Симплекс-метод

Решение задач графически и симплекс-методом. Экономическое толкование полученных решений. Решение двойственной задачи для оптимальной системы оценок ресурсов. Определение дефицитных и недефицитных ресурсов. Обоснование эффективности оптимального плана.

Рубрика Экономико-математическое моделирование
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 13.09.2015
Размер файла 226,7 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.

Следовательно, 3-ая строка является ведущей.

Разрешающий элемент равен (44/5) и находится на пересечении ведущего столбца и ведущей строки.

Базис

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

x8

x9

x10

x11

x12

x13

x14

min

x10

2

0

0

-1

1/5

0

0

0

4/5

0

1

-1/5

0

0

-4/5

21/2

x6

1

0

0

0

-1/5

0

1

0

1/5

0

0

1/5

0

-1

-1/5

5

x12

4

0

0

0

1/5

-1

0

0

44/5

0

0

-1/5

1

0

-44/5

5/6

x1

1

1

0

0

-1/5

0

0

0

1/5

0

0

1/5

0

0

-1/5

5

x7

3

0

0

0

1/5

0

0

1

-1/5

0

0

-1/5

0

0

1/5

-

x2

0

0

1

0

0

0

0

0

-1

0

0

0

0

0

1

-

x9

4

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

-1

4

F(X4)

7-6M

0

0

M

-12/5-2/5M

M

0

0

22/5-53/5M

0

0

12/5+12/5M

0

M

-22/5+63/5M

0

4. Пересчет симплекс-таблицы.

Формируем следующую часть симплексной таблицы.

Вместо переменной x12 в план 4 войдет переменная x8.

Строка, соответствующая переменной x8 в плане 4, получена в результате деления всех элементов строки x12 плана 3 на разрешающий элемент РЭ=44/5

На месте разрешающего элемента в плане 4 получаем 1.

В остальных клетках столбца x8 плана 4 записываем нули.

Таким образом, в новом плане 4 заполнены строка x8 и столбец x8.

Все остальные элементы нового плана 4, включая элементы индексной строки, определяются по правилу прямоугольника.

Представим расчет каждого элемента в виде таблицы:

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

2-(4 * 4/5):44/5

0-(0 * 4/5):44/5

0-(0 * 4/5):44/5

-1-(0 * 4/5):44/5

1/5-(1/5 * 4/5):44/5

0-(-1 * 4/5):44/5

0-(0 * 4/5):44/5

0-(0 * 4/5):44/5

1-(4 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

-1/5-(1/5 * 1/5):44/5

0-(-1 * 1/5):44/5

1-(0 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

4 : 44/5

0 : 44/5

0 : 44/5

0 : 44/5

1/5 : 44/5

-1 : 44/5

0 : 44/5

0 : 44/5

1-(4 * 1/5):44/5

1-(0 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

-1/5-(1/5 * 1/5):44/5

0-(-1 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

3-(4 * -1/5):44/5

0-(0 * -1/5):44/5

0-(0 * -1/5):44/5

0-(0 * -1/5):44/5

1/5-(1/5 * -1/5):44/5

0-(-1 * -1/5):44/5

0-(0 * -1/5):44/5

1-(0 * -1/5):44/5

0-(4 * -1):44/5

0-(0 * -1):44/5

1-(0 * -1):44/5

0-(0 * -1):44/5

0-(1/5 * -1):44/5

0-(-1 * -1):44/5

0-(0 * -1):44/5

0-(0 * -1):44/5

4-(4 * 1):44/5

0-(0 * 1):44/5

0-(0 * 1):44/5

0-(0 * 1):44/5

0-(1/5 * 1):44/5

0-(-1 * 1):44/5

0-(0 * 1):44/5

0-(0 * 1):44/5

(-22/5+63/5M)-(4 * (22/5-53/5M)):44/5

(0)-(0 * (22/5-53/5M)):44/5

(0)-(0 * (22/5-53/5M)):44/5

(M)-(0 * (22/5-53/5M)):44/5

(-12/5-2/5M)-(1/5 * (22/5-53/5M)):44/5

(M)-(-1 * (22/5-53/5M)):44/5

(0)-(0 * (22/5-53/5M)):44/5

(0)-(0 * (22/5-53/5M)):44/5

x8

x9

x10

x11

x12

x13

x14

4/5-(44/5 * 4/5):44/5

0-(0 * 4/5):44/5

1-(0 * 4/5):44/5

-1/5-(-1/5 * 4/5):44/5

0-(1 * 4/5):44/5

0-(0 * 4/5):44/5

-4/5-(-44/5 * 4/5):44/5

1/5-(44/5 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

1/5-(-1/5 * 1/5):44/5

0-(1 * 1/5):44/5

-1-(0 * 1/5):44/5

-1/5-(-44/5 * 1/5):44/5

44/5 : 44/5

0 : 44/5

0 : 44/5

-1/5 : 44/5

1 : 44/5

0 : 44/5

-44/5 : 44/5

1/5-(44/5 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

1/5-(-1/5 * 1/5):44/5

0-(1 * 1/5):44/5

0-(0 * 1/5):44/5

-1/5-(-44/5 * 1/5):44/5

-1/5-(44/5 * -1/5):44/5

0-(0 * -1/5):44/5

0-(0 * -1/5):44/5

-1/5-(-1/5 * -1/5):44/5

0-(1 * -1/5):44/5

0-(0 * -1/5):44/5

1/5-(-44/5 * -1/5):44/5

-1-(44/5 * -1):44/5

0-(0 * -1):44/5

0-(0 * -1):44/5

0-(-1/5 * -1):44/5

0-(1 * -1):44/5

0-(0 * -1):44/5

1-(-44/5 * -1):44/5

1-(44/5 * 1):44/5

1-(0 * 1):44/5

0-(0 * 1):44/5

0-(-1/5 * 1):44/5

0-(1 * 1):44/5

0-(0 * 1):44/5

-1-(-44/5 * 1):44/5

(22/5-53/5M)-(44/5 * (22/5-53/5M)):44/5

(0)-(0 * (22/5-53/5M)):44/5

(0)-(0 * (22/5-53/5M)):44/5

(12/5+12/5M)-(-1/5 * (22/5-53/5M)):44/5

(0)-(1 * (22/5-53/5M)):44/5

(M)-(0 * (22/5-53/5M)):44/5

(-22/5+63/5M)-(-44/5 * (22/5-53/5M)):44/5

Получаем новую симплекс-таблицу:

Базис

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

x8

x9

x10

x11

x12

x13

x14

x10

4/3

0

0

-1

1/6

1/6

0

0

0

0

1

-1/6

-1/6

0

0

x6

5/6

0

0

0

-5/24

1/24

1

0

0

0

0

5/24

-1/24

-1

0

x8

5/6

0

0

0

1/24

-5/24

0

0

1

0

0

-1/24

5/24

0

-1

x1

5/6

1

0

0

-5/24

1/24

0

0

0

0

0

5/24

-1/24

0

0

x7

19/6

0

0

0

5/24

-1/24

0

1

0

0

0

-5/24

1/24

0

0

x2

5/6

0

1

0

1/24

-5/24

0

0

0

0

0

-1/24

5/24

0

0

x9

19/6

0

0

0

-1/24

5/24

0

0

0

1

0

1/24

-5/24

0

0

F(X4)

5-11/3M

0

0

M

-11/2-M

1/2-M

0

0

0

0

0

11/2+11/6M

-1/2+11/6M

M

M

Итерация №4.

1. Проверка критерия оптимальности.

Текущий опорный план неоптимален, так как в индексной строке находятся отрицательные коэффициенты.

2. Определение новой базисной переменной.

В качестве ведущего выберем столбец, соответствующий переменной x4, так как это наибольший коэффициент по модулю.

3. Определение новой свободной переменной.

Вычислим значения Di по строкам как частное от деления: bi / ai4

и из них выберем наименьшее:

min (11/3 : 1/6 , - , 5/6 : 1/24 , - , 31/6 : 5/24 , 5/6 : 1/24 , - ) = 8

Следовательно, 1-ая строка является ведущей.

Разрешающий элемент равен (1/6) и находится на пересечении ведущего столбца и ведущей строки.

Базис

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

x8

x9

x10

x11

x12

x13

x14

min

x10

11/3

0

0

-1

1/6

1/6

0

0

0

0

1

-1/6

-1/6

0

0

8

x6

5/6

0

0

0

-5/24

1/24

1

0

0

0

0

5/24

-1/24

-1

0

-

x8

5/6

0

0

0

1/24

-5/24

0

0

1

0

0

-1/24

5/24

0

-1

20

x1

5/6

1

0

0

-5/24

1/24

0

0

0

0

0

5/24

-1/24

0

0

-

x7

31/6

0

0

0

5/24

-1/24

0

1

0

0

0

-5/24

1/24

0

0

151/5

x2

5/6

0

1

0

1/24

-5/24

0

0

0

0

0

-1/24

5/24

0

0

20

x9

31/6

0

0

0

-1/24

5/24

0

0

0

1

0

1/24

-5/24

0

0

-

F(X5)

5-11/3M

0

0

M

-11/2-M

1/2-M

0

0

0

0

0

11/2+11/6M

-1/2+11/6M

M

M

0

4. Пересчет симплекс-таблицы.

