Быстрый поиск

Реферат: Оптимизация показателей

Для вирішення задачі лінейного програмування, потрібно записати вихідну задачу в формі задачі лінейного програмування, а потім застосовувати симплекс-метод . Основною задачею лінійного програмування – задача для якої:

1. потрібно визначити максимальне значення ф-ції

2. всі обмеження записані в вигляді рівностей

3. для всіх змінних виконується умова невідємності

Якщо обмеження має вид нерівності зі знаком >=, то шляхом множення його на (-1) переходять до нерівності зі знаком <=.

Від обмежень нерівностей необхідно перейти до обмежень рівностей. Такий перехід виконується шляхом введення в ліву частину кожної нерівності додаткових незалежних невідємних змінних. При цьому знак нерівності міняють на знак рівності.

Вихідне завдання:

F = 5х1 +6х2 max

-10x1 - 6x2 ³-60

-4x1 + 9x2 £ 36

4x1 - 2x2 £ 8

x1,x2³0 x1,x2-цілі числа

Основна задача:

F = 5х1 +6х2 max

10x1 + 6x2 + х3 =60

-4x1 + 9x2 +х4= 36

4x1 - 2x2 +х5 = 8

x1,x2,x3,x4,x5 ³0 x1,x2-цілі числа

Кожній змінній в системі відповідає свій вектор – стовпець. Вектор – стовпець Ро складається із значень правих частин рівнянь і називається вектором вільних членів.

Виходячи з основного завдання, складаєм симплекс-таблицю.

№ рядка	Базис	Сб	Р0	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5
1	Р3	0	60	10	6	1	0	0
2	Р4	0	36	-4	9	0	1	0
3	Р5	0	8	4	-2	0	0	1
4	F		0	-5	-6	0	0	0

Таблиця № 1 – Вихідна симплекс-таблиця

Знаходження оптимального розвязку ЗЛП за допмогою с-м включає слідуючі етапи:

1. За вихідною с-т знаходять опорне рішення

Кожній с-т відповідає своє опорне рішення. Воно може бути представлене у вигляди вектора Х Розмірніст вектора дорівнює кількості змінних в основній задачі.

Кожній змінній в симплекс таблиці відповідає свій вектор. Змінній x1—вектор Р1 і т.д.

Вектор Р0 складений із вільних членів рівнянь. Кожний рядок симплекс-таблиці – рівняння відповідно. Четвертий рядок—рядок оцінок в ньому записують коефіцієнти при змінних в цільовій ф-ції з протилежним знаком і визначається розв’язуємий стовпець, беруться модулі від’ємних чисел з цієї строки. В векторі Х кожній змінній відповідає певна компонента. Змінній х1 перша компонента змінній х2—друга. Значення компонент визначають слідуючим чином, якщо вектор базисний, то компонента дорівнює значенню компоненти вектора стовпця Р0 з того рідка де в базисі стоїть 1.

У вихідній таблиці вектори Р1, Р2 – не базісні, тобто в Х – перша и друга компоненти = 0

Х=(0;0;60;36;8)

2. Зясовують, мається хочаб одне відємне значення врядку оцінок ( рядок 4) Якщо нема – то план оптимальний, якщо є – треба переходити до новій с-т.

Рядок оцінок має (-5) та (-6), отже данний опорний план – не оптимальний.

3. Знаходять визначальний стовпець. Стовпець називають визначальним, якщо в рядку оцінок у нього найбільше за модулем значення. Маємо стовпець Р2 |-6|>|-5|

4. Знаходимо визначальний рядок. Визанчальним назівається такий рядок, який відповідає найменшому з відношень компонентів стовпця Ро до додатніх компонентів визначального стовпця. (Рядок оцінок до уваги не приймається)

Min = ( 60/6; 36/9) = 4 – рядок 2.

5. Будують наступну с-т .

Для цього кожний елемент таблиці перераховуємо за формулою

aij=aij- (аіk* аnj)/ank де k-номер розв’язувального стовпця, а n- номер розв’язувального рядка

aij—елемент строки- і, стовпця- j нової сиплекс таблиці

aij—елемент строки- і, стовпця-j попередньої симплекс-таблиці

аіk-- елемент що знаходиться у визначальному стовпці попер. с-т.

