- •Практикум по решению линейных задач математического программирования
- •Введение
- •Постановка задачи линейного программирования и формы ее записи
- •Приведение задач к каноническому виду
- •Графический метод решения задач линейного программирования
- •1. Область решений линейных неравенств.
- •2. Область решений системы линейных неравенств.
- •3. Алгоритм графического метода решения злп.
- •1) Построение начального опорного плана.
- •2) Составление симплексных таблиц. Критерий оптимальности.
- •Симплексный метод решения задач линейного программирования
- •Понятие двойственности
- •1) Симметричные двойственные задачи
- •2) Построение модели двойственной задачи
- •3) Применение теорем двойственности к анализу оптимальных решений пары симметричных двойственных задач
- •Транспортная задача (тз)
- •1) Построение начального опорного плана. Его вырожденность или невырожденность. Ранг матрицы системы. А) Метод северо-западного угла.
- •Б) Метод минимального элемента (наименьшей стоимости).
- •2) Метод потенциалов. Признак оптимальности опорного плана.
- •3) Переход к нехудшему опорному плану.
- •Транспортная задача открытого типа
- •Решение оптимизационных задач с помощью Excel
- •Литература
- •Оглавление
Б) Метод минимального элемента (наименьшей стоимости).
Строим распределительную таблицу и начинаем ее заполнять с той клетки, в которой наименьший тариф.
Пример. Построить начальный опорный план методом минимальной стоимости и найти транспортные расходы для транспортной задачи: поставщики а = (20; 30; 40); потребители = (15; 35; 20; 20); тарифы перевозок
Решение. Строим распределительную таблицу и начинаем ее заполнять с клетки (2; 1), т.к. в ней наименьший тариф х21 = min (30; 15) = 15.
|
15 |
35 |
20 |
20 |
||||
20 |
|
4 |
|
6 |
|
12 |
|
5 |
|
|
|
20 |
|||||
30 |
|
2 |
|
7 |
|
8 |
|
10 |
15 |
|
15 |
|
|||||
40 |
|
5 |
|
3 |
|
4 |
|
6 |
|
35 |
5 |
|
|||||
Потом заполняем клетку (3; 2) с тарифом с32 = 3;
х32 = min (40; 35) = 35.
Далее х33 = min (а3 – х32; b3) = (5; 20) = 5;
х14 = min (20; 20) = 20;
х23 = min (а2 – х21; b3 – х33) = min (15; 15) = 15.
.
Сравнивая значение Z в а) и б), видим, что учитывая стоимости перевозок, затраты при втором методе значительно меньше.
Рангом
матрицы системы
(2) называют число
,
т.е. количество строк плюс количество
столбцов и минус единица. Если число
заполненных клеток в распределительной
таблице равно рангу матрицы, то полученный
план называется не
вырожденным.
В противоположном случае – вырожденным.
В
пунктах а) и б)
,
а число заполненных клеток 5. Следовательно,
полученные планы – вырожденные.
2) Метод потенциалов. Признак оптимальности опорного плана.
Допустимое
решение транспортной задачи является
оптимальным тогда и только тогда, когда
можно найти такие числа – потенциалы
,
и
,
,
которые удовлетворяют следующим
условиям:
для всех заполненных
клеток; (5)
для всех пустых
клеток. (6)
На
основании первого условия оптимальности
потенциалы находят из условий
и один, произвольно выбранный, потенциал
приравнивают к нулю, например
.
Если
при проверке второго условия оптимальности
окажется, что
для всех незаполненных клеток, то опорный
план оптимален и соответствующее
значение целевой функции Z
определяет минимальные расходы. Если
же найдется хотя бы одна клетка, для
которой
,
то план не оптимальный и можно перейти
к нехудшему опорному плану.
3) Переход к нехудшему опорному плану.
Переход к не худшему опорному плану осуществляют при помощи цикла перераспределения груза. Цикл представляет собой замкнутую ломаную, звенья которой взаимно перпендикулярны и вершины цикла, кроме одной, находятся в заполненных клетках.
П
риведем
примеры разновидностей форм циклов:
В
каждом случае только одна вершина цикла
находится в незаполненной клетке. Ее
называют началом цикла и определяют по
наибольшему нарушению условия
оптимальности (6), т.е. по максимальной
оценке
.
Клетке начала цикла присваивают знак
«+», во всех остальных вершинах цикла
знаки чередуют «–»,«+» и т.д. Из клеток
цикла со знаками «–» выбирают ту, в
которой находится минимальный груз.
Это и будет то количество груза, которое
нужно перераспределить по циклу, т.е. в
клетке со знаком «+» это количество
груза прибавляется, а со знаком «–» –
вычитается. Клетки, которые не задействованы
в цикле, остаются неизменными.
Таким образом, получаем новый опорный план. Подсчитываем транспортные расходы, которые должны быть не более предыдущих. В противном случае где-то допущена ошибка. Новый план опять проверяем на оптимальность, используя условия (5) и (6). Если план оптимальный, то задача решена. Если же план опять не оптимальный, то работаем, согласно пункту 3) до получения оптимального плана и нахождения Zmin.
