Математическое программирование (линейное программирование). Киселева Э.В - 35 стр.

UptoLike

Рубрика: 

71 72
Переменные
БП
1
x
2
x
3
x
4
x
5
x
Свободный
член
3
x
1
1
1
0 0 5
4
x
2 1 0 1 0 9
5
x
1 2 0 0 1 7
1
Z
–2 –1 1 –1 1 0
В клетку на пересечении Z
1
-строки и столбцаСвободный
член запишем свободный член целевой функции с противопо-
ложным знаком. В данном случае он равен 0.
Приравняв свободные переменные нулю х
1
=х
2
=0, получим
базисное решение системы ограничений:
,),,,,(
Т
79500
1
=
Χ
где х
3
=5, х
4
=9, х
5
=7.
Так как
,,,,j,x
j
5210 K
=
то базисное решение Х
1
явля-
ется опорным решением (планом) задачи. Итак, первоначальное
опорное решение найдено.
Для проверки его на оптимальность выразим функцию цели
Z
1
через свободные переменные х
1
и х
2
. Для исключения пере-
менной х
3
из функции цели Z возьмем за разрешающий элемент
а
13
=1 в третьем столбце предыдущей таблицы. Сделав один шаг
преобразований Жордана
Гаусса, придем к таблице вида:
Переменные
БП
1
x
2
x
3
x
4
x
5
x
Свободный
член
3
x
1
1
1 0 0 5
4
x
2 1 0 1 0 9
5
x
1 2 0 0 1 7
1
Z
–3 –2 0 –1 1 –5
Сделав аналогично еще два шага исключения неизвестных х
4
и х
5
из функции цели Z
1
, придем к таблице:
Переменные
БП
1
x
x
2
3
x
4
x
5
x
Свободный
член
1
x
1
1
1 0 0 5
4
x
2
1 0 1 0 9
x
5
1
2
0 0 0 7
1
Z
2 3
0 0 0
3
Из таблицы видно, что
Z
1
(Х
(1)
)=3, r =(2; 3).
Так как условие
0r не выполняется, то полученный опор-
ный план Х
(1)
не является оптимальным.
Необходимо перейти к новому опорному плану, для которо-
го значение функции уменьшится. Для перехода к следующему
опорному плану нужно одну из свободных переменных (х
1
либо
х
2
) перевести в базис, а одну из базисных (х
3
, либо х
4
, либо х
5
) пе-
ревести в свободные. Выбор свободной переменной, вводимой в
базис, определяется максимальной по модулю отрицательной
компонентой вектора r= (–2; –3).
Компоненте r
2
= –3 соответствует в таблице переменная х
2
,
которая вводится в базис, и второй столбец становится разре-
шающим.
Для выбора разрешающей строки вычислим
2
7
2
7
1
9
1
5
min =
,,
.
Итак, третья строка стала разрешающей, а разрешающим
элементом стал элемент а
32
=2. Сделав один шаг в симплекс-
таблице, получим новое опорное решение:
Т)(
),/,/,/,( 021123270
2
=
Χ
.
Это решение также не является оптимальным, так как в вектор
r =(–1/2; 3/2) имеет отрицательную компоненту:
                            Переменные                         Свободный        Сделав аналогично еще два шага исключения неизвестных х4
      БП                                                                   и х5 из функции цели Z1, придем к таблице:
               x1      x2         x3         x4           x5      член
                                                                                                      Переменные                   Свободный
      x3       1       1          1          0            0        5            БП
                                                                                         x1      x2        x3         x4   x5         член
      x4       2       1          0          1            0        9             x1      1        1        1          0        0       5

      x5       1       2          0          0            1        7             x4      2        1        0          1        0       9

      Z1      –2       –1         1         –1            1        0             x5      1        2        0          0        0       7

    В клетку на пересечении Z1-строки и столбца “Свободный                       Z1      –2      –3        0          0        0      –3
член” запишем свободный член целевой функции с противопо-
ложным знаком. В данном случае он равен 0.
    Приравняв свободные переменные нулю х1=х2=0, получим                        Из таблицы видно, что
базисное решение системы ограничений:                                                               Z1(Х(1))=3, r =(–2; –3).
                                                                                Так как условие r ≥ 0 не выполняется, то полученный опор-
                            Χ 1 = ( 0, 0 , 5, 9 ,7 )Т ,                    ный план Х(1) не является оптимальным.
где      х3=5, х4=9, х5=7.                                                      Необходимо перейти к новому опорному плану, для которо-
    Так как x j ≥ 0 , j = 1 , 2 , K , 5 , то базисное решение Х1 явля-     го значение функции уменьшится. Для перехода к следующему
ется опорным решением (планом) задачи. Итак, первоначальное                опорному плану нужно одну из свободных переменных (х1 либо
опорное решение найдено.                                                   х2) перевести в базис, а одну из базисных (х3, либо х4, либо х5) пе-
    Для проверки его на оптимальность выразим функцию цели                 ревести в свободные. Выбор свободной переменной, вводимой в
Z1 через свободные переменные х1 и х2. Для исключения пере-                базис, определяется максимальной по модулю отрицательной
менной х3 из функции цели Z возьмем за разрешающий элемент                 компонентой вектора r= (–2; –3).
а13=1 в третьем столбце предыдущей таблицы. Сделав один шаг                     Компоненте r2= –3 соответствует в таблице переменная х2,
преобразований Жордана–Гаусса, придем к таблице вида:                      которая вводится в базис, и второй столбец становится разре-
                            Переменные                         Свободный   шающим.
      БП
               x1      x2         x3         x4           x5      член          Для выбора разрешающей строки вычислим
                                                                                                          ⎧5    9     7⎫ 7 .
      x3       1       1          1          0            0        5                                  min ⎨ ,     ,    ⎬=
                                                                                                          ⎩1    1     2⎭ 2
      x4       2       1          0          1            0        9            Итак, третья строка стала разрешающей, а разрешающим
                                                                           элементом стал элемент а32=2. Сделав один шаг в симплекс-
      x5       1       2          0          0            1        7       таблице, получим новое опорное решение:
                                                                                              Χ ( 2 ) = ( 0 , 7 / 2 , 3 / 2 , 11 / 2 , 0 )Т .
      Z1      –3       –2         0         –1            1       –5       Это решение также не является оптимальным, так как в вектор
                                                                           r =(–1/2; 3/2) имеет отрицательную компоненту:
                                       71                                                                        72