Составление плана производства изделий А и В, обеспечивающий максимальную прибыль готовой продукции предприятия
Сущность и особенности применения симплекс-метода. Составление и решение прямой и двойственной задачи линейного программирования. Решение матричной игры на основе минимаксной стратегии. Составление плана производства изделий А и В графическим способом.
Рубрика | Экономико-математическое моделирование |
Вид | задача |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.01.2011 |
Размер файла | 156,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Задача
Предприятие выпускает два вида продукция А и В, для производства которых используется сырье трех видов. На изготовление единицы изделия А требуется затратить сырья каждого вида а1, а2 , а3 кг соответственно, а для единицы изделия В -- b1, b2, b3 кг. Производство обеспечено сырьем каждого вида в количестве P1, P2, P3 кг, соответственно. Прибыль от реализации изделия А составляет б руб., а единицы изделия В -- в руб. Требуется составить план производства изделий А и В, обеспечивающий максимальную прибыль готовой продукции.
а) решите задачу симплекс-методом;
б) сформулируйте двойственную задачу и найдите ее решение;
в) решите исходную задачу геометрически.
А) Симплекс-метод.
Производственная задача сформулируется следующим образом: «Найти такие объемы производства продукции А и В, при которых потребление ресурсов в соответствии с нормативами не превышало бы их наличия, и при этом прибыль от продажи продукции была бы максимальна».
Придадим факторам конкретные числовые значения и сведем их в таблицу:
Изделие А (х1) |
Изделие В (х2) |
Наличие |
||
Ресурс 1 |
5 |
4 |
810 |
|
Ресурс 2 |
4 |
2 |
980 |
|
Ресурс 3 |
2 |
6 |
786 |
|
Прибыль |
34 |
36 |
Предполагая, что количество потребляемых ресурсов, а также прибыль, пропорциональны объемам производства, получаем следующую математическую модель задачи:
(I) 5х1+4х2810
(II) 4х1+2х2980
(III) 2х1+6х2786
Х10, х20
F = 34х1+36х2max
Система неравенств отражает ограничения на потребялемые ресурсы, а целевая функция F определяет прибыль, которую необходимо максимизировать. Значение целевой функции и есть оптимальный план (решение). симплекс задача линейный программирование
Введем дополнительные переменные X3, X4, X5.
F(X)= 34X1+36X2 (max).
Ограничения:
5X1+4X2+X3=810
4X1+2X2+X4=980
2X1+6X2+X5=786
Xi?0
Составим симплекс таблицу:
Базисные переменные |
Свободные переменные |
Х1 |
Х2 |
|
Х3 |
810 |
5 |
4 |
|
Х4 |
980 |
4 |
2 |
|
Х5 |
786 |
2 |
6 |
|
F |
0 |
-34 |
-36 |
Так как в столбце свободных членов нет отрицательных элементов, то найдено допустимое решение. Так как в строке F есть отрицательные элементы, то полученное решение не оптимально. Для определения ведущего столбца найдем максимальный по модулю отрицательный элемент в строке F (-36). А ведущая строка та, у которой наименьшее положительное отношение свободного члена к соответствующему элементу ведущего столбца.
Пересчитаем cимплекс-таблицу:
Базисные переменные |
Свободные переменные |
Х1 |
Х5 |
|
Х3 |
286 |
11/3 |
-2/3 |
|
Х4 |
718 |
10/3 |
-1/3 |
|
Х2 |
131 |
1/3 |
1/6 |
|
F |
4716 |
-22 |
6 |
Так как в столбце свободных членов нет отрицательных элементов, то найдено допустимое решение. Так как в строке F есть отрицательные элементы, то полученное решение не оптимально. Для определения ведущего столбца найдем максимальный по модулю отрицательный элемент в строке F (-22). А ведущая строка та, у которой найменьшее положительное отношение свободного члена к соответствующему элементу ведущего столбца.