аnj-- елемент що знаходиться у визначальному рядку попер с-т.

ank – элемент що стоїть на перехресті визн рядка и строки у попер сим-т.

a10= 60 – (36*6)/9 = 36

a11= 10 +(6*4)/9 = 38/3

№ рядка	Базис	Сб	Р0	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5
1	Р3	0	36		0	0	-1 1/5	0
2	Р2	6	4	-4/9	1	1	1/5	0
3	Р5	0	16	28/9	0	0	3/5	1
4	F		24	-23/3	0	0	1 1/5	0

Таблиця № 2

Х1=(0;4;36;0;16) F(X1) = 24

В рядку оцінок є одне відємне число. Тому Р1 – визначальний стовпець

Min = ( 36/38*3;16/4;9) = 54/19 – визначальний рядок Р3

Таблиця № 3

№ рядка	Базис	Сб	Р0	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5
1	Р1	5	54/19	1	0	3/38	-1/19	0
2	Р2	6	100/19	0	1	2/57	5/57	0
3	Р5	0	136/19	0	0	-14/57	22/57	1
4	F		870/19	0	0	21/38	5/19	0

X3= ( 54/19;100/19;0;0;136/19) F3(X3) = 45 15/19

В рядку оцінок нема відємних значень, тому даний опорний план є оптимальним. Але не виконується умова цілочисельності, тому слід застосувати відсічення по методу Гоморі.

2. Застосування і побудова відсічення по методу Гоморі

х1=54/19, х2=100/19

До системи обмежень основного завдання добавляємо ще одну нерівність виду: F(a*ij)*xij>= F(b*ij), де a*ij і b*ij дробови частини чисел.

Під дробовою частиною числа а розуміють найменше невідємне число в і таке, що а – в є цілим числом.Якщо в оптимальному плані вихідного завдання дробового значення приймають декілька змінних, то додаткова нерівність будується для змінної, в якої найбільша дробова частина.

F(x1)>F(x2) (16/19 >5/19)

-3/38х3-18/19х4 + х6 = -16/19

таблиця № 4

№ рядка	Базис	Сб	Р0	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5	Р6
1	Р1	5	54/19	1	0	3/38	-1/19	0	0
2	Р2	6	100/19	0	1	2/57	5/57	0	0
3	Р5	0	136/19	0	0	-14/57	22/19	1	0
4	Р6	0	-16/19	0	0	-3/38	-18/19	0	1
5	F		870/19	0	0	23/38	5/19	0	0

Х4 = ( 54/19;100/19;0;0;135/19;-16/19) F(X4) = 45 15/19

Т.к. опорний план містить відємну змінну то треба застосувати подвійний

с. м.

Відшукання розвязку ЗЛП подвійним с-м включає слідуючі етапи:

1. Знахдять опорне рішення

Х4 = ( 54/19;100/19;0;0;135/19;-16/19) F(X4) = 45 15/19

2. Перевіряють знайдений опорний розвязок на оптимальність.

Розвязок не оптимальний, тому слід перейти до нового опорного рішення.

3. Вибираемо визначальний рядок. Визначальним називається той, який відповідає найбільшому за модулем відємному значенню в стовпцю Ро

Рядок № 4

4. Вибираємо визначальний стовпчик. Той, який відповідає найменшему відношенню рядка оцінок до ньгого. (по модулю)

Min = (23/38*38/3;5/19*19/18) = 5/18 стовпець Р4

Таблиця № 5

№ рядка	Базис	Сб	Р0	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5	Р6
1	Р1	5	26/9	1	0	1/12	0	0	-1/18
2	Р2	6	140/27	0	1	1/36	0	0	5/54
3	Р5	0	1048/171	0	0	-13/38	0	1	11/9
4	Р4	0	8/9	0	0	1/12	1	0	-19/18
5	F		410/9	0	0	7/12	0	0	5/18