- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни
- •ЕкономіКо-математиЧні моделі та методи: оптимізаційні моделі та методи
- •Класифікація оптимізаційних методів та моделей
- •1.1. Постановка задачі лінійного програмування
- •Алгоритм графічного методу розв’язання злп
- •1.3. Симплекс-метод розв’язання задачі лінійного програмування
- •Алгоритм симплекс-метода розв’язання злп
- •Критерій оптимальності опорного плану:
- •Правила переходу до наступної симплекс-таблиці
- •1.4. Цілочислове програмування
- •Контрольні питання до змістового модуля і
- •2.1. Двоїста задача лінійного програмування
- •2.2. Елементи теорії матричних ігор
- •Алгоритм принципу максиміну (мінімаксу)
- •Розв’язання. Ця матрична гра має розмірність (3х4), тобто гравець а має три стратегії, а гравець в – чотири. Запишемо її в нормальній формі.
- •Послідовність дій при розв’язанні гри
- •Контрольні питання до змістового модуля іі
- •3.1. Дробово-лінійне програмування
- •Правила розв’язання задачі дробово-лінійного програмування графічним методом
- •3.2. Параметричне програмування
- •Алгоритм розв’язання задачі параметричного програмування
- •3.3. Динамічне програмування
- •Алгоритм розв’язання задачі динамічного програмування
- •Контрольні питання до змістового модуля ііі
- •4.1. Транспортна задача
- •Алгоритм методу потенціалів:
- •Критерій оптимальності плану перевезень
- •4.2. Ускладнена транспортна задача
- •4.3. Задача про призначення
- •Алгоритм методу Фогеля
- •Алгоритм угорського методу розв’язання задачі про призначення
- •Контрольні питання до змістового модуля іv
- •Індивідуальні завдання для самостійної роботи зі змістового модулю і
- •Індивідуальні завдання для самостійної роботи зі змістового модулю іі
- •Індивідуальні завдання для самостійної роботи зі змістового модулю ііі
- •Індивідуальні завдання для самостійної роботи зі змістового модулю іv
- •Література
- •Предметний покажчик
Критерій оптимальності опорного плану:
Якщо в індексному рядку серед оцінок оптимальності є хоч би одна додатна, то опорний план не є оптимальним.
Якщо в індексному рядку всі оцінки оптимальності є невід’ємними числами, то опорний план є оптимальним і єдиним.
Якщо в індексному рядку небазисним змінним відповідають нульові оцінки, а серед оцінок оптимальності немає додатних, то опорний план є оптимальним, але не єдиним.
У нашому випадку опорний план, що відповідає першій симплекс-таблиці, не є оптимальним.
Для переходу до наступної симплекс-таблиці в М-рядку вибирають найбільшу додатну оцінку, починаючи із стовпця “р1”. У нашому випадку – це число 8 в стовпці “р1”.
|
|
Стовпець, що містить найбільшу додатну оцінку, називають розв’язувальним стовпцем. Він показує який вектор слід ввести в базис. |
У нашому випадку вектор “р1” слід ввести в базис.
Знайдемо симплексне відношення : елементи стовпця “р0” розділимо на додатні елементи розв’язувального стовпця.
|
|
Рядок, що відповідає найменшому симплексному відношенню оптимальності , називають розв’язувальним рядком. Він показує який вектор слід вивести з базису. |
У нашому випадку
.
Таким чином, вектор р7
слід вивести з базису.
Крім того, вектор р7
можна виключити з
розгляду, оскільки він є штучним.
|
|
Розв’язувальний елемент – це елемент, який розташований на перетині розв’язувального стовпця і розв’язувального рядка. |
У нашому випадку це число 7.