Пересчитаем таблицу:
Базисные переменные |
Свободные переменные |
Х3 |
Х5 |
|
Х1 |
78 |
3/11 |
-2/11 |
|
Х4 |
458 |
-10/11 |
3/11 |
|
Х2 |
105 |
-1/11 |
5/22 |
|
F |
6432 |
6 |
2 |
Найдено оптимальное решение. (оптимальное решение найдено тогда, когда все члены строки F и столбца свободных членов положительны).
Б) двойственная задача.
Прямая задача линейного программирования имеет вид:
F(X)=34X1+36X2 (max)
Ограничения:
5X1+4X2?810
4X1+2X2?980
2X1+6X2?786
X1?0
X2?0
Так как в прямой задаче требуется найти максимум функции, то приведем первоначальное условие к виду:
{F(x) = СT x| Ax?B, xi ?0, i = 1,m}
В результате получим следующие матрицы:
Для составления двойственной задачи линейного программирования найдем матрицы
Следовательно, двойственная задача линейного программирования будет иметь вид:
F(Y)=810Y1+980Y2+786Y3 (min)
Ограничения:
5Y1+4Y2+2Y3?34
4Y1+2Y2+6Y3?36
Y1?0
Y2?0
Y3?0
Оптимальный план можно записать так:
x1 = 78
x4 = 458
x2 = 105
F(X) = 34*78 + 36*105 = 6432
Оптимальный план двойственной задачи равен:
y1 = 6
y2 = 0
y3 = 2
Z(Y) = 810*6+980*0+786*2 = 6432
В) геометрическое решение.
Необходимо найти максимальное значение целевой функции F=34X1+36X2=>max, при системе ограничений:
5x1+4x2?810 (1)
4x1+2x2?980 (2)
2x1+6x2?786 (3)
Построим область допустимых решений, т.е. решим графически систему неравенств. Для этого построим каждую прямую и определим полуплоскости, заданные неравенствами (полуплоскости обозначены штрихом).
Обозначим границы области многоугольника решений.
Равный масштаб:
Пересечением полуплоскостей будет являться область, которая представляет собой многоугольник, координаты точек которого удовлетворяют условию неравенствам системы ограничений задачи.
Прямая F(x) = const пересекает область в точке C. Так как точка C получена в результате пересечения прямых 1 и 3, то ее координаты удовлетворяют уравнениям этих прямых:
5x1+4x2?810
2x1+6x2?786
Решив систему уравнений, получим: x1 = 78, x2 = 105
Откуда найдем максимальное значение целевой функции:
F(X) = 34*78 + 36*105 = 6432
Ответ. 6432.
Задача 18. На трех базах А1, А2, А3 находится однородный груз в количестве a1, a2, а3 т. Этот груз необходимо развести пяти потребителям В1, В2, В3, B4, B5, потребности которых в данном грузе составляют b1 b2, b3, Ь4, Ь5 т соответственно. Стоимость перевозок пропорциональна расстоянию н количеству перевозимого груза. Матрица тарифов и значения a1, a2, a3 и b1, b2, b3 приведены в таблице. Требуется спланировать перевозки так, чтобы их общая стоимость была минимальной.
потребители Базы |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
B5 |
Запасы (ai) |
|
A1 |
16 |
7 |
10 |
9 |
14 |
220 |
|
A2 |
11 |
5 |
3 |
8 |
15 |
180 |
|
A3 |
9 |
20 |
15 |
11 |
6 |
200 |
|
Потребности (bj) |
80 |
140 |
200 |
60 |
120 |
600 |
Решение. Стоимость доставки единицы груза из каждого пункта отправления в соответствующие пункты назначения задана матрицей тарифов
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Запасы |
||
1 |
16 |
7 |
10 |
9 |
14 |
220 |
|
2 |
11 |
5 |
3 |
8 |
15 |
180 |
|
3 |
9 |
20 |
15 |
11 |
6 |
200 |
|
Потребности |
80 |
140 |
200 |
60 |
120 |
||
Проверим необходимое и достаточное условие разрешимости задачи.
? a = 220 + 180 + 200 = 600
? b = 80 + 140 + 200 + 60 + 120 = 600
Условие баланса соблюдается. Запасы равны потребностям.
Занесем исходные данные в распределительную таблицу.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Запасы |
||
1 |
16 |
7 |
10 |
9 |
14 |
220 |
|
2 |
11 |
5 |
3 |
8 |
15 |
180 |
|
3 |
9 |
20 |
15 |
11 |
6 |
200 |
|
Потребности |
80 |
140 |
200 |
60 |
120 |
1. Используя метод наименьшей стоимости, построим первый опорный план транспортной задачи.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Запасы |
||
1 |
16 |
7[140] |
10[20] |
9[60] |
14 |
220 |
|
2 |
11 |
5 |
3[180] |
8 |
15 |
180 |
|
3 |
9[80] |
20 |
15 |
11 |
6[120] |
200 |
|
Потребности |
80 |
140 |
200 |
60 |
120 |
2. Подсчитаем число занятых клеток таблицы, их 6, а должно быть m + n - 1 = 7. Следовательно, опорный план является вырожденным. Строим новый план.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Запасы |
||
1 |
16 |
7[140] |
10[20] |
9[60] |
14 |
220 |
|
2 |
11[80] |
5 |
3[100] |
8 |
15 |
180 |
|
3 |
9 |
20 |
15[80] |
11 |
6[120] |
200 |
|
Потребности |
80 |
140 |
200 |
60 |
120 |
В результате получен первый опорный план, который является допустимым, так как все грузы из баз вывезены, потребность магазинов удовлетворена, а план соответствует системе ограничений транспортной задачи.
3. Подсчитаем число занятых клеток таблицы, их 7, а должно быть m + n - 1 = 7. Следовательно, опорный план является невырожденным.
4. Проверим оптимальность опорного плана. Найдем потенциалы ui, vi. по занятым клеткам таблицы, в которых ui + vi = cij, полагая, что u1 = 0.
v1=18 |
v2=7 |
v3=10 |
v4=9 |
v5=1 |
||
u1=0 |
16 |
7[140] |
10[20] |
9[60] |
14 |
|
u2=-7 |
11[80] |
5 |
3[100] |
8 |
15 |
|
u3=5 |
9 |
20 |
15[80] |
11 |
6[120] |
Опорный план не является оптимальным, так как существуют оценки свободных клеток, для которых ui + vi > cij
(1;1): 0 + 18 > 16
(3;1): 5 + 18 > 9
(3;4): 5 + 9 > 11
Выбираем максимальную оценку свободной клетки (3;1): 9
Для этого в перспективную клетку (3;1) поставим знак «+», а в остальных вершинах многоугольника чередующиеся знаки «-», «+», «-». Цикл приведен в таблице.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Запасы |
||
1 |
16 |
7[140] |
10[20] |
9[60] |
14 |
220 |
|
2 |
11[80][-] |
5 |
3[100][+] |
8 |
15 |
180 |
|
3 |
9[+] |
20 |
15[80][-] |
11 |
6[120] |
200 |
|
Потребности |
80 |
140 |
200 |
60 |
120 |
Из грузов хij стоящих в минусовых клетках, выбираем наименьшее, т.е. у = min (2, 1) = 80. Прибавляем 80 к объемам грузов, стоящих в плюсовых клетках и вычитаем 80 из Хij, стоящих в минусовых клетках. В результате получим новый опорный план.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Запасы |
||
1 |
16 |
7[140] |
10[20] |
9[60] |
14 |
220 |
|
2 |
11 |
5 |
3[180] |
8 |
15 |
180 |
|
3 |
9[80] |
20 |
15[0] |
11 |
6[120] |
200 |
|
Потребности |
80 |
140 |
200 |
60 |
120 |
Проверим оптимальность опорного плана. Найдем потенциалы ui, vi. по занятым клеткам таблицы, в которых ui + vi = cij, полагая, что u1 = 0.
