- •Тема 1. Математическая модель задачи линейного программирования (злп)
- •1. Предмет математического программирования
- •2. Математическая модель мп
- •3. Основные типы задач мп:
- •4. Многокритериальная оптимизация
- •5. Основные понятия теории оптимизации
- •6. Постановка злп. Различные формы записи ее математической модели
- •Тема 2. Графический метод решения злп. Закономерности и общие свойства решения злп
- •1. Геометрическая интерпретация решения злп
- •2. Алгоритм решения злп графическим методом
- •3. Возможные случаи области допустимых решений при решении злп графическим методом:
- •4. Основные свойства решений злп:
- •5. Классификация решений злп
- •6. Решение злп с точки зрения линейной алгебры
- •Тема 3. Симплексный метод решения задач линейного программирования
- •1. Суть симплексного метода
- •2. Критерий оптимальности решения злп
- •3. Алгоритм основного симплекс-метода:
- •4. Алгоритм двойственного симплекс-метода:
- •5. Алгоритм смешанного симплекс-метода:
- •6. Особые случаи симплекс-метода:
- •Тема 4. Модифицированный симплекс-метод решения злп. Устойчивость оптимального решения злп
- •1. Обращенный базис и симплекс-множители
- •2. Модифицированный симплекс-метод
- •3. Устойчивость оптимального решения злп:
- •Тема 5. Двойственность в линейном программировании
- •1. Понятие двойственности и теневой цены
- •2. Правила построения двойственной злп
- •3. Основные теоремы двойственности и их экономическое содержание
- •Тема 6. Элементы теории матричных игр
- •1. Основные понятия
- •2. Теоремы теории игр для парных матричных игр с нулевой суммой
- •3. Способы решения задач ти:
- •Тема 7. Матричные статистические игры
- •1. Понятие статистической игры
- •2. Критерии выбора оптимальной стратегии при решении статистической игры
- •3. Кооперативные игры
- •Тема 8. Транспортная задача (тз)
- •1. Постановка тз
- •2. Математическая модель тз
- •3. Решение тз методом потенциалов
- •4. Проверка плана на оптимальность
- •5. Цикл пересчета
- •6. Метод дифференциальных рент
- •7. Дополнительные ограничения тз
- •Тема 9. Дискретное программирование
- •1. Задача целочисленного линейного программирования
- •2. Метод Гомори
- •3. Метод ветвей и границ
- •Тема 10. Элементы нелинейного программирования
- •1. Постановка задачи нелинейного программирования
- •2. Метод множителей Лагранжа
- •3. Задача выпуклого программирования
- •4. Задача квадратического программирования
- •Тема 11. Метод динамического программирования
- •1. Общая постановка задачи динамического программирования
- •2. Принцип оптимальности. Функциональные уравнения Беллмана
- •3. Задача оптимального распределения инвестиций
- •4. Задача о замене оборудования
- •Тема 12. Программирование на сетях
- •1. Основные понятия теории графов
- •2. Экстремальное дерево графа
- •3. Матричные способы задания графов. Упорядочение элементов орграфа
- •4. Потоки на сетях. Постановка задачи о максимальном потоке
- •5. Разрез на сети. Теорема Форда-Фалкерсона. Алгоритм решения задачи о максимальном потоке
- •Тема 13. Планирование на сетях
- •1. Понятие сетевого графика
- •2. Основные параметры сг
- •3. Связь временных параметров сг
- •4. Алгоритм расчета параметров сг:
2. Метод Гомори
Алгоритм метода:
1) Отбрасывается условие целочисленности и полученная ЗЛП решается симплекс-методом.
2) Если оптимальное решение ЗЛП удовлетворяет ограничению целочисленности, то оно и является решением исходной задачи.
3) Если оптимальное решение ЗЛП не удовлетворяет ограничению целочисленности, то к основным ограничениям добавляется новое линейное ограничение, обладающее следующими свойствами:
а) оптимальный нецелочисленный план задачи ему не удовлетворяет;
б) любой целочисленный план задачи ему удовлетворяет.
4) Решается расширенная задача.
5) Процесс повторяется до получения целочисленного решения.
Определение 9.2. Дополнительное ограничение , где фигурные скобки означают дробную часть соответствующего числа, называется сечением Гомори, а метод Гомори – методом сечения.
Задача. Контейнер объемом помещен на контейнеровоз грузоподъемностью 12т. Контейнер требуется заполнить грузом двух наименований. Масса единицы груза, объем единицы груза, стоимости приведены в таблице:
Вид груза |
т |
|
ден.ед. |
1 |
3 |
1 |
10 |
2 |
1 |
2 |
12 |
Требуется загрузить контейнеровоз таким образом, чтобы стоимость перевозимого груза была максимальной.
Решим задачу методом Гомори.
Введем обозначения: х1 – количество груза первого вида, х2 – количество груза второго вида. Тогда экономико-математическая модель задачи примет вид:
.
Преобразуем математическую модель ЗЛП без учета целочисленности переменных к допустимому предпочтительному виду канонической формы:
.
По алгоритму основного симплекс-метода заполним симплексную таблицу решения ЗЛП:
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
3 |
1 |
1 |
0 |
12 |
* |
1 |
2 |
0 |
1 |
5 |
|
|
-10 |
-12* |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
* |
5/2 |
0 |
1 |
-1/2 |
19/2 |
|
1/2 |
1 |
0 |
1/2 |
5/2 |
|
|
-4* |
0 |
0 |
6 |
-30 |
|
2 |
|
1 |
0 |
2/5 |
-1/5 |
19/5 |
|
0 |
1 |
-1/5 |
3/5 |
3/5 |
|
|
0 |
0 |
8/5 |
26/5 |
-226/5 |
Оптимальное решение ЗЛП не удовлетворяет ограничению целочисленности, следовательно, к основным ограничениям необходимо добавить новое линейное ограничение.
Замечание 9.1. Если имеется несколько дробных , то для той у которой дробная часть больше всего составляется ограничение.
Составим сечение Гомори для первого ограничения оптимальной симплекс-таблицы решения ЗЛП (так как ):
,
иначе
.
Преобразуем полученное ограничение к канонической форме с предпочтительной переменной:
.
Продолжим решение задачи двойственным симплекс-методом, включив новое ограничение в оптимальную симплекс-таблицу решения ЗЛП:
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
0 |
2/5 |
-1/5 |
0 |
19/5 |
|
0 |
1 |
-1/5 |
3/5 |
0 |
3/5 |
|
|
0 |
0 |
-2/5 |
-4/5 |
1 |
-4/5 |
|
|
0 |
0 |
8/5* |
26/5 |
0 |
-226/5 |
|
3 |
|
1 |
0 |
0 |
|
|
3 |
|
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
2 |
-5/2 |
2 |
|
|
0 |
0 |
0 |
2 |
4 |
-42 |
Оптимальное решение расширенной ЗЛП удовлетворяет ограничению целочисленности.
Ответ: , .
Таким образом, контейнер надо загрузить 3 ед. груза первого вида и 1 ед. второго вида, при этом стоимость перевозимого груза максимальна и равна 42 ден. ед.
Замечание 9.2. Если в процессе решения получена оптимальная таблица, в которой вспомогательная переменная имеет положительное значение, то соответствующая строка может быть вычеркнута.