ВУЗ:
Составители:
2 3
Введение
Пособие содержит материал, относящийся к основным
вопросам темы «Линейное программирование». Здесь рас-
сматривается только алгебраический подход к решению
задач. Предполагается, что студент знаком с теоретически-
ми сведениями, касающимися излагаемых вопросов, и уме-
ет решать основную задачу линейного программирования
геометрическим методом. Основным математическим аппа-
ратом решаемых ниже задач являются элементарные преоб-
разования матриц, применяемые в виде метода Жордана –
Гаусса с выбором ведущего элемента.
Пособие посвящено практическому решению задач.
Ход решения построен с выделением этапов и шагов, снаб-
женных необходимыми комментариями, и может одновре-
менно служить образцом оформления при выполнении сту-
дентом самостоятельной работы. Разбираемые примеры по-
добраны в определенной последовательности по схеме: ре-
шение исходной задачи линейного программирования – со-
ставление условий двойственной задачи – решение двойст-
венной задачи двумя способами. Метод искусственного ба-
зиса с точки зрения вычислительных процедур не отличает-
ся от стандартного симплекс-метода, дополнительные дей-
ствия связаны с видоизменением целевой функции путем
добавления специального слагаемого, называемого штраф-
ной функцией. Смысл этих действий понятен из примера,
поэтому метод искусственного базиса рассматривался не
под отдельным заголовком, а в ходе решения одной из за-
дач.
Задания типового расчета составлены таким образом,
что одна из взаимно двойственных задач решается обычным
симплекс-методом, а другая – методом искусственного ба-
зиса.
Пособие адресовано студентам третьего курса эконо-
мических специальностей.
Решение задачи линейного программирования
симплекс-методом
Пример 1. Решить задачу линейного программирова-
ния симплекс-методом, введя при необходимости искусст-
венный базис.
0,0
5
6
1023
1242
min53
21
1
2
21
21
21
≥≥
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
≤
≤
≥+
≥+
→
+
=
xx
x
x
xx
xx
xxF
Приведение условия к каноническому виду
Так как система ограничений состоит из неравенств,
для приведения условия к каноническому виду нужно вве-
сти в каждое неравенство балансовые переменные
6543
,,, xxxx :
6,,1,0
5
6
1023
1242
61
52
421
321
K=≥
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
=+
=+
=−+
=−+
jx
xx
xx
xxx
xxx
j
Матрица системы ограничений
Решение задачи линейного программирования Введение симплекс-методом Пособие содержит материал, относящийся к основным вопросам темы «Линейное программирование». Здесь рас- Пример 1. Решить задачу линейного программирова- сматривается только алгебраический подход к решению ния симплекс-методом, введя при необходимости искусст- задач. Предполагается, что студент знаком с теоретически- венный базис. ми сведениями, касающимися излагаемых вопросов, и уме- ет решать основную задачу линейного программирования F = 3 x1 + 5 x2 → min геометрическим методом. Основным математическим аппа- ратом решаемых ниже задач являются элементарные преоб- ⎧2 x1 + 4 x2 ≥ 12 ⎪ 3 x + 2 x ≥ 10 разования матриц, применяемые в виде метода Жордана – ⎪ 1 2 Гаусса с выбором ведущего элемента. ⎨ ⎪ x2 ≤ 6 Пособие посвящено практическому решению задач. ⎪⎩ x1 ≤ 5 Ход решения построен с выделением этапов и шагов, снаб- женных необходимыми комментариями, и может одновре- x1 ≥ 0, x2 ≥ 0 менно служить образцом оформления при выполнении сту- дентом самостоятельной работы. Разбираемые примеры по- добраны в определенной последовательности по схеме: ре- Приведение условия к каноническому виду шение исходной задачи линейного программирования – со- Так как система ограничений состоит из неравенств, ставление условий двойственной задачи – решение двойст- для приведения условия к каноническому виду нужно вве- венной задачи двумя способами. Метод искусственного ба- сти в каждое неравенство балансовые переменные зиса с точки зрения вычислительных процедур не отличает- x3 , x 4 , x5 , x 6 : ся от стандартного симплекс-метода, дополнительные дей- ствия связаны с видоизменением целевой функции путем добавления специального слагаемого, называемого штраф- ⎧2 x1 + 4 x2 − x3 = 12 ⎪3x + 2 x2 − x4 = 10 ной функцией. Смысл этих действий понятен из примера, ⎪ 1 поэтому метод искусственного базиса рассматривался не ⎨ ⎪ x2 + x5 = 6 под отдельным заголовком, а в ходе решения одной из за- ⎪⎩ x1 + x6 = 5 дач. Задания типового расчета составлены таким образом, x j ≥ 0, j = 1,K ,6 что одна из взаимно двойственных задач решается обычным симплекс-методом, а другая – методом искусственного ба- Матрица системы ограничений зиса. Пособие адресовано студентам третьего курса эконо- мических специальностей. 2 3