Симплексный метод
Пример решения задачи линейного программирования симплекс-методом. Сущность метода искусственного базиса. Задача на проверку критерия оптимальности, определение новой базисной переменной. Пример решения транспортной задачи с помощью метода потенциалов.
Рубрика | Экономико-математическое моделирование |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 02.10.2014 |
Размер файла | 32,3 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/
Московский Государственный Строительный Университет
Факультет: Экономика и Производственный Менеджмент
Контрольная работа
Дисциплина: Математические методы и модели в экономике
Егорьевск 2014г
Задание №1. Решить задачи симплексным методом.
В-4. Z(X) = x1 + 2x2 + 2x3 ® min,
Решение:
Симплекс-метод.
Решим прямую задачу линейного программирования симплекс-методом.
Поскольку в правой части присутствуют отрицательные значения, умножим соответствующие строки на (-1).
Определим минимальное значение целевой функции F(X) = x1 + 2x2 + 2x3-4 при следующих условиях-ограничений.
При вычислениях значение Fc = -4 временно не учитываем.
x1 + x2 - 4x3?1
x1 - 2x2 + 2x3=2
x1 + 2x2 - 2x3?6
Для построения первого опорного плана систему неравенств приведем к системе уравнений путем введения дополнительных переменных (переход к канонической форме).
В 1-м неравенстве смысла (?) вводим базисную переменную x4 со знаком минус. В 3-м неравенстве смысла (?) вводим базисную переменную x5.
1x1 + 1x2-4x3-1x4 + 0x5 = 1
1x1-2x2 + 2x3 + 0x4 + 0x5 = 2
1x1 + 2x2-2x3 + 0x4 + 1x5 = 6
Введем искусственные переменные x: в 1-м равенстве вводим переменную x6; в 2-м равенстве вводим переменную x7;
1x1 + 1x2-4x3-1x4 + 0x5 + 1x6 + 0x7 = 1
1x1-2x2 + 2x3 + 0x4 + 0x5 + 0x6 + 1x7 = 2
1x1 + 2x2-2x3 + 0x4 + 1x5 + 0x6 + 0x7 = 6
Для постановки задачи на минимум целевую функцию запишем так:
F(X) = Mx4+Mx5+Mx6+Mx7 > min
Полученный базис называется искусственным, а метод решения называется методом искусственного базиса.
Причем искусственные переменные не имеют отношения к содержанию поставленной задачи, однако они позволяют построить стартовую точку, а процесс оптимизации вынуждает эти переменные принимать нулевые значения и обеспечить допустимость оптимального решения.
Из уравнений выражаем искусственные переменные:
x6 = 1-x1-x2+4x3+x4
x7 = 2-x1+2x2-2x3
которые подставим в целевую функцию:
F(X) = M(1-x1-x2+4x3+x4) + M(2-x1+2x2-2x3) > min
или
F(X) = (-2M)x1+(M)x2+(2M)x3+(M)x4+(3M) > min
Введем новую переменную x0 = - 2x1 + x2 + 2x3.
Выразим базисные переменные <6, 7, 5> через небазисные.
x0 = 3-2x1+x2+2x3+x4
x6 = 1-x1-x2+4x3+x4
x7 = 2-x1+2x2-2x3
x5 = 6-x1-2x2+2x3
Переходим к основному алгоритму симплекс-метода.
Поскольку задача решается на минимум, то переменную для включения в текущий план выбирают по минимальному отрицательному числу в уравнении для x0.
1. Проверка критерия оптимальности.
В выражении для x0 присутствуют положительные элементы. Следовательно, текущий план неоптимален
2. Определение новой базисной переменной.
max(-2,1,2,1,0,0,0) = -2
x0 = 3-2x1+x2+2x3+x4
x6 = 1-x1-x2+4x3+x4
x7 = 2-x1+2x2-2x3
x5 = 6-x1-2x2+2x3
В качестве новой переменной выбираем x1.
