- •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
III итерация
|
x4 |
0 |
-5/3 |
2/3 |
1 |
-10/3 |
(1/3,0,0,-10/3) |
|
x1 |
1 |
-1/3 |
-2/3 |
0 |
1/3 |
|
|
IV итерация | ||||||
|
x4 |
-5 |
0 |
4 |
1 |
-5 |
(0,-1,0,-5) |
|
x2 |
-3 |
1 |
2 |
0 |
-1 |
|
|
V итерация | ||||||
|
x4 |
1 |
-2 |
0 |
1 |
-3 |
(0,0,-1/2,-3) |
|
x3 |
-3/2 |
1/2 |
1 |
0 |
-1/2 |
|
Неотрицательное базисное решение системы линейных уравнений (1,2,0,0), оно и будет опорным.
4.2. Симплексные таблицы. Нахождение начального опорного решения
Рассмотрим следующую ЗЛП:
найти решение системы X(x1,x2,...,xn ), удовлетворяющее условиям
ограничений:

и неотрицательности :

при котором целевая функция:

Очевидно, что система ограничений ЗЛП приведена к единичному базису:

где базисными переменными являются x1,x2,...,xr;
а переменные xr+1,...,xn являются свободными.
Если все bi00, то при нулевых значениях свободных переменных, решение X0=(b10,b20,...,br0,0,0,...,0) будет опорным.
Выразим целевую функцию через свободные переменные с помощью системы ограничений, из каждого уравнения системы найдем базисные переменные x1,x2,...,xr, выразив их через свободные:

а затем подставим их в выражение для целевой функции.
Сделаем преобразования, приведем подобные члены, получим

Полученное выражение называется приведенным выражением для целевой функции f, а коэффициенты j при свободных переменных называют оценками свободных переменных.
Так как в опорном решении свободные переменные равны нулю (xr+1=0,xr+2=0,...,xn=0), то значение целевой функции равно свободному члену b00,

Таким образом, ограничения рассматриваемой ЗЛП, и целевая функция имеют следующий вид:

f + r+1xr+1+...+pxp+...+nxn=b00
Составим симплексную таблицу
|
|
Коэффициенты при базисных переменных |
Коэффициенты при свободных переменных |
Свободные члены |
Симплексное отношение | ||||||||||
|
Базис |
x1 |
x2 |
... |
xr |
xr+1 |
... |
xp |
... |
xn |
bi0 |
bi0/bip | |||
|
x1 |
1 |
0 |
... |
0 |
b1 r+1 |
... |
b1 p |
... |
b1 n |
b10 |
| |||
|
x2 |
0 |
1 |
... |
0 |
b2 r+1 |
... |
b2 p |
.... |
b2 n |
b20 |
| |||
|
... |
... |
... |
... |
... |
... |
... |
... |
... |
... |
... |
| |||
|
xr |
0 |
0 |
... |
1 |
br r+1 |
... |
br p |
... |
br n |
br0 |
| |||
|
f |
0 |
0 |
... |
0 |
r+1 |
... |
p |
... |
n |
b00 |
| |||
Столбцы x1, x2,…, xr симплексной таблицы это столбцы базисных переменных, остальные столбцы xr+1,…, xn – столбцы сводных переменных. Элемент b00 в последней строке есть значение целевой функции при нулевых значениях свободных переменных, остальные элементы этой строки f есть оценки свободных переменных.
Последний столбец bi0/bip называется столбцом симплексных отношений.
Итак, начальное опорное решение находится при нулевых значениях свободных переменных xr+1=0,xr+2=0,...,xn=0
X0=(b10,b20,...,br0,0,0,...,0),
причем значение целевой функции в этом опорном решение равно свободному члену b00, f(X0)= b00.
Пример 8
Найти опорное решение по заданной симплекс – таблице:
|
Базис |
х1 |
х2 |
х3 |
х4 |
х5 |
bi0 |
bi0 / bip |
|
x1 |
1 |
0 |
4/5 |
-1/5 |
0 |
140 |
|
|
x2 |
0 |
1 |
-3/5 |
2/5 |
0 |
120 |
|
|
x5 |
0 |
0 |
1 |
-1 |
1 |
100 |
|
|
f |
0 |
0 |
-2 |
3 |
0 |
13200 |
|
Решение
В симплексной таблице базисными являются первый, второй и пятый столбцы(единичные столбцы), опорное решение найдем при свободных переменных х3=х4=0,
получим Х=(140, 120, 0, 0, 100),
Значение целевой функции равно
f(X)=13200.
