- •Содержание
- •7.1. Основные понятия и определения 114
- •11. Задачи динамического программирования 127
- •1. Основные понятия и определения
- •2. Классификация экономико-математических моделей
- •3. Обобщенный алгоритм построения эмм
- •4. Метод Жордана-Гаусса
- •Табличная форма представления системы линейных уравнений
- •5. Задачи линейного программирования
- •5.1. Свойства задач лп
- •5.2. Графический (геометрический) метод решения задач лп
- •2 Этап: определение решения каждого из неравенств системы ограничений.
- •4 Этап: построение вектора-градиента.
- •5 Этап: построение прямой целевой функции.
- •6 Этап: определение оптимума целевой функции.
- •2 Этап: определение решения каждого из неравенств системы ограничений.
- •3 Этап: определение одр задачи линейного программирования.
- •Построение области допустимых решений задачи
- •5.3. Симплекс-метод решения задач лп
- •Представление исходной задачи в виде симплекс таблицы.
- •Исходная симплекс-таблица
- •2. Определение базисного решения.
- •3. Проверка совместности системы ограничений.
- •4. Проверка ограниченности целевой функции.
- •5. Проверка допустимости базисного решения.
- •6. Проверка оптимальности найденного базисного решения.
- •7. Проверка альтернативности найденного оптимального решения.
- •8. Определение разрешающего элемента.
- •8.1. Определение разрешающей колонки.
- •8.2. Определение разрешающей строки.
- •8.3. Определение разрешающего элемента.
- •9. Преобразование симплекс-таблицы.
- •I итерация:
- •1 Этап: формирование исходной симплекс-таблицы.
- •8.2. Определение разрешающей строки.
- •II итерация:
- •1 Этап: составление симплекс-таблицы.
- •Симплекс-таблица II итерации
- •Симплекс-таблица II итерации
- •9 Этап: преобразование симплекс-таблицы.
- •III итерация
- •1 Этап: построение новой симплекс-таблицы.
- •Симплекс-таблица III итерации
- •Симплекс-таблица III итерации
- •9 Этап: преобразование симплекс-таблицы.
- •IV итерация
- •1 Этап: построение новой симплекс-таблицы.
- •Симплекс-таблица IV итерации
- •I итерация:
- •1 Этап: формирование исходной симплекс-таблицы.
- •I итерация
- •1 Этап: составление исходной симплекс-таблицы.
- •2 Этап: определение базисного решения.
- •3 Этап: проверка совместности системы ограничений злп.
- •5.4. Двойственные задачи лп
- •5.5. Двойственный симплекс-метод решения задач лп
- •Симплекс-таблица оптимального решения исходной задачи
- •Симплекс-таблица оптимального решения исходной задачи
- •6. Задачи целочисленного (дискретного) лп
- •6.1. Задачи лп транспортного типа
- •6.2. Метод потенциалов
- •1. Проверка сбалансированности запасов и потребностей.
- •2. Разработка исходного опорного плана.
- •3. Проверка вырожденности опорного плана.
- •4. Расчет потенциалов.
- •5. Проверка плана на оптимальность.
- •6. Поиск «вершины максимальной неоптимальности» (вмн).
- •7. Построение контура перераспределения поставок.
- •8. Определение минимального элемента в контуре перераспределения и перераспределение поставок по контуру.
- •9. Получение нового опорного плана.
- •I итерация:
- •1 Этап: проверка сбалансированности запасов и потребностей.
- •2 Этап: разработка исходного опорного плана.
- •3 Этап: проверка вырожденности опорного плана.
- •4 Этап: расчет потенциалов.
- •5 Этап: проверка плана на оптимальность.
- •6 Этап: поиск «вершины максимальной неоптимальности» (вмн).
- •7 Этап: построение контура перераспределения поставок.
- •8 Этап: определение минимального элемента в контуре перераспределения и перераспределение поставок по контуру.