v1=4 |
v2=7 |
v3=10 |
v4=9 |
v5=1 |
||
u1=0 |
16 |
7[140] |
10[20] |
9[60] |
14 |
|
u2=-7 |
11 |
5 |
3[180] |
8 |
15 |
|
u3=5 |
9[80] |
20 |
15[0] |
11 |
6[120] |
Опорный план не является оптимальным, так как существуют оценки свободных клеток, для которых ui + vi > cij
(3;4): 5 + 9 > 11
Выбираем максимальную оценку свободной клетки (3;4): 11
Для этого в перспективную клетку (3;4) поставим знак «+», а в остальных вершинах многоугольника чередующиеся знаки «-», «+», «-». Цикл приведен в таблице.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Запасы |
||
1 |
16 |
7[140] |
10[20][+] |
9[60][-] |
14 |
220 |
|
2 |
11 |
5 |
3[180] |
8 |
15 |
180 |
|
3 |
9[80] |
20 |
15[0][-] |
11[+] |
6[120] |
200 |
|
Потребности |
80 |
140 |
200 |
60 |
120 |
Из грузов хij стоящих в минусовых клетках, выбираем наименьшее, т.е. у = min (3, 3) = 0. Прибавляем 0 к объемам грузов, стоящих в плюсовых клетках и вычитаем 0 из Хij, стоящих в минусовых клетках. В результате получим новый опорный план.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Запасы |
||
1 |
16 |
7[140] |
10[20] |
9[60] |
14 |
220 |
|
2 |
11 |
5 |
3[180] |
8 |
15 |
180 |
|
3 |
9[80] |
20 |
15 |
11[0] |
6[120] |
200 |
|
Потребности |
80 |
140 |
200 |
60 |
120 |
Проверим оптимальность опорного плана. Найдем потенциалы ui, vi. по занятым клеткам таблицы, в которых ui + vi = cij, полагая, что u1 = 0.
v1=7 |
v2=7 |
v3=10 |
v4=9 |
v5=4 |
||
u1=0 |
16 |
7[140] |
10[20] |
9[60] |
14 |
|
u2=-7 |
11 |
5 |
3[180] |
15 |
||
u3=2 |
9[80] |
20 |
15 |
11[0 |
6[120] |
Опорный план является оптимальным.
Минимальные затраты составят:
F(x) = 7*140 + 10*20 + 9*60 + 3*180 + 9*80 + 6*120 = 3700
Задача 28. Найти оптимальные стратегии (чистые и смешанную) игроков, верхнюю и нижнюю цены игры, заданной матрицей:
Решение.
Решение матричной игры определяется на основе минимаксной стратегии или решением симплекс-методом.
Решим приведенную задача тремя способами:
1) С позиции проигрышей игрока В стратегия B3 доминирует над стратегией B1, следовательно исключаем 3-й столбец матрицы.
Игроки |
B1 |
B2 |
B3 |
a = min(Ai) |
|
A1 |
1 |
5 |
2 |
1 |
|
A2 |
3 |
1 |
0 |
0 |
|
A3 |
2 |
1 |
3 |
1 |
|
b = max(Bi ) |
3 |
5 |
3 |
0 |
Находим гарантированный выигрыш, определяемый нижней ценой игры a=max(ai)=1, которая указывает на максимальную чистую стратегию A1.
Верхняя цена игры b = min(bj) = 3.
Что свидетельствует об отсутствии седловой точки, так как a<>b, тогда цена игры находится в пределах 1 <= y <= 3. Находим решение игры в смешанных стратегиях.
Запишем систему уравнений.
Для игрока I:
p1+3p2+p3 = y
5p1+p2+p3 = y
2p1+p3 = y
p1+p2+p3 = 1
Для игрока II:
q1+5q2+2q3 = y
3q1+q2 = y
q1+q2+q3 = y
q1+q2+q3 = 1
Решая эти системы методом Гаусса, находим:
p1 = 0 (вероятность применения 1-ой стратегии).
p2 = 0 (вероятность применения 2-ой стратегии).
p3 = 1 (вероятность применения 3-ой стратегии).
q1 = 2/5 (вероятность применения 1-ой стратегии).
q2 = -1/5 (вероятность применения 2-ой стратегии).
q3 = 4/5 (вероятность применения 3-ой стратегии).
Цена игры
y = 1.
С позиции проигрышей игрока В стратегия B3 доминирует над стратегией B1, следовательно исключаем 3-й столбец матрицы.
