Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
КУРС ЭММ.doc
Скачиваний:
21
Добавлен:
30.08.2019
Размер:
29 Мб
Скачать
☆

4.3. Задача о диете.

Рассмотрим задачу о составлении рациона питания. Пусть в рацион входят n видов различных продуктов Р1,…,Рn. Данные продукты должны обладать определенными свойствами (иметь определенное количество калорий, белков, жиров, углеводов, витаминов и т.д.). Эти характеристики продуктов обозначим К1,…,Km. Обозначим через aij , i=1,…,n, j=1,…,m количество j-ой характеристики в единице продукта Рi , а через хi – количество продукта Рi. При этом суммарные характеристики рациона должны удовлетворять некоторым условиям (например, могут накладываться условия на общую калорийность, на суммарное количество витаминов и минеральных элементов и т.д.) Обозначим эти суммарные характеристики (допустимые величины) b1, b2,…, bm.

Составим таблицу характеристик продуктов

Р1

Р2

…

Рn

Допустимые величины

K1

a11

a12

…

a1n

b1

K2

a21

a22

…

a2n

b2

…

...

…

…

…

…

Km

am1

am2

amn

bm

Общее количество характеристики К1 в рационе равно

и по физиологическим требованиям эта величина не должна быть менее b1. Поэтому имеет место условие

(7)

Конечно, возможны и ограничения типа

(например, низкокалорийная диета), однако такие ограничения легко сводятся к виду (7) умножением обеих частей неравенства на (-1).

Кроме того, возможны ограничения типа равенства (например, в лечебных диетах, где как недостаток, так и передозировки некоторых веществ недопустимы). Будем считать, что для характеристик К1,…,Ks имеются ограничения типа неравенства, а для характеристик Кs+1,…,Km - ограничения типа равенства. Тогда получим систему ограничений

(8)

Очевидно,

х1≥0,…, хn≥0 . (9)

Если сi – цена единицы продукта Рi, то общая стоимость рациона питания будет равна

f( (10)

Задачей о диете называют следующую задачу; найти значения переменных удовлетворяющие условиям (8) и (9) и доставляющие функции (10) наименьшее значение.

4.4. Общая формулировка задачи линейного программирования

Каждая из рассмотренных нами задач является задачей на нахождение оптимального варианта. С математической точки зрения, в каждой задаче требуется найти значения нескольких неизвестных, удовлетворяющих условиям:

  • эти значения удовлетворяют некоторой системе, содержащей конечное число линейных уравнений или неравенств;

  • при искомых значениях некоторая линейная функция от этих переменных обращается в минимум (максимум);

Такие задачи называют задачами линейного программирования. Решением подобных задач занимается раздел математики, который называют линейным программированием.

Из рассмотренных нами примеров можно выделить три формы задач линейного программирования.