Формируем следующую часть симплексной таблицы.

Вместо переменной x10 в план 5 войдет переменная x4.

Строка, соответствующая переменной x4 в плане 5, получена в результате деления всех элементов строки x10 плана 4 на разрешающий элемент РЭ=1/6

На месте разрешающего элемента в плане 5 получаем 1.

В остальных клетках столбца x4 плана 5 записываем нули.

Таким образом, в новом плане 5 заполнены строка x4 и столбец x4.

Все остальные элементы нового плана 5, включая элементы индексной строки, определяются по правилу прямоугольника.

Представим расчет каждого элемента в виде таблицы:

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

11/3 : 1/6

0 : 1/6

0 : 1/6

-1 : 1/6

1/6 : 1/6

1/6 : 1/6

0 : 1/6

0 : 1/6

5/6-(11/3 * -5/24):1/6

0-(0 * -5/24):1/6

0-(0 * -5/24):1/6

0-(-1 * -5/24):1/6

-5/24-(1/6 * -5/24):1/6

1/24-(1/6 * -5/24):1/6

1-(0 * -5/24):1/6

0-(0 * -5/24):1/6

5/6-(11/3 * 1/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

0-(-1 * 1/24):1/6

1/24-(1/6 * 1/24):1/6

-5/24-(1/6 * 1/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

5/6-(11/3 * -5/24):1/6

1-(0 * -5/24):1/6

0-(0 * -5/24):1/6

0-(-1 * -5/24):1/6

-5/24-(1/6 * -5/24):1/6

1/24-(1/6 * -5/24):1/6

0-(0 * -5/24):1/6

0-(0 * -5/24):1/6

31/6-(11/3 * 5/24):1/6

0-(0 * 5/24):1/6

0-(0 * 5/24):1/6

0-(-1 * 5/24):1/6

5/24-(1/6 * 5/24):1/6

-1/24-(1/6 * 5/24):1/6

0-(0 * 5/24):1/6

1-(0 * 5/24):1/6

5/6-(11/3 * 1/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

1-(0 * 1/24):1/6

0-(-1 * 1/24):1/6

1/24-(1/6 * 1/24):1/6

-5/24-(1/6 * 1/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

31/6-(11/3 * -1/24):1/6

0-(0 * -1/24):1/6

0-(0 * -1/24):1/6

0-(-1 * -1/24):1/6

-1/24-(1/6 * -1/24):1/6

5/24-(1/6 * -1/24):1/6

0-(0 * -1/24):1/6

0-(0 * -1/24):1/6

(M)-(11/3*(-11/2-M)):1/6

(0)-(0 * (-11/2-M)):1/6

(0)-(0 * (-11/2-M)):1/6

(M)-(-1 * (-11/2-M)):1/6

(-11/2-M)-(1/6 * (-11/2-M)):1/6

(1/2-M)-(1/6 * (-11/2-M)):1/6

(0)-(0 * (-11/2-M)):1/6

(0)-(0 * (-11/2-M)):1/6

x8

x9

x10

x11

x12

x13

x14

0 : 1/6

0 : 1/6

1 : 1/6

-1/6 : 1/6

-1/6 : 1/6

0 : 1/6

0 : 1/6

0-(0 * -5/24):1/6

0-(0 * -5/24):1/6

0-(1 * -5/24):1/6

5/24-(-1/6 * -5/24):1/6

-1/24-(-1/6 * -5/24):1/6

-1-(0 * -5/24):1/6

0-(0 * -5/24):1/6

1-(0 * 1/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

0-(1 * 1/24):1/6

-1/24-(-1/6 * 1/24):1/6

5/24-(-1/6 * 1/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

-1-(0 * 1/24):1/6

0-(0 * -5/24):1/6

0-(0 * -5/24):1/6

0-(1 * -5/24):1/6

5/24-(-1/6 * -5/24):1/6

-1/24-(-1/6 * -5/24):1/6

0-(0 * -5/24):1/6

0-(0 * -5/24):1/6

0-(0 * 5/24):1/6

0-(0 * 5/24):1/6

0-(1 * 5/24):1/6

-5/24-(-1/6 * 5/24):1/6

1/24-(-1/6 * 5/24):1/6

0-(0 * 5/24):1/6

0-(0 * 5/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

0-(1 * 1/24):1/6

-1/24-(-1/6 * 1/24):1/6

5/24-(-1/6 * 1/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