3. Определение новой свободной переменной.
Вычислим значения Di по всем уравнениям для этой переменной: bi / ai1 и из них выберем наименьшее:
min (1 : 1 , 2 : 1 , 6 : 1 ) = 1
Вместо переменной x6 в план войдет переменная x1.
4. Пересчет всех уравнений.
Выразим переменную x1 через x6
x1 = 1-x2+4x3+x4-x6
и подставим во все выражения.
x0 = 3-2(1-x2+4x3+x4-x6)+x2+2x3+x4
x7 = 2-(1-x2+4x3+x4-x6)+2x2-2x3
x5 = 6-(1-x2+4x3+x4-x6)-2x2+2x3
После приведения всех подобных, получаем новую систему, эквивалентную прежней:
x0 = 1+3x2-6x3-x4+2x6
x1 = 1-x2+4x3+x4-x6
x7 = 1+3x2-6x3-x4+x6
x5 = 5-x2-2x3-x4+x6
Полагая небазисные переменные x = (1, 7, 5) равными нулю, получим новый допустимый вектор и значение целевой функции:
x = (0, -3, 6, 1, 0, -2, 0), x0 = 1
1. Проверка критерия оптимальности.
В выражении для x0 присутствуют положительные элементы. Следовательно, текущий план неоптимален
2. Определение новой базисной переменной.
max(0,3,-6,-1,0,2,0) = -6
x0 = 1+3x2-6x3-x4+2x6
x1 = 1-x2+4x3+x4-x6
x7 = 1+3x2-6x3-x4+x6
x5 = 5-x2-2x3-x4+x6
В качестве новой переменной выбираем x3.
3. Определение новой свободной переменной.
Вычислим значения Di по всем уравнениям для этой переменной: bi / ai3 и из них выберем наименьшее:
min (- , 1 : 6 , 5 : 2 ) = 1/6
Вместо переменной x7 в план войдет переменная x3.
4. Пересчет всех уравнений.
Выразим переменную x3 через x7
x3 = 1/6+1/2x2-1/6x4+1/6x6-1/6x7
и подставим во все выражения.
x0 = 1+3x2-6(1/6+1/2x2-1/6x4+1/6x6-1/6x7)-x4+2x6
x1 = 1-x2+4(1/6+1/2x2-1/6x4+1/6x6-1/6x7)+x4-x6
x5 = 5-x2-2(1/6+1/2x2-1/6x4+1/6x6-1/6x7)-x4+x6
После приведения всех подобных, получаем новую систему, эквивалентную прежней:
x0 = 0+x6+x7
x1 = 5/3+x2+1/3x4-1/3x6-2/3x7
x3 = 1/6+1/2x2-1/6x4+1/6x6-1/6x7
x5 = 14/3-2x2-2/3x4+2/3x6+1/3x7
Полагая небазисные переменные x = (1, 3, 5) равными нулю, получим новый допустимый вектор и значение целевой функции:
x = (0, 0, 0, 0, 0, -1, -1), x0 = 0
Выражение для x0 не содержит отрицательных элементов. Найден оптимальный план.
x0 = 0+x6+x7
x1 = 5/3+x2+1/3x4-1/3x6-2/3x7
x3 = 1/6+1/2x2-1/6x4+1/6x6-1/6x7
x5 = 14/3-2x2-2/3x4+2/3x6+1/3x7
На этом первый этап симплекс-метода завершен. Переходим ко второму этапу. Удаляем переменные с искусственными переменными.
x1 = 5/3+x2+1/3x4
x3 = 1/6+1/2x2-1/6x4
x5 = 14/3-2x2-2/3x4
Выразим базисные переменные:
x1 = 5/3+x2+1/3x4
x3 = 1/6+1/2x2-1/6x4
которые подставим в целевую функцию:
F(X) = (5/3+x2+1/3x4) + 2x2 + 2(1/6+1/2x2-1/6x4)-4x4
или
F(X) = 2+4x2-4x4
Получаем новую систему переменных.
x0 = 2+4x2-4x4
x1 = 5/3+x2+1/3x4
x3 = 1/6+1/2x2-1/6x4
x5 = 14/3-2x2-2/3x4
1. Проверка критерия оптимальности.
