Материал: kozinova_at_osharina_nn_matematika_lineinaia_algebra_analiti

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Таблица 8

 

 

 

 

c j

 

2

 

-1

 

0

0

b

 

 

bi

,

a

 

0

 

cio

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

o

 

x

 

x

 

x

x

x

 

i

 

 

aik

ik

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

3

4

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

x3

 

-2

 

1

 

1

0

0

 

3

 

 

 

 

 

 

x5

 

(1)

 

2

 

0

-1

1

 

6

 

6/1 −min

 

 

 

оценочная

 

FM j

 

 

-2М

 

0

М

0

 

-6М

 

 

 

 

 

 

 

строка

 

 

-2

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

0

 

x3

 

0

 

5

 

1

-2

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

x1

 

1

 

2

 

0

-1

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

оценочная

 

FM j

 

0

 

5

 

0

-2

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

строка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На третьем шаге, переводя x4

в группу основных переменных, не удается

отправить в число неосновных любую из переменных x1 , x3 и получить

допустимое базисное решение. Система ограничений имеет вид:

 

 

 

 

5x2 x3 2x4 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x2

 

x4

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Согласно

данной системе

уравнений, переменная x4

 

может

неограниченно

увеличиваться одновременно с переменными x1

и x3 ,

при этом функция цели

F 12 5x2 2x4 также будет неограниченно

увеличиваться

 

F , т.е.

задача не имеет решения.

Пример 9. Решим модифицированным симплексным методом задачу: (каноническая форма задачи)

Y

 

y

 

?

YT y y

 

y

 

 

1

 

 

2 1

 

 

 

 

 

1 4

1

2

 

 

3

 

 

 

 

 

y2

 

 

 

 

 

 

 

Z y1 y2 min

Z y1 y2 min

2 y1 y2 3

2 y1 y2 y3

 

y1

2 y2 6

 

y1 2 y2

 

 

 

y4

 

 

 

 

 

Y

 

y

 

0

YT y y

 

 

y

 

 

 

1

 

 

 

2 1

 

 

 

 

 

1 4

1

2

 

3

 

y2

 

 

 

 

 

 

 

Легко указать базисное решение системы ограничений:

YT 0 0 | 3 6 .

Составим модифицированную задачу.

y4 ?

3

6

y4 0

116

Y T y y

2

 

y

y

 

y

?

 

 

1 5

1

 

3

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

Z y1 y2 M y5 min

 

 

 

2 y1 y2 y3

 

3

 

 

y1 2 y2

 

 

y4

y5

6

 

 

 

 

 

Y T y y

2

 

y

y

 

y

0

 

 

1 5

1

 

3

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве первого можно рассмотреть допустимое базисное решение, в котором в группу основных переменных входит искусственная переменная:

YT 0

0 | 3 0 | 6 . Решение не является оптимальным, нарушен

I

 

критерий оптимальности анализируемого допустимого базисного решения при минимизации функции цели, имеются положительные оценочные числа

ZM1 , ZM 2 .

Таблица 9

 

 

b j

 

1

-1

0

 

0

М

c

 

 

ci

,

a 0

 

bo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

o

 

y1

y2

y3

 

y4

y5

 

i

 

a

ik

 

i

 

 

 

 

 

 

ik

 

 

0

y3

 

-2

1

1

 

0

0

3

3/1 − min

 

М

y5

 

1

(2)

0

 

-1

1

6

6/2 − min

 

оценочная

ZM

 

М

0

 

0

 

 

 

 

 

строка

j

-1

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

y3

 

-2,5

0

1

 

(0,5)

 

0

0/0,5 − min

 

-1

y2

 

0,5

1

0

 

-0,5

 

3

 

 

оценочная

ZM

 

-1,5

0

0

 

0,5

 

-3

 

 

 

 

 

строка

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

y4

 

-5

0

2

 

1

 

0

 

 

 

 

 

-1

y2

 

-2

1

1

 

0

 

3

 

 

 

 

 

оценочная

ZM

 

1

0

-1

 

0

 

-3

 

 

 

 

 

строка

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На втором шаге переведем

y2

в группу основных переменных, а y5 в

группу неосновных.

Поскольку y5 , являясь искусственной, перешла в группу

неосновных, исключаем ее из дальнейшего рассмотрения. Второе допустимое

117

базисное решение YT 0 3 | 0

0 |

не является оптимальным,

II

 

 

нарушен критерий оптимальности анализируемого допустимого базисного

решения, имеется положительное оценочное число ZM

4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

На третьем шаге переведем y4

в группу основных переменных, а y3 в

группу

неосновных.

Третье

допустимое

 

 

базисное

решение:

YT 0

3 | 0 0 |

совпало

со вторым.

Решение не

является

III

 

 

 

 

 

 

 

оптимальным, нарушен критерий оптимальности анализируемого допустимого базисного решения, имеется положительное оценочное число ZM1 .

На четвертом шаге, переводя y1 в группу основных переменных, не удается отправить в число неосновных любую из переменных y2 , y4 и

получить новое допустимое базисное решение. Система ограничений принимает вид:

5 y1

2 y3 y4 0

 

y2 y3

3

2 y1

Согласно данной системе уравнений, переменная y1 , может неограниченно

увеличиваться одновременно с переменными y2 и y4

, при этом функция цели

Z 3 y1 y3

может неограниченно уменьшаться

Z , т.е. задача не

имеет решений.