- •9 Этап: получения нового опорного плана.
- •II итерация:
- •1 Этап: проверка вырожденности опорного плана.
- •2 Этап: расчет потенциалов.
- •3 Этап: проверка плана на оптимальность.
- •4 Этап: поиск «вершины максимальной неоптимальности» (вмн).
- •5 Этап: построение контура перераспределения поставок.
- •6 Этап: определение минимального элемента в контуре перераспределения и перераспределение поставок по контуру.
- •7 Этап: получения нового опорного плана.
- •III итерация:
- •1 Этап: проверка вырожденности опорного плана.
- •2 Этап: расчет потенциалов.
- •3 Этап: проверка плана на оптимальность.
- •4 Этап: поиск «вершины максимальной неоптимальности» (вмн).
- •5 Этап: построение контура перераспределения поставок.
- •6 Этап: определение минимального элемента в контуре перераспределения и перераспределение поставок по контуру.
- •7 Этап: получения нового опорного плана.
- •3 Этап: проверка плана на оптимальность.
- •6.3. Варианты заданий
- •VI итерация:
- •1 Этап: проверка вырожденности опорного плана.
- •2 Этап: расчет потенциалов.
- •6.4. Метод Гомори
- •2 Этап: формирование правильного отсечения.
- •3 Этап: корректировка исходной задачи с ослабленными ограничениями с учетом правильного отсечения.
- •4 Этап: решение скорректированной задачи.
- •I итерация
- •2 Этап: формирование правильного отсечения.
- •3 Этап: корректировка исходной задачи с ослабленными ограничениями с учетом правильного отсечения.
- •4 Этап: решение скорректированной задачи.
- •II итерация
- •1 Этап: формирование правильного отсечения.
- •2 Этап: корректировка исходной задачи с ослабленными ограничениями с учетом правильного отсечения.
- •3 Этап: решение скорректированной задачи.
- •6.5. Метод ветвей и границ
- •2 Этап: формирование исключаемой области.
- •3 Этап: формирование и решение задач с дополнительными ограничениями.
- •I итерация
- •2 Этап: формирование исключаемой области.
- •3 Этап: формирование и решение задач с дополнительными ограничениями.
- •II итерация
- •1 Этап: формирование исключаемой области.
- •2 Этап: формирование и решение задач с дополнительными ограничениями.
- •7. Теория игр
- •7.1. Основные понятия и определения
- •7.2. Платежная матрица. Нижняя и верхняя цена игры
- •Платежная матрица
- •Платежная матрица игры «поиск»
- •Платежная матрица игры
- •7.3. Решение игр в смешанных стратегиях
- •7.4. Правило доминирования
- •11.2. Принцип оптимальности и уравнения Беллмана
- •11.3. Задача распределения ресурсов
- •Расчет условных оптимумов
- •11.4. Задача замены оборудования
- •Исходные данные
- •Коэффициенты, учитывающие инфляцию
- •Зачетно-экзаменационные вопросы
- •1. Теоретические тестовые вопросы
- •2. Теоретические тестовые вопросы по MathCad
- •3. Практические тестовые вопросы
- •1. Вопросы по системам линейных уравнений и методу Жордана-Гаусса:
- •2. Вопросы по формам задач линейного программирования:
- •3. Вопросы по свойствам задач линейного программирования и геометрическому методу их решения:
- •4. Вопросы по симплекс-методу решения задач линейного программирования:
- •5. Вопросы по составлению двойственных задач линейного программирования:
8.1. Определение разрешающей колонки.
Если базисное решение не допустимое, то в строке содержащей отрицательное свободное число, выбирается отрицательный элемент. Колонка, в которой находится выбранный элемент, принимается в качестве разрешающей.
Если базисное решение допустимое, то в качестве разрешающей принимается любая такая колонка (кроме колонки свободных чисел), в строке целевой функции которой находится элемент, не соответствующий по знаку признаку оптимальности.