Игроки |
B1 |
B2 |
B3 |
a = min(Ai) |
|
A1 |
1 |
5 |
2 |
1 |
|
A2 |
3 |
1 |
0 |
0 |
|
A3 |
2 |
1 |
3 |
1 |
|
b = max(Bi ) |
3 |
5 |
3 |
0 |
Находим гарантированный выигрыш, определяемый нижней ценой игры a = max(ai) = 1, которая указывает на максимальную чистую стратегию A1.
Верхняя цена игры b = min(bj) = 3.
Что свидетельствует об отсутствии седловой точки, так как a<>b, тогда цена игры находится в пределах 1 <= y <= 3. Находим решение игры в смешанных стратегиях.
Математические модели пары двойственных задач линейного программирования можно записать так:
найти минимум функции F(x) при ограничениях:
x1+3x2+2x3 >= 1
5x1+x2+x3 >= 1
2x1+3x3 >= 1
F(x) = x1+x2+x3 = min
найти максимум функции Ф(y) при ограничениях:
y1+5y2+2y3 <= 1
3y1+y2 <= 1
2y1+y2+3y3 <= 1
Ф(y) = y1+y2+y3 = max
Решаем эти системы симплексным методом. Решим прямую задачу линейного программирования симплексным методом, с использованием симплексной таблицы. Определим минимальное значение целевой функции F(X) = x1 + x2 + x3 при следующих условиях - ограничений.
x1 + 3x2 + 2x3?1
5x1 + x2 + x3?1
2x1 + 3x3?1
Для построения первого опорного плана систему неравенств приведем к системе уравнений путем введения дополнительных переменных (переход к канонической форме).
1x1 + 3x2 + 2x3-1x4 + 0x5 + 0x6 = 1
5x1 + 1x2 + 1x3 + 0x4-1x5 + 0x6 = 1
2x1 + 0x2 + 3x3 + 0x4 + 0x5-1x6 = 1
Поскольку задача решается на минимум и элементы единичной матрицы отрицательны, сведем задачу к нахождению максимума. Для этого умножим все строки на (-1) и будем искать первоначальный опорный план.
-1x1-3x2-2x3 + 1x4 + 0x5 + 0x6 = -1
-5x1-1x2-1x3 + 0x4 + 1x5 + 0x6 = -1
-2x1 + 0x2-3x3 + 0x4 + 0x5 + 1x6 = -1
Матрица коэффициентов A = a(ij) этой системы уравнений имеет вид:
Базисные переменные это переменные, которые входят только в одно уравнение системы ограничений и притом с единичным коэффициентом.
Решим систему уравнений относительно базисных переменных:
x4, x5, x6,
Полагая, что свободные переменные равны 0, получим первый опорный план:
План |
Базис |
B |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
|
0 |
x4 |
-1 |
-1 |
-3 |
-2 |
0 |
0 |
||
x5 |
-1 |
-5 |
-1 |
-1 |
0 |
0 |
|||
x6 |
-1 |
-2 |
0 |
-3 |
0 |
0 |
1 |
||
Индексная строка |
F(X0) |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
X1 = (0,0,0,-1,-1,-1)
В столбце свободных членов есть отрицательные элементы. Используем двойственный симплекс-метод. Выберем из них наибольший по модулю, а в его строке - любой отрицательный. Взяв этот элемент в качестве разрешающего пересчитаем таблицу.
В качестве ведущего выберем столбец, соответствующий переменной x1. 1-ая строка является ведущей.