0-(0 * 1/24):1/6

0-(0 * -1/24):1/6

1-(0 * -1/24):1/6

0-(1 * -1/24):1/6

1/24-(-1/6 * -1/24):1/6

-5/24-(-1/6 * -1/24):1/6

0-(0 * -1/24):1/6

0-(0 * -1/24):1/6

(0)-(0 * (-11/2-M)):1/6

(0)-(0 * (-11/2-M)):1/6

(0)-(1 * (-11/2-M)):1/6

(11/2+11/6M)-(-1/6 * (-11/2-M)):1/6

(-1/2+11/6M)-(-1/6 * (-11/2-M)):1/6

(M)-(0 * (-11/2-M)):1/6

(M)-(0 * (-11/2-M)):1/6

Получаем новую симплекс-таблицу:

Базис

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

x8

x9

x10

x11

x12

x13

x14

x4

8

0

0

-6

1

1

0

0

0

0

6

-1

-1

0

0

x6

5/2

0

0

-5/4

0

1/4

1

0

0

0

5/4

0

-1/4

-1

0

x8

1/2

0

0

1/4

0

-1/4

0

0

1

0

-1/4

0

1/4

0

-1

x1

5/2

1

0

-5/4

0

1/4

0

0

0

0

5/4

0

-1/4

0

0

x7

3/2

0

0

5/4

0

-1/4

0

1

0

0

-5/4

0

1/4

0

0

x2

1/2

0

1

1/4

0

-1/4

0

0

0

0

-1/4

0

1/4

0

0

x9

7/2

0

0

-1/4

0

1/4

0

0

0

1

1/4

0

-1/4

0

0

F(X5)

17

0

0

-9

0

2

0

0

0

0

9+M

M

-2+M

M

M

Итерация №5.

1. Проверка критерия оптимальности.

Текущий опорный план неоптимален, так как в индексной строке находятся отрицательные коэффициенты.

2. Определение новой базисной переменной.

В качестве ведущего выберем столбец, соответствующий переменной x3, так как это наибольший коэффициент по модулю.

3. Определение новой свободной переменной.

Вычислим значения Di по строкам как частное от деления: bi / ai3

и из них выберем наименьшее:

min (- , - , 1/2 : 1/4 , - , 11/2 : 11/4 , 1/2 : 1/4 , - ) = 11/5

Следовательно, 5-ая строка является ведущей.

Разрешающий элемент равен (11/4) и находится на пересечении ведущего столбца и ведущей строки.

Базис

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

x8

x9

x10

x11

x12

x13

x14

min

x4

8

0

0

-6

1

1

0

0

0

0

6

-1

-1

0

0

-

x6

21/2

0

0

-11/4

0

1/4

1

0

0

0

11/4

0

-1/4

-1

0

-

x8

1/2

0

0

1/4

0

-1/4

0

0

1

0

-1/4

0

1/4

0

-1

2

x1

21/2

1

0

-11/4

0

1/4

0

0

0

0

11/4

0

-1/4

0

0

-

x7

11/2

0

0

11/4

0

-1/4

0

1

0

0

-11/4

0

1/4

0

0

11/5

x2

1/2

0

1

1/4

0

-1/4

0

0

0

0

-1/4

0

1/4

0

0

2

x9

31/2

0

0

-1/4

0

1/4

0

0

0

1

1/4

0

-1/4

0

0

-

F(X6)

17

0

0

-9

0

2

0

0

0

0

9+M

M

-2+M

M

M

0

4. Пересчет симплекс-таблицы.

Формируем следующую часть симплексной таблицы.

Вместо переменной x7 в план 6 войдет переменная x3.

Строка, соответствующая переменной x3 в плане 6, получена в результате деления всех элементов строки x7 плана 5 на разрешающий элемент РЭ=11/4

На месте разрешающего элемента в плане 6 получаем 1.

В остальных клетках столбца x3 плана 6 записываем нули.

Таким образом, в новом плане 6 заполнены строка x3 и столбец x3.

Все остальные элементы нового плана 6, включая элементы индексной строки, определяются по правилу прямоугольника.