8.2. Определение разрешающей строки.
Определяются положительные оценочные отношения свободных чисел к элементам разрешающего столбца (для строки целевой функции оценочное отношение не вычисляется):
(5.20)
где r – индекс разрешающей колонки;
l
– количество строк, в которых свободные
числа
и элементы разрешающей колонки
- одного знака.
В качестве разрешающей выбирается та строка, для которой найденное оценочное отношение минимальное, т.е.
(5.21)
где s – индекс разрешающей строки.
8.3. Определение разрешающего элемента.
Разрешающий элемент находится на пересечении разрешающей колонки и разрешающей строки.
Примечание: Если выбор разрешающего элемента неоднозначный, то можно выбирать любой из них, однако рекомендуется выбирать наименьший, если элемент отрицательный, и наибольший, если выбираемый элемент положительный.
9. Преобразование симплекс-таблицы.
Преобразования исходной симплекс-таблицы удобно осуществлять параллельно с заполнением новой. С целью снижения погрешности вычислений результаты расчетов рекомендуется представлять в виде обыкновенных дробей.
Пусть в результате предыдущего этапа были определены разрешающая строка – s и разрешающая колонка – r. Тогда преобразования исходной симплекс-таблицы можно представить следующей последовательностью действий:
9.1. Переменные, соответствующие разрешающей строке (xs) и разрешающей колонке (xr), меняют местами в новой симплекс-таблице. При этом базисная переменная становится свободной и наоборот.
9.2. В новой симплекс-таблице в клетку, где находился разрешающий элемент исходной симплекс-таблицы, записывают величину, обратную ему, т.е.:
.
(5.22)
9.3. Элементы, располагавшиеся в клетках разрешающей строки исходной симплекс-таблицы, делят на разрешающий элемент и записывают в аналогичные (соответствующие) клетки новой симплекс-таблицы, т.е.:
.
(5.23)
9.4. Элементы, располагавшиеся в клетках разрешающей колонки исходной симплекс-таблицы, делят на разрешающий элемент, результат берут с обратным знаком и записывают в аналогичные (соответствующие) клетки новой симплекс-таблицы, т.е.:
(5.24)
9.5. Остальные элементы новой симплекс-таблицы рассчитываются по правилу «прямоугольника»:
мысленно в исходной симплекс-таблице вычерчиваем прямоугольник, одна вершина которого совпадает с разрешающим элементом, а другая – с элементом, значение которого рассчитываем. Остальные две вершины определяются однозначно. Тогда искомый элемент новой симплекс-таблицы будет равен соответствующему элементу исходной симплекс-таблицы минус дробь, в знаменателе которого стоит разрешающий элемент исходной симплекс-таблицы, а в числителе – произведение элементов из двух неиспользованных вершин прямоугольника в исходной симплекс-таблице.
Данное правило может быть записано в следующем формульном варианте.
Для элементов колонки свободных чисел:
(5.25)
(5.26)
где
,
– значения
преобразованных элементов колонки
свободных чисел, расположенных
соответственно в i-й
и строке целевой функции новой
симплекс-таблицы.
Для остальных элементов симплекс-таблицы:
(5.27)
(5.28)
где
– значение
преобразованного элемента, расположенного
в i-й
строке и j-й
колонке новой симплекс-таблицы;
– значение
преобразованного элемента, расположенного
в строке целевой функции в j-й
колонке новой симплекс-таблицы.
В результате преобразований получим новую симплекс-таблицу (таблица 5.2).
Согласно алгоритму симплекс-метода данные этапы выполняются до тех пор, пока не будет найдено оптимальное решение либо не будет выявлен признак несовместности системы ограничений, либо признак неограниченности целевой функции.
Таблица 5.2
Преобразованная симплекс-таблица
СП
БП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
Пример 5.4. Решить следующую задачу линейного программирования симплекс-методом:
Решение:
