
- •Рецензенты:
- •Содержание
- •1. Программа курса Введение
- •Математические основы программирования
- •Общий вид задачи линейного программирования
- •Методы решения общей задачи линейного программирования
- •Двойственные задачи линейного программирования
- •Распределительные методы
- •Элементы нелинейного программирования
- •Элементы теории игр
- •Введение
- •Классификация задач математического программирования
- •2. Математическое программирование
- •2.1. Постановка задач линейного программирования
- •Алгоритм графического метода решения злп
- •2.3. Симплекс-метод решения задачи линейного программирования
- •Алгоритм симплекс-метода решения злп
- •Пример 2.3.1. Решить злп (2.2.1), (2.2.5) симплекс-методом.
- •Критерий оптимальности опорного плана:
- •Переход к следующей симплекс-таблице осуществляют по правилам:
- •2.4. Двойственная задача линейного программирования
- •2.5. Элементы теории матричных игр
- •Алгоритм принципа максимина (минимакса)
- •Решение. Эта матричная игра имеет размерность (3х4), т.Е. Игрок а имеет три стратегии, а игрок в – четыре. Запишем ее в нормальной форме.
- •Последовательность действий при решении игры
- •2.6. Транспортная задача. Метод потенциалов
- •Алгоритм метода потенциалов состоит из следующих этапов:
- •Критерий оптимальности плана перевозок
- •2.7. Задача о назначениях
- •Алгоритм метода Фогеля
- •Алгоритм венгерского метода решения задачи о назначениях
- •2.8. Дробно-линейное программирование
- •Правила решения задачи дробно-линейного программирования графическим методом
- •2.9. Целочисленное программирование
- •2.10. Параметрическое программирование
- •Алгоритм решения задачи параметрического программирования
- •3. Задания для самостоятельной работы
Критерий оптимальности опорного плана:
-
Если в индексной строке среди оценок оптимальности есть хотя бы одна положительная, то опорный план не является оптимальным.
-
Если в индексной строке все оценки оптимальности являются отрицательными числами, то опорный план является оптимальным и единственным.
-
Если в индексной строке небазисным переменным отвечают нулевые оценки, а среди оценок оптимальности нет положительных, то опорный план является оптимальным, но не единственным.
В нашем случае опорный план, соответствующий первой симплекс-таблице, оптимальным не является.
Для перехода к следующей симплекс-таблице в М-строке выбирают наибольшую положительную оценку, начиная со столбца “р1”. В нашем случае – это число 8 в столбце “р1”.
|
Столбец, содержащий наибольшую положительную оценку, называется разрешающим. Он показывает, какой вектор следует ввести в базис. |
В нашем случае вектор “р1” следует ввести в базис.
Найдем симплексное отношение
оптимальности
:
элементы столбца “р0” разделим
на положительные элементы разрешающего
столбца.
|
Строка,
соответствующая наименьшему отношению
оптимальности
|
В нашем случае
.
Таким образом, вектор р7 следует
вывести из базиса. Кроме того вектор р7
можно исключить из рассмотрения,
поскольку он является искусственным.
|
Генеральный элемент – это элемент, который расположен на пересечении разрешающего столбца и разрешающей строки. |
В нашем случае это число 7.
Переход к следующей симплекс-таблице осуществляют по правилам:
-
все элементы разрешающей строки делят на генеральный элемент;
-
разрешающий столбец дополняют нулями;
-
если в разрешающей строке есть нули, то соответствующие столбцы переписывают без изменений;
-
все другие элементы рассчитывают с помощью метода прямоугольников: если г – генеральный элемент, с – старый элемент, то п – новый элемент находят по формуле:
-
а
с
г
b
Таким образом, вторая симплекс-таблица имеет вид:
Таблица 2.3.2
Вторая симплексная таблица
Базис |
С |
р0 |
– 1 |
– 4 |
0 |
0 |
0 |
М |
С.О. |
р1 |
р2 |
р3 |
р4 |
р5 |
р6 |
||||
р6 |
М |
4 |
0 |
34/7 |
–1 |
0 |
1/7 |
1 |
4/(34/7)=14/17 |
р4 |
0 |
5 |
0 |
6/7 |
0 |
1 |
1/7 |
0 |
5/(6/7)=30/7 |
р1 |
– 1 |
1 |
1 |
1/7 |
0 |
0 |
–1/7 |
0 |
1/(1/7)=7 |
z-строка |
– 1 |
0 |
27/7 |
0 |
0 |
1/7 |
0 |
|
|
М-строка |
4 |
0 |
34/7 |
–1 |
0 |
1/7 |
0 |
|
Этой симплексной таблице соответствует опорный план:
x1 = 1, x2 = 0, x3 = 0, х4 = 5, x5 = 0, x6 = 4.
Он не является оптимальным, так как в М-строке есть положительные оценки.
По правилам, описанным выше, перейдем к третьей симплексной таблице:
Таблица 2.3.3
Третья симплексная таблица
Базис |
С |
р0 |
– 1 |
– 4 |
0 |
0 |
0 |
|
р1 |
р2 |
р3 |
р4 |
р5 |
||||
р2 |
– 4 |
14/17 |
0 |
1 |
–7/34 |
0 |
1/34 |
|
р4 |
0 |
73/17 |
0 |
0 |
3/17 |
1 |
2/17 |
(73/17)/(3/17)=73/3 |
р1 |
– 1 |
15/17 |
1 |
0 |
1/34 |
0 |
–5/34 |
(15/17)/(1/34)=30 |
z-строка |
–71/17 |
0 |
0 |
27/34 |
0 |
1/34 |
|
В этой таблице отсутствует М-строка, поскольку искусственные векторы выведены из базиса, и в дальнейшем не рассматриваются.
Третьей симплексной таблице соответствует опорный план:
x1 = 15/17, x2 = 14/17, x3 = 0, х4 = 73/17, x5 = 0.
Он не является оптимальным, так как в z-строке есть положительные оценки.
Перейдем к четвертой симплексной таблице:
Таблица 2.3.4
Четвертая симплексная таблица
Базис |
С |
р0 |
– 1 |
– 4 |
0 |
0 |
0 |
|
р1 |
р2 |
р3 |
р4 |
р5 |
||||
р2 |
– 4 |
35/6 |
0 |
1 |
0 |
7/6 |
1/6 |
|
р3 |
0 |
73/3 |
0 |
0 |
1 |
17/3 |
2/3 |
|
р1 |
– 1 |
1/6 |
1 |
0 |
0 |
–1/6 |
–1/6 |
|
z-строка |
–47/2 |
0 |
0 |
0 |
–9/2 |
–1/2 |
|
Этой симплекс-таблице соответствует опорный план:
x1 = 1/6, x2 = 35/6, x3 = 73/3, х4 = 0, x5 = 0.
Он является оптимальным и единственным, так как в z-строке нет положительных оценок. Значение целевой функции min (– z) = – 47/2, значит,
max z = – min (– z) = 47/2.
Замечание.
-
Если в симплексной таблице есть две одинаковые положительные наибольшие оценки оптимальности, то выбирают любую.
-
Если в разрешающем столбце симплексной таблицы нет положительных чисел, то целевая функция является неограниченной на области допустимых решений ЗЛП, т.е. ЗЛП не имеет решений.
-
В последней симплексной таблице нет необходимости заполнять все клетки, а можно только заполнить z-строку и столбец р0.