Представим расчет каждого элемента в виде таблицы:

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

8-(11/2 * -6):11/4

0-(0 * -6):11/4

0-(0 * -6):11/4

-6-(11/4 * -6):11/4

1-(0 * -6):11/4

1-(-1/4 * -6):11/4

0-(0 * -6):11/4

0-(1 * -6):11/4

21/2-(11/2 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

-11/4-(11/4 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

1/4-(-1/4 * -11/4):11/4

1-(0 * -11/4):11/4

0-(1 * -11/4):11/4

1/2-(11/2 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

1/4-(11/4 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

-1/4-(-1/4 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

0-(1 * 1/4):11/4

21/2-(11/2 * -11/4):11/4

1-(0 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

-11/4-(11/4 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

1/4-(-1/4 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

0-(1 * -11/4):11/4

11/2 : 11/4

0 : 11/4

0 : 11/4

11/4 : 11/4

0 : 11/4

-1/4 : 11/4

0 : 11/4

1 : 11/4

1/2-(11/2 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

1-(0 * 1/4):11/4

1/4-(11/4 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

-1/4-(-1/4 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

0-(1 * 1/4):11/4

31/2-(11/2 * -1/4):11/4

0-(0 * -1/4):11/4

0-(0 * -1/4):11/4

-1/4-(11/4 * -1/4):11/4

0-(0 * -1/4):11/4

1/4-(-1/4 * -1/4):11/4

0-(0 * -1/4):11/4

0-(1 * -1/4):11/4

(M)-(11/2 * (-9)):11/4

(0)-(0 * (-9)):11/4

(0)-(0 * (-9)):11/4

(-9)-(11/4 * (-9)):11/4

(0)-(0 * (-9)):11/4

(2)-(-1/4 * (-9)):11/4

(0)-(0 * (-9)):11/4

(0)-(1 * (-9)):11/4

x8

x9

x10

x11

x12

x13

x14

0-(0 * -6):11/4

0-(0 * -6):11/4

6-(-11/4 * -6):11/4

-1-(0 * -6):11/4

-1-(1/4 * -6):11/4

0-(0 * -6):11/4

0-(0 * -6):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

11/4-(-11/4 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

-1/4-(1/4 * -11/4):11/4

-1-(0 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

1-(0 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

-1/4-(-11/4 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

1/4-(1/4 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

-1-(0 * 1/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

11/4-(-11/4 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

-1/4-(1/4 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

0-(0 * -11/4):11/4

0 : 11/4

0 : 11/4

-11/4 : 11/4

0 : 11/4

1/4 : 11/4

0 : 11/4

0 : 11/4

0-(0 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

-1/4-(-11/4 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

1/4-(1/4 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

0-(0 * 1/4):11/4

0-(0 * -1/4):11/4

1-(0 * -1/4):11/4

1/4-(-11/4 * -1/4):11/4

0-(0 * -1/4):11/4

-1/4-(1/4 * -1/4):11/4

0-(0 * -1/4):11/4

0-(0 * -1/4):11/4

(0)-(0 * (-9)):11/4

(0)-(0 * (-9)):11/4

(9+M)-(-11/4 * (-9)):11/4

(M)-(0 * (-9)):11/4

(-2+M)-(1/4 * (-9)):11/4

(M)-(0 * (-9)):11/4

(M)-(0 * (-9)):11/4

Получаем новую симплекс-таблицу:

Базис

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

x8

x9

x10

x11

x12

x13

x14

x4

76/5

0

0

0

1

-1/5

0

24/5

0

0

0

-1

1/5

0

0

x6

4

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

-1

0

x8

1/5

0

0

0

0

-1/5

0

-1/5

1

0

0

0

1/5

0

-1

x1

4

1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

x3

6/5

0

0

1

0

-1/5

0

4/5

0

0

-1

0

1/5

0

0

x2

1/5

0

1

0

0

-1/5

0

-1/5

0

0

0

0

1/5

0

0

x9

19/5

0

0

0

0

1/5

0

1/5

0

1

0

0

-1/5

0

0

F(X6)

274/5

0

0

0

0

1/5

0

71/5

0

0

M

M

-1/5+M

M

M

1. Проверка критерия оптимальности.

Среди значений индексной строки нет отрицательных. Поэтому эта таблица определяет оптимальный план задачи.