В выражении для x0 присутствуют положительные элементы. Следовательно, текущий план неоптимален
2. Определение новой базисной переменной.
max(0,4,0,-4,0) = -4
x0 = 2+4x2-4x4
x1 = 5/3+x2+1/3x4
x3 = 1/6+1/2x2-1/6x4
x5 = 14/3-2x2-2/3x4
В качестве новой переменной выбираем x4.
3. Определение новой свободной переменной.
Вычислим значения Di по всем уравнениям для этой переменной: bi / ai4 и из них выберем наименьшее:
min (- , 1/6 : 1/6 , 42/3 : 2/3 ) = 1
Вместо переменной x3 в план войдет переменная x4.
4. Пересчет всех уравнений.
Выразим переменную x4 через x3
x4 = 1+3x2-6x3
и подставим во все выражения.
x0 = 2+4x2-4(1+3x2-6x3)
x1 = 12/3+x2+1/3(1+3x2-6x3)
x5 = 42/3-2x2-2/3(1+3x2-6x3)
После приведения всех подобных, получаем новую систему, эквивалентную прежней:
x0 = -2-8x2+24x3
x1 = 2+2x2-2x3
x4 = 1+3x2-6x3
x5 = 4-4x2+4x3
Полагая небазисные переменные x = (1, 4, 5) равными нулю, получим новый допустимый вектор и значение целевой функции:
x = (0, 8, -24, 0, 0), x0 = -2
1. Проверка критерия оптимальности.
В выражении для x0 присутствуют положительные элементы. Следовательно, текущий план неоптимален
2. Определение новой базисной переменной.
max(0,-8,24,0,0) = -8
x0 = -2-8x2+24x3
x1 = 2+2x2-2x3
x4 = 1+3x2-6x3
x5 = 4-4x2+4x3
В качестве новой переменной выбираем x2.
3. Определение новой свободной переменной.
Вычислим значения Di по всем уравнениям для этой переменной: bi / ai2 и из них выберем наименьшее:
min (- , - , 4 : 4 ) = 1
Вместо переменной x5 в план войдет переменная x2.
4. Пересчет всех уравнений.
Выразим переменную x2 через x5
x2 = 1+x3-1/4x5
и подставим во все выражения.
x0 = -2-8(1+x3-1/4x5)+24x3
x1 = 2+2(1+x3-1/4x5)-2x3
x4 = 1+3(1+x3-1/4x5)-6x3
После приведения всех подобных, получаем новую систему, эквивалентную прежней:
x0 = -10+16x3+2x5
x1 = 4-1/2x5
x4 = 4-3x3-3/4x5
x2 = 1+x3-1/4x5
Полагая небазисные переменные x = (1, 4, 2) равными нулю, получим новый допустимый вектор и значение целевой функции:
x = (0, 0, -16, 0, -2), x0 = -10
Выражение для x0 не содержит отрицательных элементов. Найден оптимальный план.
Окончательный вариант системы уравнений:
x0 = -10+16x3+2x5
x1 = 4-1/2x5
x4 = 4-3x3-3/4x5
x2 = 1+x3-1/4x5
Так как в оптимальном решении отсутствуют искусственные переменные (они равны нулю), то данное решение является допустимым.
Оптимальный план можно записать так:
x1 = 4
x2 = 1
F(X) = 1*4 + 2*1 -4 = 2
Задание №2. Решить методом потенциалов транспортную задачу.
О1 |
О2 |
О3 |
О4 |
О5 |
наличие |
||
Б1 |
2 |
10 |
15 |
14 |
4 |
150 |
|
Б2 |
3 |
7 |
12 |
5 |
8 |
170 |
|
Б3 |
21 |
18 |
6 |
13 |
16 |
260 |
|
потребность |
100 |
90 |
160 |
150 |
80 |
Транспортная задача.
