- •Тема 4. Двойственные задачи линейного программирования Прямая и двойственная задачи.
- •Основные теоремы двойственности и их экономическое содержание
- •Геометрическая интерпретация двойственных задач
- •Нахождение решения двойственных задач
- •Экономическая интерпретация двойственных оценок
- •Анализ устойчивости двойственных оценок
- •3. Выбор направляющих строки и столбца.
- •Двойственный симплекс-метод
- •1. Составление псевдоплана.
- •2. Проверка плана на оптимальность.
- •4. Нахождение нового опорного плана.
- •Индивидуальные задания
- •Контрольные вопросы
4. Нахождение нового опорного плана.
Новый опорный план получается в результате пересчета по обычным правилам симплексного метода.
Итерационный процесс продолжают до тех пор, пока в столбце вектора В не будет больше отрицательных чисел. При этом находят оптимальный план исходной задачи, а, следовательно, и двойственной.
Если на некотором шаге окажется, что в i–й строке симплекс–таблицы в столбце вектора В стоит отрицательное число bi, а среди остальных элементов этой строки нет отрицательных, то исходная задача не имеет решения.
Задача.
Найти
максимальное значение функции
при условиях
Решение. Систему ограничений исходной задачи требуется привести к системе неравенств вида « ». Для этого обе части второго и третьего неравенств вида « » необходимо умножить на (-1).
Запишем исходную задачу линейного программирования в канонической форме:
Составим
симплексную таблицу для исходной задачи,
выбрав в качестве базисных векторов
,
т.к. эти векторы единичные и независимые.
Базис |
Сb |
b |
с1=1 |
с2=1 |
с3=2 |
с4=0 |
с5=0 |
A1 |
A2 |
A3 |
A4 |
A5 |
|||
a3 |
2 |
8 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
a4 |
0 |
-4 |
-1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
a5 |
0 |
-6 |
-1 |
-2 |
0 |
0 |
1 |
|
16 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
Среди значений свободных членов есть отрицательные, поэтому будем решать задачу двойственным симплексным методом.
Из
этой таблицы видим, что псевдопланом
исходной задачи является
.
При этом плане значение целевой функции
.
Так как в столбце вектора В
имеются два отрицательных числа (–4 и
–6), а в индексной строке
отрицательных
чисел нет, то в соответствии с алгоритмом
двойственного симплекс–метода переходим
к новой симплекс–таблице. В данном
случае это можно сделать, так как в
строках векторов а4
и
а5
имеются отрицательные числа. Если бы
они отсутствовали, то задача была бы
неразрешима.
Вектор,
исключаемый из базиса, определяется
наибольшим по абсолютной величине
отрицательным числом, стоящим в столбце
вектора В.
В данном случае это число –6. Следовательно,
из базиса исключаем вектор а5.
Чтобы определить, какой вектор необходимо
ввести в базис, находим
,
где
.
В нашем случае:
.
Значит, в базис будем вводить вектор а2, при этом направляющим элементом является число –2. Переходим к новой симплекс–таблице.
Базис |
Сb |
B |
с1=1 |
с2=1 |
с3=2 |
с4=0 |
с5=0 |
а1 |
а2 |
а3 |
а4 |
а5 |
|||
а3 |
2 |
5 |
1/2 |
0 |
1 |
0 |
1/2 |
а4 |
0 |
–7 |
–3/2 |
0 |
0 |
1 |
1/2 |
а2 |
1 |
3 |
1/2 |
1 |
0 |
0 |
–1/2 |
|
13 |
1/2 |
0 |
0 |
0 |
1/2 |
|
Из
этой таблицы видно, что получен новый
псевдоплан
.
При этом плане значение целевой функции
.
Таким образом, с помощью алгоритма двойственного симплекс–метода произведен упорядоченный переход от одного псевдоплана к другому.
Так как в столбце вектора В стоит одно отрицательное число –7, то рассмотрим элементы 2–й строки. Среди этих чисел есть одно отрицательное – 3/2, следовательно, направляющей вектор - строкой является a4. Направляющим элементом в этой таблице является число – 3/2. Если бы такое число отсутствовало, то исходная задача была бы неразрешима. В данном случае переходим к новой симплекс-таблице.
Базис |
Сb |
B |
С1=1 |
С2=1 |
С3=2 |
С4=0 |
С5=0 |
а1 |
а2 |
а3 |
а4 |
а5 |
|||
а3 |
2 |
8/9 |
0 |
0 |
1 |
1/3 |
2/3 |
а1 |
1 |
14/3 |
1 |
0 |
0 |
-2/3 |
-1/3 |
а2 |
1 |
2/3 |
0 |
1 |
0 |
1/3 |
-1/3 |
|
32/3 |
0 |
0 |
0 |
1/3 |
2/3 |
|
Видно,
что найден оптимальный план исходной
задачи. Ими является вектор
.
При этом плане значение целевой функции
.