Окончательный вариант симплекс-таблицы:

Базис

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

x8

x9

x10

x11

x12

x13

x14

x4

76/5

0

0

0

1

-1/5

0

24/5

0

0

0

-1

1/5

0

0

x6

4

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

-1

0

x8

1/5

0

0

0

0

-1/5

0

-1/5

1

0

0

0

1/5

0

-1

x1

4

1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

x3

6/5

0

0

1

0

-1/5

0

4/5

0

0

-1

0

1/5

0

0

x2

1/5

0

1

0

0

-1/5

0

-1/5

0

0

0

0

1/5

0

0

x9

19/5

0

0

0

0

1/5

0

1/5

0

1

0

0

-1/5

0

0

F(X7)

274/5

0

0

0

0

1/5

0

71/5

0

0

M

M

-1/5+M

M

M

Так как в оптимальном решении отсутствуют искусственные переменные (они равны нулю), то данное решение является допустимым.

Оптимальный план можно записать так:

x1 = 4

x2 = 1/5

F(X) = 7*4 -1*1/5 = 274/5

Построим двойственную задачу по следующим правилам.

1. Количество переменных в двойственной задаче равно количеству неравенств в исходной.

2. Матрица коэффициентов двойственной задачи является транспонированной к матрице коэффициентов исходной.

3. Система ограничений двойственной задачи записывается в виде неравенств противоположного смысла неравенствам системы ограничений прямой задачи.

Столбец свободных членов исходной задачи является строкой коэффициентов для целевой функции двойственной. Целевая функция в одной задаче максимизируется, в другой минимизируется.

Расширенная матрица A.

-1

-1

-3

-5

-1

-5

-1

-5

-5

-1

0

0

1

0

4

0

-1

0

0

1

4

7

-1

0

Транспонированная матрица AT.

-1

-5

-1

-1

1

0

0

7

-1

-1

-5

0

0

-1

1

-1

-3

-5

-5

0

4

0

4

0

Условиям неотрицательности переменных исходной задачи соответствуют неравенства-ограничения двойственной, направленные в другую сторону. И наоборот, неравенствам-ограничениям в исходной соответствуют условия неотрицательности в двойственной.

Неравенства, соединенные стрелочками (-), называются сопряженными.

- y1 - 5y2 - y3 - y4 + y5?7

- y1 - y2 - 5y3 - y6 + y7?-1

- 3y1 - 5y2 - 5y3 + 4y5 + 4y7 > min

y1 ? 0

y2 ? 0

y3 ? 0

y4 ? 0

y5 ? 0

y6 ? 0

y7 ? 0

Исходная задача I

Двойственная задача II

x1 ? 0

-

- y1 - 5y2 - y3 - y4 + y5?7

x2 ? 0

-

- y1 - y2 - 5y3 - y6 + y7?-1

7x1 - x2 > max

-

- 3y1 - 5y2 - 5y3 + 4y5 + 4y7 > min

- x1 - x2?-3

-

y1 ? 0

- 5x1 - x2?-5

-

y2 ? 0

- x1 - 5x2?-5

-

y3 ? 0

- x1?0

-

y4 ? 0

x1?4

-

y5 ? 0

- x2?0

-

y6 ? 0

x2?4

-

y7 ? 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.

A = (A4, A6, A8, A1, A3, A2, A9) =

0

0

0

1

-1

1

0

-1

0

0

5

0

1

0

0

0

0

1

0

5

0

0

-1

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

-1

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

1

Определив обратную матрицу D = А-1 через алгебраические дополнения, получим:

А-1 =

0

-1

1/5

0

24/5

0

0

0

0

0

-1

1

0

0

0

0

1/5

0

-1/5

-1

0

0

0

0

0

1

0

0

-1

0

1/5

0

4/5

0

0

0

0

1/5

0

-1/5

0

0

0

0

-1/5

0

1/5

0

1

Как видно из последнего плана симплексной таблицы, обратная матрица A-1 расположена в столбцах дополнительных переменных.

Тогда Y = C*A-1 =

(0, 0, 0, 7, 0, -1, 0) x

0

-1

1/5

0

24/5

0

0

0

0

0

-1

1

0

0

0

0

1/5

0

-1/5

-1

0

0

0

0

0

1

0

0

-1

0

1/5

0

4/5

0

0

0

0

1/5

0

-1/5

0

0

0

0

-1/5

0

1/5

0

1

= (0;0;-1/5;0;36/5;0;0)

Оптимальный план двойственной задачи равен:

y1 = 0

y2 = 0

y3 = -1/5

y4 = 0

y5 = 71/5

y6 = 0

y7 = 0

Z(Y) = 3*0+5*0+5*(-1/5)+0*0+4*71/5+0*0+4*0 = 274/5

Критерий оптимальности полученного решения. Если существуют такие допустимые решения X и Y прямой и двойственной задач, для которых выполняется равенство целевых функций F(x) = Z(y), то эти решения X и Y являются оптимальными решениями прямой и двойственной задач соответственно.

