- •Математическое моделирование простейшей экономической ситуации: задача о планировании оптимального выпуска видов изделий при заданных ценах и ограничениях на ресурсы.
- •2.Основные определения: понятие целевой функции, плана, оптимального плана.
- •3.Графический метод решения задачи линейного программирования. Область допустимых планов, градиент, линии постоянного уровня, угловые точки, оптимальный план
- •4.Классификация задач линейного программирования: Общая задача, основная и каноническая.
- •5.Симплексный метод решения канонической задачи. 1-ая симплексная таблица и расчет элементов индексной строки.
- •6.Алгоритм симплекс-метода.
- •7.Сформулируйте общую задачу линейного программирования и напишите ее математическую модель.
- •8.Дайте определение плана, невырожденного и вырожденного опорного плана, оптимального плана.
- •9.Дайте геометрическое истолкование задачи линейного программирования.
- •10.Как построить первоначальный опорный план задачи линейного программирования и проверить его на оптимальность?
- •11.Перечислите условия оптимальности опорного плана задачи линейного программирования на отыскание минимального и максимального значений целевой функции.
- •12. Как определяется вектор для включения в базис, если первоначальный план не является оптимальным? Как определить вектор, подлежащий исключению из базиса?
- •13. Какая переменная называется базисной? Какая переменная называется искусственной, как она вводится в систему ограничений и в целевую функцию?
- •14.Сформулируйте задачу использования ресурсов и напишите ее математическую модель.
- •15.Сформулируйте задачу составления рациона и напишите ее математическую модель.
- •16.Алгоритм симплекс-метода см.№6
- •17.Алгоритм решения м-задачи.
- •18.Разрешимость основной задачи линейного программирования в терминах вспомогательной задачи с искусственным базисом.
- •19.Математическая модель симметричной двойственной задачи.
- •20.Математическая модель несимметричной двойственной задачи.
- •21.Как по решению исходной (двойственной) задачи найти решение двойственной (исходной) задачи? Как проверить оптимальность полученных решений?
- •22.Алгоритм двойственного симплекс – метода.
- •23.Критерии оптимальности планов пары двойственных задач линейного программирования.
- •24.Сформулируйте транспортную задачу линейного программирования и напишите ее математическую модель
- •25.Методы построения опорного плана транспортной задачи и процедура его улучшения.
- •26.Решение транспортной задачи методом потенциалов. Критерий оптимальности ее опорного плана (критерий л.В.Канторовича).
- •27.Матричная игра двух сторон с нулевой суммой. Чистые, смешанные, оптимальные стратегии, цена игры.
- •29.Доминирование строк и столбцов платежной матрицы и решение игры после упрощения матрицы.
- •30. Сформулируйте задачу целочисленного программирования и напишите ее математическую модель.
- •31.Метод отсечение Гомори – нахождение целочисленного оптимального плана задачи линейного программирования, построение дополнительного ограничения (неравенства Гомори)
- •32.Алгоритм решения задачи дискретного программирования методом ветвей и границ на примере решения задачи коммивояжера.
- •Задача о кратчайшем пути на графе, алгоритм Форда (Дейкстры).
- •34.Задача о максимальном потоке в сети, алгоритм Форда – Фалкерсона
- •35. Сетевое планирование, нахождение критического пути в сети.
9.Дайте геометрическое истолкование задачи линейного программирования.
Непустое множество планов основной задачи линейного программирования образует выпуклый многогранник. Каждая вершина этого многогранника определяет опорный план. В одной из вершин многогранника решений (т. е. для одного из опорных планов) значение целевой функции является максимальным (при условии, что функция ограничена сверху на множестве планов). Если максимальное значение функция принимает более чем в одной вершине, то это же значение она принимает в любой точке, являющейся выпуклой линейной комбинацией данных вершин.
10.Как построить первоначальный опорный план задачи линейного программирования и проверить его на оптимальность?
Решение транспортной задачи проводится в два этапа:
1. Определение начального опорного решения – первоначальное распределение поставок.
2. Построение последовательностей итераций, улучшающих опорные планы (каждый новый план перевозок не должен увеличивать суммарные затраты).
После выполнения первого этапа шаги второго этапа проводятся до тех пор, пока не будет найдено оптимальное распределение перевозок.
Существует несколько методов определения начального опорного плана перевозок, среди которых можно выделить метод «северо-западного» угла, метод наименьшей стоимости, метод двойного предпочтения, метод аппроксимаций Фогеля.
Рассмотрим метод «северо-западного» угла (или диагональный метод).
1.Таблица поставок заполняется с верхнего левого угла (ячейка11)
2.Ставятся max возможные поставки
3.По мере заполнения клеток движемся к правому углу (ячейка mn)
Получив начальный опорный план перевозок, следует проверить его оптимальность и, если требуется, перейти к новому опорному плану с лучшим значением целевой функции. Для этого применяют метод потенциалов. Каждому ПО и каждому ПН сопоставляют соответственно величины и потенциалы этих пунктов ( ).
План перевозок называется оптимальным, если выполняются след. Условия:
Xij не= 0, то ui+vj=cij –ст-ть перевозки;
Xij=0, то ui+vj<=cij
Используя критерий оптимальности (1) вычисляем потенциалы, при этом 1 из потенциалов берем равными 0, затем вычисляем остальные.
Дальше улучшается план, с помощью перераспределения поставок.
1.Цикл начинается в пустой клетке с max значением ▲,
2.записываем в этой клетке +Õ,
3.все остальные величины цикла должны располагаться в заполненных клетках; двигаться можно только по строкам и столбцам таблицы; в каждой строке/столбце д.б. только 2 величины цикла, цикл д.б. замкнутым,
4.увеличение и уменьшение поставки в вершинах цикла чередуются,
5.вершина Õ определяется min значением X среди вершин цикла, в к-х поставка уменьшается.
11.Перечислите условия оптимальности опорного плана задачи линейного программирования на отыскание минимального и максимального значений целевой функции.
Пусть требуется найти максимальное значение функции
при условиях
Здесь и – заданные постоянные числа
Векторная форма данной задачи имеет следующий вид: найти максимум функции
(22)
при условиях
(23)
(24)
где
Так как то по определению опорного плана является опорным планом данной задачи (последние компонент вектора Х равны нулю). Этот план определяется системой единичных векторов которые образуют базис m-мерногопространства. Поэтому каждый из векторов а также вектор могут быть представлены в виде линейной комбинации векторов данного базиса. Пусть
Положим Так как векторы – единичные, то и а
Теорема
(признак оптимальности опорного плана). Опорный план задачи (22) – (24) является оптимальным, если для любого j
Теорема
Если для некоторого j=k и среди чисел нет положительных , то целевая функция (22) задачи (22) – (24) не ограничена на множестве ее планов.
Теорема
Если опорный план Х задачи (22) – (24) невырожден и , но среди чисел есть положительные (не все ), то существует опорный план X' такой, что
Сформулированные теоремы позволяют проверить, является ли найденный опорный план оптимальным, и выявить целесообразность перехода к новому опорному плану.