Математическая модель транспортной задачи:
F = ??cijxij, (1)
при условиях:
?xij = ai, i = 1,2,…, m, (2)
?xij = bj, j = 1,2,…, n, (3)
xij ? 0
Запишем экономико-математическую модель для нашей задачи.
Переменные:
x11 - количество груза из 1-го склада в 1-й магазин
x12 - количество груза из 1-го склада в 2-й магазин
x13 - количество груза из 1-го склада в 3-й магазин
x14 - количество груза из 1-го склада в 4-й магазин
x15 - количество груза из 1-го склада в 5-й магазин
x21 - количество груза из 2-го склада в 1-й магазин
x22 - количество груза из 2-го склада в 2-й магазин
x23 - количество груза из 2-го склада в 3-й магазин
x24 - количество груза из 2-го склада в 4-й магазин
x25 - количество груза из 2-го склада в 5-й магазин
x31 - количество груза из 3-го склада в 1-й магазин
x32 - количество груза из 3-го склада в 2-й магазин
x33 - количество груза из 3-го склада в 3-й магазин
x34 - количество груза из 3-го склада в 4-й магазин
x35 - количество груза из 3-го склада в 5-й магазин
Ограничения по запасам:
x11 + x12 + x13 + x14 + x15 ? 150
x21 + x22 + x23 + x24 + x25 ? 170
x31 + x32 + x33 + x34 + x35 ? 260
Ограничения по потребностям:
x11 + x21 + x31 ? 100
x12 + x22 + x32 ? 90
x13 + x23 + x33 ? 160
x14 + x24 + x34 ? 150
x15 + x25 + x35 ? 80
Целевая функция:
2x11 + 10x12 + 15x13 + 14x14 + 4x15 + 3x21 + 7x22 + 12x23 + 5x24 + 8x25 + 21x31 + 18x32 + 6x33 + 13x34 + 16x35 > min
Стоимость доставки единицы груза из каждого пункта отправления в соответствующие пункты назначения задана матрицей тарифов
О1 |
О2 |
О3 |
О4 |
О5 |
Наличие |
||
Б1 |
2 |
10 |
15 |
14 |
4 |
150 |
|
Б2 |
3 |
7 |
12 |
5 |
8 |
170 |
|
Б3 |
21 |
18 |
6 |
13 |
16 |
260 |
|
Потребности |
100 |
90 |
160 |
150 |
80 |
Проверим необходимое и достаточное условие разрешимости задачи.
?a = 150 + 170 + 260 = 580
?b = 100 + 90 + 160 + 150 + 80 = 580
Условие баланса соблюдается. Наличие равно потребностям. Следовательно, модель транспортной задачи является закрытой.
Занесем исходные данные в распределительную таблицу.
линейный программирование потенциал переменная
О1 |
О2 |
О3 |
О4 |
О5 |
Наличие |
||
Б1 |
2 |
10 |
15 |
14 |
4 |
150 |
|
Б2 |
3 |
7 |
12 |
5 |
8 |
170 |
|
Б3 |
21 |
18 |
6 |
13 |
16 |
260 |
|
Потребности |
100 |
90 |
160 |
150 |
80 |
Этап I. Поиск первого опорного плана.
1. Используя метод северо-западного угла, построим первый опорный план транспортной задачи.
План начинается заполняться с верхнего левого угла.
Искомый элемент равен 2
Для этого элемента запасы равны 150, потребности 100. Поскольку минимальным является 100, то вычитаем его.
x11 = min(150,100) = 100.
