- •1.Оптимизационные задачи, их классификация 7
- •Оптимизационные задачи, их классификация
- •Классификация задач оптимизации
- •Классификация методов оптимизации
- •2. Постановка задачи линейного программирования
- •2.1 Общая задача линейного программирования (злп)
- •2.2 Математические модели задач линейного программирования
- •2.3 Формы записи задач линейного программирования: общая, каноническая и стандартная
- •3. Графический метод решения задачи линейного программирования
- •4. Симплекс- метод решения задач линейного программирования
- •4.1 Метод Жордана – Гаусса - метод решения систем линейных уравнений
- •III итерация
- •4.2. Симплексные таблицы. Нахождение начального опорного решения
- •4.3. Критерий оптимальности
- •4.4. Невырожденные злп, алгоритм их решения
- •4.5. Альтернативный оптимум, алгоритм нахождения всех оптимальных решений
- •Алгоритм нахождения всех оптимальных опорных решений
- •4.6. Вырожденные злп, алгоритм их решения
- •5. Двойственные задачи
- •5.1 Постановка двойственной задачи
- •5.2 Основное неравенство двойственности
- •5.3 Критерий Канторовича
- •5.4 Первая теорема двойственности
- •5.5. Вторая теорема двойственности (необходимое и достаточное условия оптимальности решения).
- •5.6. Третья теорема двойственности
- •5.7. Двойственный симплекс-метод
- •6. Транспортная задача
- •6.1 Экономическая постановка и математическая модель транспортной задачи
- •6.2 Методы нахождения начального плана перевозок
- •Метод «северо-западного угла»
- •Метод минимальной стоимости
- •6.3 Метод потенциалов решения транспортной задачи
- •6.4 Открытая модель транспортной задачи
- •7. Матричные игры, их применение к решению оптимизационных задач
- •7.1 Основные понятия теории матричных игр
- •7.2 Решение матричных игр в чистых стратегиях
- •7.3 Решение матричной игры в смешанных стратегиях
- •7.4 Сведение матричной игры к задаче линейного программирования
- •7.5 Статистические игры
- •8. Графы, их применение в решение оптимизационных задач
- •8.1 Определение графа
- •8.2 Путь и цикл в графе
- •8.3 Связность графа, деревья
- •8.4 Виды графов
- •8.5 Сети. Критический путь
- •Вопросы к экзамену
- •Индивидуальные задания Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Задание 7
- •Задание 8
- •Задание 9 Задачи 9.1 – 9.10
- •Методы оптимизации
- •Часть I
5.7. Двойственный симплекс-метод
Задачи
минимизации часто имеют ограничения
со знаком неравенства
.
Введение дополнительных переменных
дает базис с отрицательным решением,
т.е. не приводит сразу к опорному плану.
Введение искусственных переменных
увеличивает размеры задачи. При
использовании так называемого
двойственного симплекс-метода можно
начинать решение и с отрицательным
базисом, опорный же план будет получен
в процессе решения.
Алгоритм решения двойственного симплекс-метода:
1. Найти переменную в ведущей строке по отрицательному значению хi (в столбце свободных членов ai0). (Если их несколько – по отрицательному наибольшему модулю переменной).
2. Найти
ведущий столбец по правилу
,
где аij
– отрицательные
элементы строки, переменная которой
выводится, Δi
– оценки в приведенном выражении целевой
функции. При этом считается, что сам
базис положительный, а значения хi
< 0.
Пересчет
ведут по методу Жордана-Гаусса;
3. Перейти к новой итерации двойственного симплекс-метода, если не все компоненты хi > 0.
4. Если после выведения всех отрицательных переменных из базиса условие оптимальности выполняться не будет, дальше применяется обычный симплекс-метод.
Пример16
Найти
минимум
при ограничениях

Решить двойственным симплекс-методом.
Решение
Приведем задачу к каноническому виду:
,


Умножим полученные ограничения на (–1):


Составим приведенное выражение для целевой функции:
.
Заполним симплекс-таблицу
|
Базис |
|
|
|
|
|
|
|
|
-2 |
-3 |
1 |
0 |
0 |
-4 |
|
|
-1 |
-5 |
0 |
1 |
0 |
-1 |
|
|
-24 |
-57 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Базисное
решение
не является опорным, т.к. оно содержит
отрицательные компоненты.
1) Выведем
из базиса переменную
,
т.к.
.
2) Введем
в базис переменную
,
т.к.
Получим таблицу.
|
Базис |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0 |
2 |
|
|
0 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
0 |
-21 |
-17 |
-12 |
0 |
48 |
Решение
является опорным. Так как все оценки
,то
это решение оптимально:


Замечания:
1. Если
двойственные переменные
в оптимальном плане равны нулю, то это
не означает, что ресурс отпускается
даром. Это значит, что данный ресурс не
является дефицитом по сравнению с
другими.
2. Оптимальный
план
двойственной задачи совпадает со
значениями в последней строке окончательной
симплексной таблицы исходной задачи
столбцов первоначального базиса, Если
первоначальный базис составляли
и
,
значит, окончательной симплексной
таблице двойственной задачи соответствуют
исходные значения
и
.
Если первоначальный план был отрицательным,
то для решения двойственной задачи
соответствующие значения берутся с
противоположным знаком.
Рассмотрим в
следующем примере, как находятся
значения
и
.
Пример17
Составить двойственную задачу к исходной:

.
Решение
Приведем задачу к каноническому виду, вводя в левые части системы ограничений дополнительные неотрицательные переменные:



Разобьем
все переменные на сопряженные пары. В
первом ряду располагаем переменные,
начиная с дополнительных (балансовых)
переменных
,
и далее свободные (исходные) переменные
.Под
ними в порядке возрастания номеров
располагаем переменные

Таким образом, образуются сопряженные пары переменных:
|
Дополнительные |
Исходные | |||
|
|
|
|
|
|
|
↕ |
↕ |
↕ |
↕ |
↕ |
|
|
|
|
|
|
|
Исходные |
Дополнительные | |||

Ответ:


