План |
Базис |
B |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
|
x1 |
1 |
1 |
3 |
2 |
-1 |
0 |
0 |
||
x |
4 |
0 |
14 |
9 |
-5 |
1 |
0 |
||
x6 |
1 |
0 |
6 |
1 |
-2 |
0 |
1 |
||
Индексная строка |
F(X) |
-1 |
0 |
-2 |
-1 |
1 |
0 |
0 |
Представим расчет каждого элемента в виде таблицы:
B |
x 1 |
x 2 |
x 3 |
x 4 |
x 5 |
x 6 |
|
1 : 1 |
1 : 1 |
3 : 1 |
2 : 1 |
-1 : 1 |
0 : 1 |
0 : 1 |
|
4-(1 * 0):1 |
0-(1 * 0):1 |
14-(3 * 0):1 |
9-(2 * 0):1 |
-5-(-1 * 0):1 |
1-(0 * 0):1 |
0-(0 * 0):1 |
|
1-(1 * 0):1 |
0-(1 * 0):1 |
6-(3 * 0):1 |
1-(2 * 0):1 |
-2-(-1 * 0):1 |
0-(0 * 0):1 |
1-(0 * 0):1 |
|
-1-(1 * 0):1 |
0-(1 * 0):1 |
-2-(3 * 0):1 |
-1-(2 * 0):1 |
1-(-1 * 0):1 |
0-(0 * 0):1 |
0-(0 * 0):1 |
В базисном столбце все элементы положительные.
Переходим к основному алгоритму симплекс-метода.
План |
Базис |
B |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
min |
|
1 |
x1 |
1 |
1 |
3 |
2 |
-1 |
0 |
0 |
1/ |
|
x5 |
4 |
0 |
14 |
9 |
-5 |
1 |
0 |
2/7 |
||
x6 |
1 |
0 |
6 |
1 |
-2 |
0 |
1 |
1/6 |
||
Индексная строка |
F(X1) |
-1 |
0 |
-2 |
-1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Итерация №0. Текущий опорный план неоптимален, так как в индексной строке находятся отрицательные коэффициенты.
В качестве ведущего выберем столбец, соответствующий переменной x2, так как это наибольший коэффициент по модулю.
Вычислим значения Di по строкам как частное от деления:
и из них выберем наименьшее:
min (1 : 3 , 4 : 14 , 1 : 6 ) = 1/6
Следовательно, 3-ая строка является ведущей.
Разрешающий элемент равен (6) и находится на пересечении ведущего столбца и ведущей строки.
Формируем следующую часть симплексной таблицы. Вместо переменной x в план 1 войдет переменная x2 .
Строка, соответствующая переменной x2 в плане 1, получена в результате деления всех элементов строки x6 плана 0 на разрешающий элемент РЭ=6
На месте разрешающего элемента в плане 1 получаем 1.
В остальных клетках столбца x2 плана 1 записываем нули.
Таким образом, в новом плане 1 заполнены строка x2 и столбец x2 .
Все остальные элементы нового плана 1, включая элементы индексной строки, определяются по правилу прямоугольника.
Для этого выбираем из старого плана четыре числа, которые расположены в вершинах прямоугольника и всегда включают разрешающий элемент РЭ.
НЭ = СЭ - (А*В)/РЭ
СТЭ - элемент старого плана, РЭ - разрешающий элемент (6), А и В - элементы старого плана, образующие прямоугольник с элементами СТЭ и РЭ. Представим расчет каждого элемента в виде таблицы:
B |
x 1 |
x 2 |
x 3 |
x 4 |
x 5 |
x 6 |
|
1-(1 * 3):6 |
1-(0 * 3):6 |
3-(6 * 3):6 |
2-(1 * 3):6 |
-1-(-2 * 3):6 |
0-(0 * 3):6 |
0-(1 * 3):6 |
|
4-(1 * 14):6 |
0-(0 * 14):6 |
14-(6 * 14):6 |
9-(1 * 14):6 |
-5-(-2 * 14):6 |
1-(0 * 14):6 |
0-(1 * 14):6 |
|
1 : 6 |
0 : 6 |
6 : 6 |
1 : 6 |
-2 : 6 |
0 : 6 |
1 : 6 |
|
-1-(1 * -2):6 |
0-(0 * -2):6 |
-2-(6 * -2):6 |
-1-(1 * -2):6 |
1-(-2 * -2):6 |
0-(0 * -2):6 |
0-(1 * -2):6 |
План |
Базис |
B |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
min |
|
2 |
x1 |
1/2 |
1 |
0 |
11/2 |
0 |
0 |
-1/2 |
1/3 |
|
x5 |
12/3 |
0 |
0 |
62/3 |
-1/3 |
1 |
-21/3 |
1/4 |
||
x2 |
1/6 |
0 |
1 |
1/6 |
-1/3 |
0 |
1/6 |
1 |
||
Индексная строка |
F(X2) |
-2/3 |
0 |
0 |
-2/3 |
1/3 |
0 |
1/3 |
0 |
Итерация №1. Текущий опорный план неоптимален, так как в индексной строке находятся отрицательные коэффициенты.