2 |
10 |
15 |
14 |
4 |
150 - 100 = 50 |
|
x |
7 |
12 |
5 |
8 |
170 |
|
x |
18 |
6 |
13 |
16 |
260 |
|
100 - 100 = 0 |
90 |
160 |
150 |
80 |
0 |
Искомый элемент равен 10
Для этого элемента запасы равны 50, потребности 90. Поскольку минимальным является 50, то вычитаем его.
x12 = min(50,90) = 50.
2 |
10 |
x |
x |
x |
50 - 50 = 0 |
|
x |
7 |
12 |
5 |
8 |
170 |
|
x |
18 |
6 |
13 |
16 |
260 |
|
0 |
90 - 50 = 40 |
160 |
150 |
80 |
0 |
Искомый элемент равен 7
Для этого элемента запасы равны 170, потребности 40. Поскольку минимальным является 40, то вычитаем его.
x22 = min(170,40) = 40.
2 |
10 |
x |
x |
x |
0 |
|
x |
7 |
12 |
5 |
8 |
170 - 40 = 130 |
|
x |
x |
6 |
13 |
16 |
260 |
|
0 |
40 - 40 = 0 |
160 |
150 |
80 |
0 |
Искомый элемент равен 12
Для этого элемента запасы равны 130, потребности 160. Поскольку минимальным является 130, то вычитаем его.
x23 = min(130,160) = 130.
2 |
10 |
x |
x |
x |
0 |
|
x |
7 |
12 |
x |
x |
130 - 130 = 0 |
|
x |
x |
6 |
13 |
16 |
260 |
|
0 |
0 |
160 - 130 = 30 |
150 |
80 |
0 |
Искомый элемент равен 6
Для этого элемента запасы равны 260, потребности 30. Поскольку минимальным является 30, то вычитаем его.
x33 = min(260,30) = 30.
2 |
10 |
x |
x |
x |
0 |
|
x |
7 |
12 |
x |
x |
0 |
|
x |
x |
6 |
13 |
16 |
260 - 30 = 230 |
|
0 |
0 |
30 - 30 = 0 |
150 |
80 |
0 |
Искомый элемент равен 13
Для этого элемента запасы равны 230, потребности 150. Поскольку минимальным является 150, то вычитаем его.
x34 = min(230,150) = 150.
2 |
10 |
x |
x |
x |
0 |
|
x |
7 |
12 |
x |
x |
0 |
|
x |
x |
6 |
13 |
16 |
230 - 150 = 80 |
|
0 |
0 |
0 |
150 - 150 = 0 |
80 |
0 |
Искомый элемент равен 16
Для этого элемента запасы равны 80, потребности 80. Поскольку минимальным является 80, то вычитаем его.
x35 = min(80,80) = 80.
2 |
10 |
x |
x |
x |
0 |
||
x |
7 |
12 |
x |
x |
0 |
||
x |
x |
6 |
13 |
16 |
80 - 80 = 0 |
||
0 |
0 |
0 |
0 |
80 - 80 = 0 |
0 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Наличие |
||
1 |
2[100] |
10[50] |
15 |
14 |
4 |
150 |
|
2 |
3 |
7[40] |
12[130] |
5 |
8 |
170 |
|
3 |
21 |
18 |
6[30] |
13[150] |
16[80] |
260 |
|
Потребности |
100 |
90 |
160 |
150 |
80 |
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.
2. Подсчитаем число занятых клеток таблицы, их 7, а должно быть m + n - 1 = 7. Следовательно, опорный план является невырожденным.
Значение целевой функции для этого опорного плана равно:
F(x) = 2*100 + 10*50 + 7*40 + 12*130 + 6*30 + 13*150 + 16*80 = 5950
Этап II. Улучшение опорного плана.