 

 

Пример 10. В предыдущем примере поменяем лишь функцию цели на

новый вариант

Z 2 y1 y2 . Решим модифицированным симплексным

методом измененную задачу:

(модифицированная задача)

YT y

y

?

1 2

1

 

2

 

 

 

Z 2 y1 y2 min

2 y1 y2

2

 

y1 2 y2

6

 

YT y

y

0

1 2

1

 

2

 

 

 

Y T

y y

2

 

y

y

 

y

?

 

 

1 5

 

1

 

3

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z 2 y1 y2 M y5 min

 

2 y1 y2 y3

 

3

 

 

y1 2 y2

 

 

y4

y5

6

 

 

 

 

 

Y T

y y

2

 

y

y

 

y

0

 

 

1 5

 

1

 

3

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В составе основных переменных первого допустимого базисного решения

имеется искусственная переменная:

YT 0

0 | 3 0 | 6 . Решение не

 

I

 

является оптимальным, нарушен критерий оптимальности анализируемого допустимого базисного решения при минимизации функции цели, имеются положительные оценочные числа ZM1 , ZM 2 . Второе допустимое базисное

118

решение

YT 0

3

|

0 0 |

 

не является оптимальным, имеются

 

II

 

 

 

 

. Третье допустимое базисное решение

положительные оценочные числа ZM

4

 

 

 

 

 

 

YT 0

3 | 0

0

|

совпало со вторым. Но критерий оптимальности для

III

 

 

 

 

 

 

третьего допустимого базисного решения выполнен, отсутствуют положительные оценочные числа. Задача может иметь бесчисленное

множество оптимальных планов, поскольку в оптимальном базисном решении

имеется неосновная переменная y1

с нулевым оценочным числом ZM1

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b j

 

2

-1

 

0

0

М

c

 

 

ci

,

a 0

 

 

bo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

o

 

y1

y2

 

y3

y4

y5

 

i

 

a

ik

 

 

i

 

 

 

 

 

 

ik

 

 

 

0

y3

 

-2

1

 

1

0

0

3

3/1 − min

 

 

М

y5

 

1

(2)

 

0

-1

1

6

6/2 − min

 

 

оценочная

ZM

 

М

 

0

0

 

 

 

 

 

 

строка

j

-2

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

y3

 

-2,5

0

 

1

(0,5)

 

0

0/0,5 − min

 

 

-1

y2

 

0,5

1

 

0

-0,5

 

3

 

 

 

оценочная

ZM

 

-2,5

0

 

0

0,5

 

-3

 

 

 

 

 

 

строка

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

y4

 

-5

0

 

2

1

 

0

 

 

 

 

 

 

-1

y2

 

-2

1

 

1

0

 

3

 

 

 

 

 

 

оценочная

ZM

 

0

0

 

-1

0

 

-3

 

 

 

 

 

 

строка

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Система ограничений задачи на третьем (последнем) шаге модифицированного симплексного метода принимает вид:

5 y1

2 y3 y4

0

.

 

y2 y3

3

2 y1

 

Согласно системе ограничений, переменная y1 , может принимать любые

значения (в том числе сколь угодно большие) одновременно с переменными y2

и

y4 ,

но

при этом

значение функции цели Z 3 y3 не меняется

y3

0

 

Z 3 , т.е.

предложенная задача имеет бесчисленное множество

решений.

119

6.6.Задания для самостоятельной работы

Задача 1. Предприятие выпускает два вида продукции, используя три вида ресурсов. Известны A − матрица норм затрат ресурсов, B − запасы ресурсов, C − прибыль на единицу продукции. Требуется: а) составить модель задачи планирования выпуска продукции, обеспечивающего получение максимальной прибыли; найти решение; б) найти оптимальное решение и оптимум двойственной задачи с помощью теорем двойственности.

 

 

4

 

2

 

 

80

 

 

 

4

 

2

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, C 3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1. A

2

 

3

 

, B

 

60

 

2. A

2

 

2

 

 

,

B

60

, C 2

 

 

 

0

 

1

 

 

 

 

15

 

 

 

 

2

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

4

2

 

80

 

 

 

7

4

56

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, C 2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, C 6

4

3.

A

4

6

 

, B 120

 

4. A

6

7

, B

42

 

 

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

 

18

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

4

 

 

160

 

 

 

 

 

8

2

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, C 4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, C 4 1

5. A

2

3

,

B

60

 

 

6. A

 

3

3

 

, B

 

60

 

 

 

0

3

 

 

 

45

 

 

 

 

 

 

1

4

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

2

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

4

 

2

 

 

120

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, C 4

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, C 5

2

7. A

4

6

 

 

, B

 

48

 

8. A

1 3

 

,

B

90

 

 

 

0 10

 

 

 

 

60

 

 

 

 

1 1

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

2

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

4

 

2

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, C 10

20

10. A 2

 

3

, B 60 , C 3

1

9.

A

6

 

9

 

,

B

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

20

 

 

 

 

 

4 1

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

4

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

0

2

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, C 12

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, C 8

12

11. A

2

 

3

,

B 12

 

12. A

 

2

3

 

, B

 

6

 

 

 

4 1

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

4 1

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120

Источник: https://studfile.net/preview/15912971/