Определение дефицитных и недефицитных (избыточных) ресурсов. Вторая теорема двойственности.

Подставим оптимальный план прямой задачи в систему ограниченной математической модели:

1*4 + 1*1/5 = 41/5 > 3

5*4 + 1*1/5 = 201/5 > 5

1*4 + 5*1/5 = 5 = 5

1*4 + 0*1/5 = 4 > 0

1*4 + 0*1/5 = 4 = 4

0*4 + 1*1/5 = 1/5 > 0

0*4 + 1*1/5 = 1/5 < 4

1-ое ограничение выполняется как строгое неравенство, т.е. ресурс 1-го вида израсходован не полностью. Значит, этот ресурс не является дефицитным и его оценка в оптимальном плане y1 = 0.

Неиспользованный экономический резерв ресурса 1 составляет 11/5 (3-41/5).

Этот резерв не может быть использован в оптимальном плане, но указывает на возможность изменений в объекте моделирования (например, резерв ресурса можно продать или сдать в аренду).

2-ое ограничение выполняется как строгое неравенство, т.е. ресурс 2-го вида израсходован не полностью. Значит, этот ресурс не является дефицитным и его оценка в оптимальном плане y2 = 0.

Неиспользованный экономический резерв ресурса 2 составляет 151/5 (5-201/5).

Этот резерв не может быть использован в оптимальном плане, но указывает на возможность изменений в объекте моделирования (например, резерв ресурса можно продать или сдать в аренду).

3-ое ограничение прямой задачи выполняется как равенство. Это означает, что 3-ый ресурс полностью используется в оптимальном плане, является дефицитным и его оценка согласно второй теореме двойственности отлична от нуля (y3 ? 0).

4-ое ограничение выполняется как строгое неравенство, т.е. ресурс 4-го вида израсходован не полностью. Значит, этот ресурс не является дефицитным и его оценка в оптимальном плане y4 = 0.

Неиспользованный экономический резерв ресурса 4 составляет 4 (0-4).

Этот резерв не может быть использован в оптимальном плане, но указывает на возможность изменений в объекте моделирования (например, резерв ресурса можно продать или сдать в аренду).

5-ое ограничение прямой задачи выполняется как равенство. Это означает, что 5-ый ресурс полностью используется в оптимальном плане, является дефицитным и его оценка согласно второй теореме двойственности отлична от нуля (y5 ? 0).

6-ое ограничение выполняется как строгое неравенство, т.е. ресурс 6-го вида израсходован не полностью. Значит, этот ресурс не является дефицитным и его оценка в оптимальном плане y6 = 0.

Неиспользованный экономический резерв ресурса 6 составляет 1/5 (0-1/5).

Этот резерв не может быть использован в оптимальном плане, но указывает на возможность изменений в объекте моделирования (например, резерв ресурса можно продать или сдать в аренду).

7-ое ограничение выполняется как строгое неравенство, т.е. ресурс 7-го вида израсходован не полностью. Значит, этот ресурс не является дефицитным и его оценка в оптимальном плане y7 = 0.

Неиспользованный экономический резерв ресурса 7 составляет 34/5 (4-1/5).

Этот резерв не может быть использован в оптимальном плане, но указывает на возможность изменений в объекте моделирования (например, резерв ресурса можно продать или сдать в аренду).

Двойственные оценки отражают сравнительную дефицитность различных видов ресурсов в отношении принятого в задаче показателя эффективности. Оценки показывают, какие ресурсы являются более дефицитными, (они будут иметь самые высокие оценки), какие менее дефицитными и какие совсем недефицитны (избыточны) - они будут равны нулю.

Обоснование эффективности оптимального плана.

При подстановке оптимальных двойственных оценок в систему ограничений двойственной задачи получим:

1*0 + 5*0 + 1*(-1/5) + 1*0 + 1*71/5 + 0*0 + 0*0 = 7 = 7

1*0 + 1*0 + 5*(-1/5) + 0*0 + 0*71/5 + 1*0 + 1*0 = -1 = -1

1-ое ограничение двойственной задачи выполняется как равенство. Это означает, что 1-ый продукт экономически выгодно производить, а его использование предусмотрено оптимальным планом прямой задачи (x1>0).

2-ое ограничение двойственной задачи выполняется как равенство. Это означает, что 2-ый продукт экономически выгодно производить, а его использование предусмотрено оптимальным планом прямой задачи (x2>0).