Проверим оптимальность опорного плана. Найдем предварительные потенциалы ui, vj. по занятым клеткам таблицы, в которых ui + vj = cij, полагая, что u1 = 0.
u1 + v1 = 2; 0 + v1 = 2; v1 = 2
u1 + v2 = 10; 0 + v2 = 10; v2 = 10
u2 + v2 = 7; 10 + u2 = 7; u2 = -3
u2 + v3 = 12; -3 + v3 = 12; v3 = 15
u3 + v3 = 6; 15 + u3 = 6; u3 = -9
u3 + v4 = 13; -9 + v4 = 13; v4 = 22
u3 + v5 = 16; -9 + v5 = 16; v5 = 25
v1=2 |
v2=10 |
v3=15 |
v4=22 |
v5=25 |
||
u1=0 |
2[100] |
10[50] |
15 |
14 |
4 |
|
u2=-3 |
3 |
7[40] |
12[130] |
5 |
8 |
|
u3=-9 |
21 |
18 |
6[30] |
13[150] |
16[80] |
Опорный план не является оптимальным, так как существуют оценки свободных клеток, для которых ui + vj > cij
(1;4): 0 + 22 > 14; ?14 = 0 + 22 - 14 = 8
(1;5): 0 + 25 > 4; ?15 = 0 + 25 - 4 = 21
(2;4): -3 + 22 > 5; ?24 = -3 + 22 - 5 = 14
(2;5): -3 + 25 > 8; ?25 = -3 + 25 - 8 = 14
max(8,21,14,14) = 21
Выбираем максимальную оценку свободной клетки (1;5): 4
Для этого в перспективную клетку (1;5) поставим знак «+», а в остальных вершинах многоугольника чередующиеся знаки «-», «+», «-».
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Наличие |
||
1 |
2[100] |
10[50][-] |
15 |
14 |
4[+] |
150 |
|
2 |
3 |
7[40][+] |
12[130][-] |
5 |
8 |
170 |
|
3 |
21 |
18 |
6[30][+] |
13[150] |
16[80][-] |
260 |
|
Потребности |
100 |
90 |
160 |
150 |
80 |
Цикл приведен в таблице (1,5 > 1,2 > 2,2 > 2,3 > 3,3 > 3,5).
Из грузов хij стоящих в минусовых клетках, выбираем наименьшее, т.е. у = min (1, 2) = 50. Прибавляем 50 к объемам грузов, стоящих в плюсовых клетках и вычитаем 50 из Хij, стоящих в минусовых клетках. В результате получим новый опорный план.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Наличие |
||
1 |
2[100] |
10 |
15 |
14 |
4[50] |
150 |
|
2 |
3 |
7[90] |
12[80] |
5 |
8 |
170 |
|
3 |
21 |
18 |
6[80] |
13[150] |
16[30] |
260 |
|
Потребности |
100 |
90 |
160 |
150 |
80 |
Проверим оптимальность опорного плана. Найдем предварительные потенциалы ui, vj. по занятым клеткам таблицы, в которых ui + vj = cij, полагая, что u1 = 0.
u1 + v1 = 2; 0 + v1 = 2; v1 = 2
u1 + v5 = 4; 0 + v5 = 4; v5 = 4
u3 + v5 = 16; 4 + u3 = 16; u3 = 12
u3 + v3 = 6; 12 + v3 = 6; v3 = -6
u2 + v3 = 12; -6 + u2 = 12; u2 = 18
u2 + v2 = 7; 18 + v2 = 7; v2 = -11
u3 + v4 = 13; 12 + v4 = 13; v4 = 1
v1=2 |
v2=-11 |
v3=-6 |
v4=1 |
v5=4 |
||
u1=0 |
2[100] |
10 |
15 |
14 |
4[50] |
|
u2=18 |
3 |
7[90] |
12[80] |
5 |
8 |
|
u3=12 |
21 |
18 |
6[80] |
13[150] |
16[30] |
Опорный план не является оптимальным, так как существуют оценки свободных клеток, для которых ui + vj > cij
(2;1): 18 + 2 > 3; ?21 = 18 + 2 - 3 = 17
(2;4): 18 + 1 > 5; ?24 = 18 + 1 - 5 = 14
(2;5): 18 + 4 > 8; ?25 = 18 + 4 - 8 = 14
max(17,14,14) = 17
Выбираем максимальную оценку свободной клетки (2;1): 3
Для этого в перспективную клетку (2;1) поставим знак «+», а в остальных вершинах многоугольника чередующиеся знаки «-», «+», «-».
