Математическое программирование (линейное программирование). Киселева Э.В - 38 стр.

UptoLike

Рубрика: 

77 78
Переменные
БП
1
x
2
x
3
x
4
x
Свободный
член
4
x
0
2
2 1 2
1
x
1 –1 –1 0 0
0
2
3 0 1
1
Z
0 –3 –2 –1 0
Система, записанная в данной таблице, разрешена относи-
тельно х
1
и х
4
, но так как она содержит три уравнения, то необхо-
димо ввести в базис еще одну переменную (х
2
или
х
3
) и при этом
иметь в качестве разрешающей третью строку. Посмотрим, какой
столбец с этой точки зрения следует брать за разрешающий. Если
возьмем второй столбец, то за разрешающую строку следует вы-
брать третью (благоприятный случай):
.,
2
1
2
1
2
2
min =
Если же возьмем третий столбец, то за разрешающую строку
также следует выбрать третью:
,
3
1
3
1
,
2
2
min =
следовательно, можно выбрать любой из них. Выберем, напри-
мер, второй столбец и, выполнив шаг преобразований Жордана
Гаусса с разрешающим элементом а
32
= 2, придем к таблице:
Переменные
БП
х
1
х
2
х
3
х
4
Cвобод-
ный
член
х
4
0 0 –1
1
1
х
1
1 0 1/2 0 1/2
х
2
0 1 3/2 0 1/2
Z
1
0 0 5/2 –1 3/2
Теперь система приведена к базисному виду, базисными пе-
ременными являются х
1
,х
2
, х
4
, свободнойх
3
. Все свободные чле-
ны положительны, поэтому можем записать первоначальный
опорный план:
.,,/,/
Т
оп
)102121(
1
=
Χ
Чтобы ответить, является ли он оптимальным, необходимо
выполнить еще один шаг преобразований с разрешающим эле-
ментом а
14
= 1, чтобы выразить целевую функцию Z
1
только через
свободную переменную х
3
. Получим новую таблицу:
Переменные
БП
х
1
х
2
х
3
х
4
Cвобод-
ный
член
х
4
0 0 –1 1 1
х
1
1 0 1/2 0 1/2
х
2
0 1 3/2 0 1/2
Z
1
0 0 3/2 0 5/2
Опорное решение
,,,/,/
Т
оп
)102121(
1
=
Χ
содержащееся в таблице, является оптимальным, так как вектор
r = (3/2) содержит одну положительную компоненту. Минималь-
ное значение целевой функции:
2/5
min1
=
Z и, очевидно, 2/5
max
=
Z .
Итак,
25)102121( /Z,,,/,/
max
Т*
==
Χ
.
6.4. Вопросы для самопроверки
1. В чем заключается идея симплекс-метода?
2.
В каком виде должна быть записана модель ЗЛП для
решения симплекс-методом?
3.
Как построить первое базисное решение? В каком случае
оно будет опорным решением ЗЛП?
4.
Из каких этапов состоит переход от одного опорного ре-
шения к другому?
5.
Как определить, какой из столбцов выбирается за разре-
шающий в симплекс-преобразованиях?
                           Переменные                    Свободный       Теперь система приведена к базисному виду, базисными пе-
        БП                                                           ременными являются х1,х2, х4, свободной – х3. Все свободные чле-
                 x1         x2        x3         x4         член
                                                                     ны положительны, поэтому можем записать первоначальный
         x4      0          2         2          1              2    опорный план:
                                                                                            Χ оп
                                                                                              1
                                                                                                 = (1 / 2 , 1 / 2 , 0 , 1)Т .
         x1      1         –1         –1         0              0
                                                                         Чтобы ответить, является ли он оптимальным, необходимо
                 0          2         3          0              1    выполнить еще один шаг преобразований с разрешающим эле-
                                                                     ментом а14 = 1, чтобы выразить целевую функцию Z1 только через
         Z1      0         –3         –2         –1             0    свободную переменную х3. Получим новую таблицу:
    Система, записанная в данной таблице, разрешена относи-                                                           Cвобод-
                                                                                                Переменные             ный
                                                                                    БП
тельно х1 и х4, но так как она содержит три уравнения, то необхо-                          х1     х2      х3     х4    член
димо ввести в базис еще одну переменную (х2 или х3) и при этом                      х4     0      0      –1      1       1
иметь в качестве разрешающей третью строку. Посмотрим, какой
                                                                                    х1     1      0      1/2     0      1/2
столбец с этой точки зрения следует брать за разрешающий. Если
возьмем второй столбец, то за разрешающую строку следует вы-                        х2     0      1      3/2     0      1/2
брать третью (благоприятный случай):                                                Z1     0      0      3/2     0      5/2
                                ⎧2   1⎫ 1
                            min ⎨ ,   ⎬= .                               Опорное решение
                                ⎩2   2⎭ 2
    Если же возьмем третий столбец, то за разрешающую строку                                Χ оп
                                                                                              1
                                                                                                 = (1 / 2 , 1 / 2, 0, 1)Т ,
также следует выбрать третью:                                        содержащееся в таблице, является оптимальным, так как вектор
                                ⎧2 1⎫ 1                              r = (3/2) содержит одну положительную компоненту. Минималь-
                            min ⎨ ,   ⎬= ,                           ное значение целевой функции:
                                ⎩2 3⎭ 3
следовательно, можно выбрать любой из них. Выберем, напри-
                                                                                    Z1 min = −5 / 2 и, очевидно, Z max = 5 / 2 .
мер, второй столбец и, выполнив шаг преобразований Жордана–              Итак,     Χ * = ( 1 / 2, 1 / 2, 0 , 1)Т ,     Z max = 5 / 2 .
Гаусса с разрешающим элементом а32 = 2, придем к таблице:
                                                                                    6.4. Вопросы для самопроверки
                            Переменные                Cвобод-              1. В чем заключается идея симплекс-метода?
               БП                                      ный
                      х1         х2   х3    х4                             2. В каком виде должна быть записана модель ЗЛП для
                                                       член
                                                                     решения симплекс-методом?
                х4    0          0    –1    1            1
                                                                           3. Как построить первое базисное решение? В каком случае
                х1    1          0    1/2   0           1/2          оно будет опорным решением ЗЛП?
                                                                           4. Из каких этапов состоит переход от одного опорного ре-
                х2    0          1    3/2   0           1/2          шения к другому?
               Z1     0          0    5/2   –1          3/2
                                                                           5. Как определить, какой из столбцов выбирается за разре-
                                                                     шающий в симплекс-преобразованиях?
                                      77                                                               78