ВОПРОС № 2. ТРАНСПОРТНАЯ ЗАДАЧА

a. Сформулировать постановку задачи

b. Найти начальный опорный план методом «северо-западного угла, методом «минимального элемента», методом «двойного предпочтения»

c. Найти оптимальный план методом потенциалов

Сформулировать постановку задачи

Стоимость доставки единицы груза из каждого пункта отправления в соответствующие пункты назначения задана матрицей тарифов

1

2

3

4

Запасы

1

3

2

4

1

50

2

2

3

1

5

40

3

3

2

7

4

20

Потребности

30

25

35

20

Проверим необходимое и достаточное условие разрешимости задачи.

?a = 50 + 40 + 20 = 110

?b = 30 + 25 + 35 + 20 = 110

Условие баланса соблюдается. Запасы равны потребностям. Следовательно, модель транспортной задачи является закрытой.

Занесем исходные данные в распределительную таблицу.

1

2

3

4

Запасы

1

3

2

4

1

50

2

2

3

1

5

40

3

3

2

7

4

20

Потребности

30

25

35

20

Метод северо-западного угла

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 3

Для этого элемента запасы равны 50, потребности 30. Поскольку минимальным является 30, то вычитаем его.

x11 = min(50,30) = 30.

3

2

4

1

50 - 30 = 20

x

3

1

5

40

x

2

7

4

20

30 - 30 = 0

25

35

20

0

Искомый элемент равен 2

Для этого элемента запасы равны 20, потребности 25. Поскольку минимальным является 20, то вычитаем его.

x12 = min(20,25) = 20.

3

2

x

x

20 - 20 = 0

x

3

1

5

40

x

2

7

4

20

0

25 - 20 = 5

35

20

0

Искомый элемент равен 3

Для этого элемента запасы равны 40, потребности 5. Поскольку минимальным является 5, то вычитаем его.

x22 = min(40,5) = 5.

3

2

x

x

0

x

3

1

5

40 - 5 = 35

x

x

7

4

20

0

5 - 5 = 0

35

20

0

Искомый элемент равен 1

Для этого элемента запасы равны 35, потребности 35. Поскольку минимальным является 35, то вычитаем его.

x23 = min(35,35) = 35.

3

2

x

x

0

x

3

1

x

35 - 35 = 0

x

x

x

4

20

0

0

35 - 35 = 0

20

0

Искомый элемент равен 4

Для этого элемента запасы равны 20, потребности 20. Поскольку минимальным является 20, то вычитаем его.

x34 = min(20,20) = 20.

3

2

x

x

0

x

3

1

x

0

x

x

x

4

20 - 20 = 0

0

0

0

20 - 20 = 0

0

1

2

3

4

Запасы

1

3[30]

2[20]

4

1

50

2

2

3[5]

1[35]

5

40

3

3

2

7

4[20]

20

Потребности

30

25

35

20

2. Подсчитаем число занятых клеток таблицы, их 5, а должно быть m + n - 1 = 6. Следовательно, опорный план является вырожденным.


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

  • 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 10.12.2013

  • Математическая 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 13.06.2012

  • Составление математической модели, целевой функции, построение системы ограничений и симплекс-таблиц для решения задач линейного программирования. Решение транспортной задачи: определение опорного и оптимального плана, проверка методом потенциалов.

    курсовая работа [54,1 K], добавлен 05.03.2010

  • 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

  • Исследование задачи оптимизации ресурсов при планировании товарооборота торгового предприятия в общем виде. Формирование математической модели задачи. Решение симплекс-методом. Свободные члены системы ограничений и определение главных требований к ним.

    курсовая работа [68,6 K], добавлен 21.06.2011

  • Цель 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 28.12.2008

  • Решение задачи линейного программирования симплекс-методом. План перевозок при минимальных затратах на них. Определение оптимального значения изменения численности работников. Решение матричной игры двух лиц с применением чистой и смешанной стратегий.

    контрольная работа [152,3 K], добавлен 16.05.2013

  • Расчет задачи линейного программирования вручную симплекс методом и машинным способом в Ms Excel с применением электронной таблицы. Сравнение полученных результатов с ручным решением. Математическая модель двойственной задачи с пояснениями результатов.

    контрольная работа [1,4 M], добавлен 31.03.2012

  • Характеристика направлений перевозок и флота. Расчет нормативов работы судов на схемах движения. Составление математической модели задачи. Нахождение оптимального плана работы флота и оптимальных схем движения судов, построение симплекс таблицы.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 24.10.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.