В качестве ведущего выберем столбец, соответствующий переменной x3, так как это наибольший коэффициент по модулю.
Вычислим значения Di по строкам как частное от деления:
и из них выберем наименьшее:
min (1/2 : 11/2 , 12/3 : 62/3 , 1/6 : 1/6 ) = ?
Следовательно, 2-ая строка является ведущей.
Разрешающий элемент равен (62/3) и находится на пересечении ведущего столбца и ведущей строки.
Формируем следующую часть симплексной таблицы.
Вместо переменной x в план 2 войдет переменная x3 .
Строка, соответствующая переменной x3 в плане 2, получена в результате деления всех элементов строки x5 плана 1 на разрешающий элемент РЭ=62/3
На месте разрешающего элемента в плане 2 получаем 1.
В остальных клетках столбца x3 плана 2 записываем нули.
Таким образом, в новом плане 2 заполнены строка x3 и столбец x3 .
Все остальные элементы нового плана 2, включая элементы индексной строки, определяются по правилу прямоугольника.
Для этого выбираем из старого плана четыре числа, которые расположены в вершинах прямоугольника и всегда включают разрешающий элемент РЭ.
НЭ = СЭ - (А*В)/РЭ
СТЭ - элемент старого плана, РЭ - разрешающий элемент (62/3), А и В - элементы старого плана, образующие прямоугольник с элементами СТЭ и РЭ. Представим расчет каждого элемента в виде таблицы:
B |
x 1 |
x 2 |
x 3 |
x 4 |
x 5 |
x 6 |
|
1/2-(12/3 * 11/2):62/3 |
1-(0 * 11/2):62/3 |
0-(0 * 11/2):62/3 |
11/2-(62/3 * 11/2):62/3 |
0-(-1/3 * 11/2):62/3 |
0-(1 * 11/2):62/3 |
-1/2-(-21/3 * 11/2):62/3 |
|
12/3 : 62/3 |
0 : 62/3 |
0 : 62/3 |
62/3 : 62/3 |
-1/3 : 62/3 |
1 : 62/3 |
-21/3 : 62/3 |
|
1/6-(12/3 * 1/6):62/3 |
0-(0 * 1/6):62/3 |
1-(0 * 1/6):62/3 |
1/6-(62/3 * 1/6):62/3 |
-1/3-(-1/3 * 1/6):62/3 |
0-(1 * 1/6):62/3 |
1/6-(-21/3 * 1/6):62/3 |
|
-2/3-(12/3 * -2/3):62/3 |
0-(0 * -2/3):62/3 |
0-(0 * -2/3):62/3 |
-2/3-(62/3 * -2/3):62/3 |
1/3-(-1/3 * -2/3):62/3 |
0-(1 * -2/3):62/3 |
1/3-(-21/3 * -2/3):62/3 |
Конец итераций: индексная строка не содержит отрицательных элементов - найден оптимальный план. Окончательный вариант симплекс-таблицы:
План |
Базис |
B |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
|
3 |
x1 |
1/8 |
1 |
0 |
0 |
3/40 |
-9/40 |
1/40 |
|
x3 |
1/4 |
0 |
0 |
1 |
-1/20 |
3/20 |
-7/20 |
||
x2 |
1/8 |
0 |
1 |
0 |
-13/40 |
-1/40 |
9/40 |
||
Индексная строка |
F(X3) |
-1/2 |
0 |
0 |
0 |
3/10 |
1/10 |
1/10 |
Оптимальный план можно записать так:
x1 = 1/8
x3 = 1/4
x2 = 1/8
F(X) = 1*1/8 + 1*1/4 + 1*1/8 = ?
Составим двойственную задачу к прямой задаче.
y1 + 5y2 + 2y3?1
3y1 + y2?1
2y1 + y2 + 3y3?1
y1 + y2 + y3 => max
y1 ? 0
y2 ? 0
y3 ? 0
Решение двойственной задачи дает оптимальную систему оценок ресурсов.
Используя последнюю итерацию прямой задачи найдем, оптимальный план двойственной задачи.
Из теоремы двойственности следует, что Y = C*A-1.
Составим матрицу A из компонентов векторов, входящих в оптимальный базис.
Определив обратную матрицу А-1 через алгебраические дополнения, получим:
Как видно из последнего плана симплексной таблицы, обратная матрица A-1 расположена в столбцах дополнительных переменных
Тогда Y = C*A-1 =
Оптимальный план двойственной задачи равен:
y1 = 3/10
y2 = 1/10
y3 = 1/10
Z(Y) = 1*3/10+1*1/10+1*1/10 = ?
Цена игры будет равна g = 1/F(x), а вероятности применения стратегий игроков:
pi = g*xi; qi = g*yi.
Цена игры: g = 1 : 1/2 = 2
p1 = 2 * 1/8 = 1/4
p2 = 2 * 1/8 = 1/4
p3 = 2 * 1/4 = 1/2
q1 = 2 * 3/10 = 3/5
q2 = 2 * 1/10 = 1/5
q3 = 2 * 1/10 = 1/5
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Решение задачи линейного программирования графическим и симплекс-методом. Решение задачи двойственной к исходной. Определение оптимального плана закрепления потребителей за поставщиками однородного груза при условии минимизации общего пробега автомобилей.
контрольная работа [398,2 K], добавлен 15.08.2012- Примеры использования графического и симплексного методов в решении задач линейного программирования
Экономико-математическая модель получения максимальной прибыли, её решение графическим методом. Алгоритм решения задачи линейного программирования симплекс-методом. Составление двойственной задачи и её графическое решение. Решение платёжной матрицы.
контрольная работа [367,5 K], добавлен 11.05.2014 Симплекс метод решения задач линейного программирования. Построение модели и решение задачи определения оптимального плана производства симплексным методом. Построение двойственной задачи. Решение задачи оптимизации в табличном процессоре MS Excel.
курсовая работа [458,6 K], добавлен 10.12.2013Определение общего дохода от реализации продукции и общих транспортных издержек. Расчет теневых цен. Нахождение маршрута с наименьшей отрицательной теневой ценой. Составление плана производства двух видов продукции, обеспечивающего максимальную прибыль.
контрольная работа [161,9 K], добавлен 18.05.2015Решение задачи линейного программирования графическим способом. Построение математической модели задачи с использованием симплекс-таблиц, её экономическая интерпретация. Поиск оптимального плана перевозки изделий, при котором расходы будут наименьшими.
задача [579,8 K], добавлен 11.07.2010Цель работы: изучить и научиться применять на практике симплекс - метод для решения прямой и двойственной задачи линейного программирования. Математическая постановка задачи линейного программирования. Общий вид задачи линейного программирования.
реферат [193,4 K], добавлен 28.12.2008Математическая теория оптимального принятия решений. Табличный симплекс-метод. Составление и решение двойственной задачи линейного программирования. Математическая модель транспортной задачи. Анализ целесообразности производства продукции на предприятии.
контрольная работа [467,8 K], добавлен 13.06.2012Линейное программирование как инструмент исследования линейных моделей. Основы симплекс-метода. Моделирование экономической ситуации в инструментальном цехе. Применение симплекс-метода для оптимизации плана производства. Применимость линейной модели.
курсовая работа [112,0 K], добавлен 09.12.2014Моделирование задачи определения оптимального плана выпуска продукции, вывод ее в канонической форме. Решение задания с помощью надстройки MS Excel "Поиск решения", составление отчетов по устойчивости и результатам. Оптимальная прибыль при заданной цене.
курсовая работа [635,6 K], добавлен 07.09.2011Решение задачи линейного программирования графическим способом. Определение экстремальной точки. Проверка плана на оптимальность. Правило прямоугольников. Анализ и корректировка результатов решения задач линейного программирования симплексным методом.
контрольная работа [40,0 K], добавлен 04.05.2014