Двоїстий симплекс-метод
Оцінками
плану прямої задачі є рядок
,
а оцінками плану двоїстої – стовпчик
«План» з компонентами вектора вільних
членів системи обмежень В.
Двоїстий симплекс-метод:
Нехай необхідно розв’язати задачу лінійного програмування, подану в канонічному виді:
,
(1)
,
(2)
.
(3)
Тоді двоїстою до неї буде наступна задача:
,
(4)
.
(5)
Нехай,
початковий базис складається з m
векторів
,
причому хоча б одна з компонент вектора
від’ємна.
Нехай
,
однак за критерієм оптимальності плану,
всі оцінки векторів
.
На
підставі першої теореми двоїстості
план двоїстої задачі відшукуємо у
вигляді:
.
Цей план не є оптимальним для прямої
задачі, оскільки він не задовольняє
умову невід’ємності змінних (3) і не є
оптимальним для двоїстої задачі, бо всі
оцінки векторів оптимального плану
двоїстої задачі мають бути невід’ємними.
Отже, вектор, що відповідає компоненті , потрібно виключити з базису початкової задачі, а вектор двоїстої задачі, що відповідає від’ємній оцінці, включити до базису двоїстої.
У прямому симплекс-методі спочатку виявляють змінну, яку слід ввести у базис, а в двоїстому симплекс-методі навпаки — спочатку визначають змінну, яку виключають з базису, а потім змінну, яку вводять у базис.
Алгоритм двоїстого симплексного методу:
1. Необхідно
звести всі обмеження задачі до виду «
», ввести додаткові невід’ємні змінні,
визначити початковий базис та перший
опорний план
.
2. Якщо
всі оцінки векторів
і компоненти вектора-стовпчика «План»
для всіх
,
то задача розв’язана.
Інакше
необхідно вибрати найбільшу за модулем
компоненту
і відповідну змінну
виключити з базису.
3. Якщо
в і-му
рядку, що відповідає змінній
,
не міститься жодного
,
то цільова функція двоїстої задачі
необмежена на багатограннику розв’язків,
а початкова задача розв’язку не має.
Інакше існують деякі
і тоді для відповідних стовпчиків
визначають аналогічно прямому
симплекс-методу оцінки
:
(
),
що дає змогу вибрати вектор, який буде включено в базис.
Виконавши крок методу повних виключень Жордана-Гаусса, переходять до наступної симплексної таблиці (Переходять до пункту 2).
Приклад 2.
Знайти мінімальне значення функції:
,
за умов:
.
Розв’язання:
Помножимо другу нерівність на (– 1) і введемо додаткові змінні.
Початковий базис: вектори А4 та А5.
Псевдоплан:
.
-
тому виведемо вектор А5
і
змінну х5.
Введемо
– на основі розрахунку значення
:
,
= ввести вектор А1. Розв’язувальним
елементом буде а21
(–1).
Оптимальний план початкової задачі:
,
та оптимальний план двоїстої задачі:
,
.
3. Метод відтинаючих площин (метод Гоморі)
варіанти:
1. Перший алгоритм Гоморі для рішення повністю цілочисельних задач.
2. Другий алгоритм Гоморі для рішення частково цілочисельних задач.
Ідея розрахунків методом відтинаючих площин для розв’язання повністю цілочисельних задач (1-й метод Гоморі) полягає у такому підході:
лінійна задача (1)
(1)
Опорний план, який має канонічний вигляд:
(2)
якщо серед рівнянь-обмежень (2) є дробові значення базисних змінних xi = bi, то обирають серед них таке значення, яке має найбільшу дробову частину. Це рівняння
Перетворюють у додаткову нерівність:
(3)