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Наличие |
||
1 |
2[100][-] |
10 |
15 |
14 |
4[50][+] |
150 |
|
2 |
3[+] |
7[90] |
12[80][-] |
5 |
8 |
170 |
|
3 |
21 |
18 |
6[80][+] |
13[150] |
16[30][-] |
260 |
|
Потребности |
100 |
90 |
160 |
150 |
80 |
Цикл приведен в таблице (2,1 > 2,3 > 3,3 > 3,5 > 1,5 > 1,1).
Из грузов хij стоящих в минусовых клетках, выбираем наименьшее, т.е. у = min (3, 5) = 30. Прибавляем 30 к объемам грузов, стоящих в плюсовых клетках и вычитаем 30 из Хij, стоящих в минусовых клетках. В результате получим новый опорный план.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Наличие |
||
1 |
2[70] |
10 |
15 |
14 |
4[80] |
150 |
|
2 |
3[30] |
7[90] |
12[50] |
5 |
8 |
170 |
|
3 |
21 |
18 |
6[110] |
13[150] |
16 |
260 |
|
Потребности |
100 |
90 |
160 |
150 |
80 |
Проверим оптимальность опорного плана. Найдем предварительные потенциалы ui, vj. по занятым клеткам таблицы, в которых ui + vj = cij, полагая, что u1 = 0.
u1 + v1 = 2; 0 + v1 = 2; v1 = 2
u2 + v1 = 3; 2 + u2 = 3; u2 = 1
u2 + v2 = 7; 1 + v2 = 7; v2 = 6
u2 + v3 = 12; 1 + v3 = 12; v3 = 11
u3 + v3 = 6; 11 + u3 = 6; u3 = -5
u3 + v4 = 13; -5 + v4 = 13; v4 = 18
u1 + v5 = 4; 0 + v5 = 4; v5 = 4
v1=2 |
v2=6 |
v3=11 |
v4=18 |
v5=4 |
||
u1=0 |
2[70] |
10 |
15 |
14 |
4[80] |
|
u2=1 |
3[30] |
7[90] |
12[50] |
5 |
8 |
|
u3=-5 |
21 |
18 |
6[110] |
13[150] |
16 |
Опорный план не является оптимальным, так как существуют оценки свободных клеток, для которых ui + vj > cij
(1;4): 0 + 18 > 14; ?14 = 0 + 18 - 14 = 4
(2;4): 1 + 18 > 5; ?24 = 1 + 18 - 5 = 14, max(4,14) = 14
Выбираем максимальную оценку свободной клетки (2;4): 5
Для этого в перспективную клетку (2;4) поставим знак «+»
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Наличие |
||
1 |
2[70] |
10 |
15 |
14 |
4[80] |
150 |
|
2 |
3[30] |
7[90] |
12[50][-] |
5[+] |
8 |
170 |
|
3 |
21 |
18 |
6[110][+] |
13[150][-] |
16 |
260 |
|
Потребности |
100 |
90 |
160 |
150 |
80 |
Цикл приведен в таблице (2,4 > 2,3 > 3,3 > 3,4). Из грузов хij стоящих в минусовых клетках, выбираем наименьшее, т.е. у = min (2, 3) = 50. Прибавляем 50 к объемам грузов, стоящих в плюсовых клетках и вычитаем 50 из Хij, стоящих в минусовых клетках. В результате получим новый опорный план.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Наличие |
||
1 |
2[70] |
10 |
15 |
14 |
4[80] |
150 |
|
2 |
3[30] |
7[90] |
12 |
5[50] |
8 |
170 |
|
3 |
21 |
18 |
6[160] |
13[100] |
16 |
260 |
|
Потребности |
100 |
90 |
160 |
150 |
80 |
Проверим оптимальность опорного плана. Найдем предварительные потенциалы ui, vj. по занятым клеткам таблицы, в которых ui + vj = cij, полагая, что u1 = 0.
