 2, |
|||||||
x |
− |
x |
2 |
+ 2x |
≤ 5. |
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
21.
max Z = −x1 + x2 − x3 −3x4 − x5 + x6 +3x7
|
|
|
|
|
3x3 |
+ x5 + x6 |
= 6, |
|
|
x |
|
+ 2x − x |
=10, |
||
|
|
2 |
|
3 |
4 |
|
|
x |
|
|
|
|
+ x |
= 0, |
|
|
1 |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
x3 + |
x6 + x7 = 6. |
|
|
|
|
|
|
|||
23. min Z = −2x1 − x2 |
|
||||||
x |
|
|
|
≤ 4, |
|
|
|
|
1 |
|
|
x2 ≤ 2, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
x |
− |
2x |
≤ 6, |
|
|
||
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
x |
+ |
3x |
≤ 8. |
|
|
||
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
Результат проверить
графическим способом
25. max Z = −3x1 − x2 −2x3 −2x4
−2x1 |
− x2 |
+5x3 |
−3x4 |
≤ 6, |
|
|
x1 |
|
−2x3 |
− x4 |
≤ 2, |
|
|
||||
|
|
2x2 |
− x3 |
|
≤ 5. |
|
|
|
|||
27. min Z = −2x1 − x2 −2x3 −3x4
|
3x |
|
|
−3x |
x |
4 |
≤ 6, |
|
1 |
|
|
3 |
|
≤ 2, |
|
|
|
x2 |
|
− x3 |
+ x4 |
||
− x |
+ x |
2 |
+ x |
|
|
≤ 5. |
|
|
1 |
|
3 |
|
|
|
|
16. min Z = −3x1 + x3
x |
− x |
2 |
+ x |
4 |
= 5, |
|
|
|||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2x2 +3x3 ≤ 4, |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
−2x3 |
|
≤ 8. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
18. max Z = x1 − x2 |
||||||||||||
2x |
+ x |
|
+ x |
= 2, |
|
|||||||
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
x1 − x2 |
|
|
+ x4 = 2, |
|||||||
|
|
x |
|
+ x |
|
|
|
+ x |
= 5. |
|||
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
5 |
|
|
20. min Z = −x1 −2x2 − x3 |
||||||||||||
2x |
+ x |
2 |
− x |
+ x |
4 |
= 2, |
||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
||
2x1 − x2 +5x3 + x5 = 6, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8x1 + 2x2 + 2x3 + 2x6 =12. |
||||||||||||
22. max Z = −2x3 + x4 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
x2 + |
|
3x4 ≤ 5, |
|||||
|
|
+ 2x2 + x3 |
|
|
≤ 8, |
|||||||
x1 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2x3 + x5 ≤10. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
24. min Z = −2x1 − x2
− x1 + x2 ≤ 4,
x1 |
≤ 4, |
x2 ≤ 5, x1 − x2 ≤ 0.
Результат проверить
графическим способом
26. min Z = −2x1 − x2 − x3 − x4 − x5
|
x |
− x |
2 |
|
+ x |
4 |
≤ 2, |
|
|
1 |
|
|
|
|
|||
|
x1 |
+3x2 |
− x3 |
− x4 + x5 |
≤ 2, |
|||
− x |
|
+3x |
−2x |
4 |
≤ 2. |
|||
|
|
1 |
|
3 |
|
|
|
|
28. max Z = −x1 + x2 − x3 +3x4 − x5 + x6 +3x7
3x3 + x5 + x6 = 6,x2 + 2x3 − x4 =10,x1 + x6 = 0.
Ответы:
1. Zmax = 6 , x1 = 0 , x2 = 2 , x3 = 0 .
2. Zmax = 21, x1 = 7 , x2 = 2 , x3 = 0 , x4 = 0. 3. Zmin = −3, x1 = 4 , x2 =1.
91
4. |
Zmin = −1, |
|
x1 |
=1, |
x2 = 0 , |
x3 = 0 , |
x4 =1, x5 = 4 . |
||||||||
5. |
Zmax = 41, |
|
x1 |
= 0 , |
x2 |
|
= 9 , |
x3 = 7 , |
x4 = 0. |
|
|
||||
6. |
Zmax =10 , |
|
x1 |
= 0 , |
x2 |
|
= 4 , |
x3 = 2 , |
x4 = 0, |
x5 = 0 , x6 = 0 . |
|||||
7. |
Zmin = −22 , x1 = 0 , x2 =10 , x3 = 0 , x4 = 0 |
x5 = 6 , x6 = 0 , x7 = 6. |
|||||||||||||
8. |
Z |
min |
= − 5 |
, |
x = 0 |
, x |
2 |
= 0 |
, x = 0 |
, x |
4 |
= 5 |
, |
x =10 . |
|
|
|
3 |
|
|
1 |
|
|
3 |
|
3 |
|
5 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
9.Zmax = 9 13 , x1 = 4 , x2 =113 .
10.Zmax =13 , x1 = 4 , x2 = 5 .
11. |
Zmax |
= 221, |
x1 |
= 52 , |
x2 =15 , x3 = 25 , |
x4 = 0 . |
|
|
|||||||||||||||||
12. |
Z |
max |
=16 , |
x |
|
= 0 |
, x |
2 |
= 4 1 , |
|
x |
= 5 , |
x |
4 |
= 6 1 |
, |
x = 0 . |
||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
5 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
13. |
Zmax |
=157 , |
x1 |
=18 , |
x2 = 0, |
|
x3 = 23 , x4 = 25, |
x5 = 0 , x6 = 0 , x7 = 0. |
|||||||||||||||||
14. |
Z |
min |
= −4 2 |
, |
|
x |
|
= 2 , |
x |
2 |
= 4 |
, |
x |
3 |
= 0 , |
x |
4 |
= 0, |
|
x |
5 |
= 16 . |
|||
|
|
5 |
|
|
1 |
|
5 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
15.Zmin = −6 , x1 = 0 , x2 = 2 , x3 = 0 .
16.Zmin = −21, x1 = 7 , x2 = 2 , x3 = 0 , x4 = 0 .
17.Zmax = 3 , x1 = 4 , x2 =1.
18. |
Zmax =1, x1 =1, x2 = 0, |
x3 = 0 , x4 =1, |
|
x5 = 4 . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
19. |
Zmin |
= −41, |
|
x1 = 0 , |
|
x2 = 9 , |
x3 = 7 , |
|
x4 = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
20. |
Zmin |
= −10 , |
x1 = 0 , |
|
|
x2 = 4 , |
|
x3 = 2 , |
|
|
x4 = 0 , |
x5 = 0 , |
x6 = 0 . |
|||||||||||||||||||||||
21. |
Zmax = 22 , |
x1 = 0 , |
x2 =10 , |
x3 = 0 , |
|
x4 = 0, |
x5 = 6 , |
x6 = 0 , |
x7 = 6. |
|||||||||||||||||||||||||||
22. |
Z |
max |
= 5 , x |
|
= 0 , |
x |
2 |
|
= 0 |
, x |
|
= 0 , x |
4 |
= 5 , x |
5 |
=10 . |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
3 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
23. |
Z |
min |
= − 28 , |
|
x |
= 4 , |
|
x |
2 |
= 4 |
. |
|
|
24. |
|
Z |
min |
= −13, |
x = 4 , |
x |
2 |
= 5 . |
||||||||||||||
|
|
3 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
25. |
Zmin |
= −221, |
|
x1 = 52 , |
|
x2 =15 , |
|
x3 = 25 , x4 = 0 . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
26. |
Z |
min |
= −16 , |
x |
= 0 , |
|
|
x |
2 |
|
= 9 , |
|
x |
|
= 5 , |
|
x |
4 |
= 13 , x |
= 0 . |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
27. |
Zmin |
= −157 , |
|
x1 =18 , |
|
x2 = 0, |
x3 = 23 , |
x4 = 25, |
x5 = 0 , |
x6 = 0 , x7 = 0. |
||||||||||||||||||||||||||
28. |
Z |
max |
= 22 , |
x |
|
= 2 |
, |
|
x |
2 |
|
= 4 , |
|
x |
|
= 0 , |
|
x |
4 |
= 0, |
x = 16 . |
|
|
|
||||||||||||
|
|
5 |
|
1 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
5 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
92
