- •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:
3. Метод ветвей и границ
Алгоритм метода:
1) Отбрасывается условие целочисленности и полученная ЗЛП решается симплекс-методом.
2) Если оптимальное решение задачи удовлетворяет ограничению целочисленности, то оно является решением исходной задачи.
3) Если оптимальное решение задачи не удовлетворяет ограничению целочисленности, то множество допустимых значений разбиваем на два непересекающихся подмножества:
Квадратные скобки в новых ограничениях означают целую часть соответствующего числа.
4) Решаются полученные задачи.
5) Анализируется их решение.
6) Если оптимальный план не найден, то для дальнейшего ветвления выбирают множество с самой большой оценкой. Процесс продолжают до получения оптимального плана.
Решим сформулированную ранее ЗЦЛП методом ветвей и границ.
Оптимальное решение ЗЛП, полученное при решении ЗЦЛП методом Гомори, не удовлетворяет ограничению целочисленности, следовательно, множество допустимых значений разбиваем на два непересекающихся подмножества.
Для расщепления выберем , поскольку не имеет смысла выбирать , так как целая часть и по условию переменные неотрицательны.
Так как , то получим два непересекающихся подмножества:
и .
Преобразуем полученные ограничения к канонической форме с предпочтительными переменными, исключив базисные переменные оптимальной таблицы исходной задачи, воспользовавшись первым уравнением этой таблицы:
. .
Включим полученные уравнения в оптимальную таблицу решения ЗЛП с учетом новой базисной переменной x5 и продолжим решение двойственным симплекс-методом.
Решение первой ветви:
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
0 |
2/5 |
-1/5 |
0 |
19/5 |
|
0 |
1 |
-1/5 |
3/5 |
0 |
3/5 |
|
|
0 |
0 |
-2/5 |
1/5 |
1 |
-4/5 |
|
|
0 |
0 |
8/5* |
26/5 |
0 |
-226/5 |
|
3 |
|
1 |
0 |
0 |
|
|
3 |
|
0 |
1 |
0 |
|
|
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
-1/2 |
-5/2 |
2 |
|
|
0 |
0 |
0 |
6 |
4 |
-42 |
Получено оптимальное целочисленное решение первой ветви задачи.
Решение второй ветви:
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
0 |
2/5 |
-1/5 |
0 |
19/5 |
|
0 |
1 |
-1/5 |
3/5 |
0 |
3/5 |
|
|
0 |
0 |
2/5 |
1/5 |
1 |
-1/5 |
|
|
0 |
0 |
8/5 |
26/5* |
0 |
-226/5 |
|
3 |
|
1 |
0 |
|
0 |
|
4 |
|
0 |
1 |
|
0 |
|
0 |
|
|
0 |
0 |
-2 |
1 |
-5 |
1 |
|
|
0 |
0 |
12 |
0 |
26 |
-40 |
Получено оптимальное целочисленное решение второй ветви задачи.
Сравнивая значения целевых функций двух ветвей решения задачи, выпишем наилучший ответ.
Ответ: , .
Замечание 9.3. Если среди несколько дробных, то расщепляется та , дробная часть которой ближе к .
Педагогический комментарий. Данное лекционное занятие закладывает основы для формирования следующих профессиональных умений студентов-экономистов: умение выявлять проблемы экономического характера при анализе конкретных ситуаций, предлагать способы их решения и оценивать ожидаемые результаты; умение разрабатывать и обосновывать варианты эффективных производственно-технологических решений; умение ставить цель и формулировать задачи, связанные с профессиональной деятельностью, умение использовать для их решения методы изученных дисциплин; умение логически мыслить; умение совершенствовать составление оперативно-производственного плана с использованием инструментария математического программирования; умение эффективно управлять экономическими процессами и регулировать использование комплекса имеющихся ресурсов; умение решать ЗЛП с учетом дополнительных требований – целочисленности переменных.