Правила переходу до наступної симплекс-таблиці
Всі елементи розв’язувального рядка ділять на розв’язувальний елемент;
Розв’язувальний стовпець доповнюють нулями;
Якщо у розв’язувальному рядку є нулі, то відповідні стовпці переписують без змін;
Якщо з базису було виведено штучний вектор, то у наступній таблиці його не розраховують;
Всі інші елементи розраховують за допомогою методу прямокутників: якщо р – розв’язувальний елемент, с – старий елемент, то п – новий елемент знаходять за формулою:
-
а
С
р
B
Таким чином, друга симплекс-таблиця має вигляд:
Таблиця 1.3.2
Друга симплексна таблиця
Базис |
С |
р0 |
– 1 |
– 4 |
0 |
0 |
0 |
М |
|
р1 |
р2 |
р3 |
р4 |
р5 |
р6 |
||||
р6 |
М |
4 |
0 |
34/7 |
–1 |
0 |
1/7 |
1 |
4/(34/7)=14/17 |
р4 |
0 |
5 |
0 |
6/7 |
0 |
1 |
1/7 |
0 |
5/(6/7)=30/7 |
р1 |
– 1 |
1 |
1 |
1/7 |
0 |
0 |
–1/7 |
0 |
1/(1/7)=7 |
z-рядок |
– 1 |
0 |
27/7 |
0 |
0 |
1/7 |
0 |
|
|
М-рядок |
4 |
0 |
34/7 |
–1 |
0 |
1/7 |
0 |
|
|
Цій симплексній таблиці відповідає опорний план:
x1 = 1, x2 = 0, x3 = 0, х4 = 5, x5 = 0, x6 = 4.
Він не є оптимальним, оскільки в М-рядку є додатні оцінки.
За правилами, що описані вище, перейдемо до третьої симплексної таблиці:
Таблиця 1.3.3
Третя симплексна таблиця
Базис |
С |
р0 |
– 1 |
– 4 |
0 |
0 |
0 |
|
р1 |
р2 |
р3 |
р4 |
р5 |
||||
р2 |
– 4 |
14/17 |
0 |
1 |
–7/34 |
0 |
1/34 |
|
р4 |
0 |
73/17 |
0 |
0 |
3/17 |
1 |
2/17 |
(73/17)/(3/17)=73/3 |
р1 |
– 1 |
15/17 |
1 |
0 |
1/34 |
0 |
–5/34 |
(15/17)/(1/34)=30 |
z-рядок |
–71/17 |
0 |
0 |
27/34 |
0 |
1/34 |
|
|
У таблиці 1.3.3 відсутній М-рядок, оскільки штучні вектори виведені з базису, і надалі не розглядаються.
Третій симплексній таблиці відповідає опорний план:
x1 = 15/17, x2 = 14/17, x3 = 0, х4 = 73/17, x5 = 0.
Він не є оптимальним, оскільки в z-рядку є додатні оцінки.
Перейдемо до четвертої симплексної таблиці:
Таблиця 1.3.4
Четверта симплексна таблиця
-
Базис
С
р0
– 1
– 4
0
0
0
р1
р2
р3
р4
р5
р2
– 4
35/6
0
1
0
7/6
1/6
р3
0
73/3
0
0
1
17/3
2/3
р1
– 1
1/6
1
0
0
–1/6
–1/6
z-рядок
–47/2
0
0
0
–9/2
–1/2
Цій симплекс-таблиці відповідає опорний план:
x1 = 1/6, x2 = 35/6, x3 = 73/3, х4 = 0, x5 = 0.
Він є оптимальним і єдиним, оскільки в z-рядку немає додатних оцінок. Значення цільової функції min (– z) = – 47/2, значить max z = – min (– z) = 47/2.
Зауваження. Якщо в симплексній таблиці є дві однакові додатні найбільші оцінки оптимальності, то вибирають будь-яку.
Якщо у розв’язувальному стовпці симплексної таблиці немає додатних чисел, то цільова функція є необмеженою на області допустимих розв’язків ЗЛП, тобто ЗЛП не має рішень.
У останній симплексній таблиці немає необхідності заповнювати всі клітки, а можна тільки заповнити z-рядок і стовпець р0.
