- •Предмет курса. Основные понятия. Общая схема решения задач. Производственная задача.
- •Графический метод.
- •Каноническая задача. Базисный план. Формула приращений
- •Формула приращений целевой функции
- •Критерий оптимальности.
- •Достаточное условие неограниченности. Алгоритм обратной м-цы.
- •Итерация. Симплекс-метод (алгоритм).
- •Конечность. Геометрическая интерпретация.
- •Двухфазный симплекс-метод.
- •Выводы и следствия двухфазного симплекс-метода.
- •Приведение задач к канонической форме. Табличная реализация симплекс-метода.
- •Двойственная задача. Взаимодвойственность.
- •Соотношения двойственности 1,2.
- •Соотношения двойственности 3,4.
- •Соотношения двойственности 5,6. Следствия соотношения 6
- •Теоремы Фаркаша.
- •Двойственный симплекс-метод. Определения. Формула приращений.
- •Критерий оптимальности. Условие пустоты.
- •Итерация. Задача о диете.
- •Транспортная задача. Условие общего баланса. Условия дефицита и перепроизводства.
- •Особенности. Транспортная задача. Лемма 1. Следствия.
- •Лемма 2. Базисный план перевозок.
- •Базисный план. Метод минимального элемента.
- •Метод потенциалов транспортной задачи.
Соотношения двойственности 3,4.
(1) (2)
Соотношение
3 (теорема существования).
Для существования оптимальных планов
,
пары взаимодвойственных задач необходимо
и достаточно, чтобы были не пусты
множества прямых и двойственных планов,
то есть
.
Необходимость.
Пусть существует
– оптимальный план задачи (1),
– оптимальный план задачи (2), тогда
и они не равны пустому множеству.
Достаточность.
Пусть теперь существует
произвольные планы. Подставляем
в основное неравенство, получаем
.
Тогда по следствию 3 двухфазного метода (Следствие 3: для того чтобы у задачи (1) существовал оптимальный план необходимо и достаточно, чтобы её целевая функция была ограничена сверху на непустом множестве планов) у задачи (1) существует оптимальный план. А тогда (по соотношению 2) и у задачи (2) существует оптимальный план.
Соотношение
4 (достаточное условие оптимальности).
Если существуют такие планы
и
,
что
(12)
То они являются оптимальными для задачи (1) и (2) соответственно.
Доказательство.
Подставим
в неравенство (10):
.
Это неравенство означает, что целевая
функция задачи (1) ограничена сверху
числом
,
а тогда равенство (12) означает, что на
плане
эта верхняя граница достигается. Таким
образом,
– оптимальный план задачи (1).
Теперь докажем оптимальность для задачи (2) .
Подставим
в неравенство (10):
.
Это неравенство означает, что целевая
функция задачи (2) ограничена сверху
числом
,
а тогда равенство (12) означает, что на
плане
эта верхняя граница достигается. Таким
образом,
– оптимальный план задачи (2).
Соотношения двойственности 5,6. Следствия соотношения 6
(1) (2)
Соотношение 5 (достаточное условие пустоты).
Если существует последовательность двойственных планов
,
то
;Если существует последовательность прямых планов
,
то
.
Доказательство.
Пусть выполняется условие соотношения. Предполагаем противное, то есть
,
существует
.
Подставим в основное неравенство,
получим:
,
то есть целевая функция двойственной
задачи ограничена снизу числом
.
Противоречие доказывает условие 1
соотношения 5.Пусть выполняется условие соотношения. Предполагаем противное, то есть
,
существует
.
Подставим в основное неравенство,
получим:
,
то есть целевая функция прямой задачи
ограничена снизу числом
.
Это противоречие.
Ч.т.д.
Рассмотрим задачу линейного программирования в нормальной форме и двойственную е ней задачу (13), (14):
(13) , (14)
Определение.
Говорят,
что
-ое
основное ограничение задачи (13) активно
на плане
, если оно принимает вид равенства:
и пассивно
на нём, если
.
Определение.
Говорят, что
-
ое основное ограничение (14) активно
на
,
если
и пассивно
на нём, если
.
Таким образом, на конкретном плане множество всех ограничений можно разбить на активные и пассивные.
В частности, если все ограничения пассивны на некотором плане, то он является внутренней точкой множества планов.
Соотношение
6 (условие дополняющей не жёсткости).
Для того чтобы планы
были оптимальны для своих задач,
необходимо и достаточно выполнение
условий:
(15),
(16)
Следствие
1.
Если
– оптимальный план задачи (1) и
(
-ая
компонента оптимального плана
положительна), то соответствующее
основное
-ое
ограничение задачи (14) должно быть
активным на оптимальном плане.
Следствие
2.
Если
-ая
компонента оптимального плана задачи
(14) положительна
,
то соответствующее ему
-ое
ограничение задачи (13) должно быть
активным на
– оптимальный план.
Следствие
3.
Если
-ое
основное ограничение задачи (13) пассивно
на
– оптимальный план, то
.
Следствие
4.
Если
-ое
основное ограничение задачи (14) пассивно
на
– оптимальный план, то
.