u1 + v1 = 2; 0 + v1 = 2; v1 = 2
u2 + v1 = 3; 2 + u2 = 3; u2 = 1
u2 + v2 = 7; 1 + v2 = 7; v2 = 6
u2 + v4 = 5; 1 + v4 = 5; v4 = 4
u3 + v4 = 13; 4 + u3 = 13; u3 = 9
u3 + v3 = 6; 9 + v3 = 6; v3 = -3
u1 + v5 = 4; 0 + v5 = 4; v5 = 4
v1=2 |
v2=6 |
v3=-3 |
v4=4 |
v5=4 |
||
u1=0 |
2[70] |
10 |
15 |
14 |
4[80] |
|
u2=1 |
3[30] |
7[90] |
12 |
5[50] |
8 |
|
u3=9 |
21 |
18 |
6[160] |
13[100] |
16 |
Опорный план является оптимальным, так все оценки свободных клеток удовлетворяют условию ui + vj ? cij.
Минимальные затраты составят:
F(x) = 2*70 + 4*80 + 3*30 + 7*90 + 5*50 + 6*160 + 13*100 = 3690
Анализ оптимального плана.
Из 1-го склада необходимо груз направить в 1-й магазин (70), в 5-й магазин (80).
Из 2-го склада необходимо груз направить в 1-й магазин (30), в 2-й магазин (90), в 4-й магазин (50).
Из 3-го склада необходимо груз направить в 3-й магазин (160), в 4-й магазин (100).
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Применение линейного программирования для решения транспортной задачи. Свойство системы ограничений, опорное решение задачи. Методы построения начального опорного решения. Распределительный метод, алгоритм решения транспортной задачи методом потенциалов.
реферат [4,1 M], добавлен 09.03.2011Сущность модифицированного симплексного метода при решении задач линейного программирования. Характеристика подходов к вычислительной схеме симплекс-метода. Использование в экономическом моделировании. Графический способ решения транспортной задачи.
контрольная работа [32,0 K], добавлен 15.03.2016Численные методы решения трансцедентных уравнений. Решение с помощью метода жордановых исключений системы линейных алгебраических уравнений. Симплексный метод решения задачи линейного программирования. Транспортная задача, применение метода потенциалов.
методичка [955,1 K], добавлен 19.06.2015Способы решения задач линейного программирования с вещественными числами симплекс-методом. Общие задачи, формы записи, максимизация и минимизация функции методом искусственного базиса. Пути поиска и исключения из базиса искусственных переменных.
контрольная работа [130,6 K], добавлен 09.02.2013Виды задач линейного программирования и формулировка задачи. Сущность оптимизации как раздела математики и характеристика основных методов решения задач. Понятие симплекс-метода, реальные прикладные задачи. Алгоритм и этапы решения транспортной задачи.
курсовая работа [268,0 K], добавлен 17.02.2010Цель 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 формализация оптимизационной проблемы. Геометрическая интерпретация стандартной задачи линейного программирования, планирование товарооборота. Сущность и алгоритм симплекс-метода. Постановка транспортной задачи, последовательность решения.
учебное пособие [126,0 K], добавлен 07.10.2014Геометрический способ решения стандартных задач линейного программирования с двумя переменными. Универсальный метод решения канонической задачи. Основная идея симплекс-метода, реализация на примере. Табличная реализация простого симплекс-метода.
реферат [583,3 K], добавлен 15.06.2010Решение 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 15.08.2012Основные методы решения задач линейного программирования. Графический метод, симплекс-метод. Двойственная задача, метод потенциалов. Моделирование и особенности решения транспортной задачи методом потенциалов с использованием возможностей Мicrosoft Excel.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 14.03.2014