Файл: Линейная оптимизация.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.12.2023

Просмотров: 27

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.



ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
1. реализации единицы продукции, руб">Составить план производства продукции, обеспечив максимум прибыли, учитывая ограничения, заданные в таблице 1.

Таблица 1. Линейная оптимизация




Расход сырья (доли)

Прибыль от реализации единицы продукции, руб.

Сырье 1

Сырье 2

Сырье 3

Сырье 4

Продукт 1

0,2

0,3

0,1

0,4

120

Продукт 2

0,4

0,1

0,3

0,2

150

Продукт 3

0,6

0,1

0,1

0,2

110

Наличие сырья на складе, кг

850

640

730

1000






F(X) = 120x1+150x2+110x3 целевая функция равная прибыли, где x1 - количество продукта 1, x2 - количество продукта 2, x3 - количество продукта 3,

Для нахождения максимальной прибыли найдем решение прямой задачи линейного программирования симплексным методом, с использованием симплексной таблицы.

Определим максимальное значение целевой функции F(X) = 120x1+150x2+110x3 при следующих условиях-ограничениях (наличие сырья на складе).

0.2x1+0.4x2+0.6x3≤850

0.3x1+0.1x2+0.1x3≤640

0.1x1+0.3x2+0.1x3≤730

0.4x1+0.2x2+0.2x3≤1000

Для построения первого опорного плана систему неравенств приведем к системе уравнений путем введения дополнительных переменных (переход к канонической форме).

В 1-м неравенстве смысла (≤) вводим базисную переменную x4. В 2-м неравенстве смысла (≤) вводим базисную переменную x
5. В 3-м неравенстве смысла (≤) вводим базисную переменную x6. В 4-м неравенстве смысла (≤) вводим базисную переменную x7.

0.2x1+0.4x2+0.6x3+x4 = 850

0.3x1+0.1x2+0.1x3+x5 = 640

0.1x1+0.3x2+0.1x3+x6 = 730

0.4x1+0.2x2+0.2x3+x7 = 1000
Матрица коэффициентов A = a(ij) этой системы уравнений имеет вид:


0.2

0.4

0.6

1

0

0

0

0.3

0.1

0.1

0

1

0

0

0.1

0.3

0.1

0

0

1

0

0.4

0.2

0.2

0

0

0

1



Базисные переменные это переменные, которые входят только в одно уравнение системы ограничений и притом с единичным коэффициентом.
Решим систему уравнений относительно базисных переменных: x4, x5, x6, x7

Полагая, что свободные переменные равны 0, получим первый опорный план:

X0 = (0,0,0,850,640,730,1000)
Базисное решение называется допустимым, если оно неотрицательно.


Базис

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

x4

850

0.2

0.4

0.6

1

0

0

0

x5

640

0.3

0.1

0.1

0

1

0

0

x6

730

0.1

0.3

0.1

0

0

1

0

x7

1000

0.4

0.2

0.2

0

0

0

1

F(X0)

0

-120

-150

-110

0

0

0

0




Переходим к основному алгоритму симплекс-метода.
Итерация №0.


  1. Проверка критерия оптимальности.


Текущий опорный план не оптимален, так как в индексной строке находятся отрицательные коэффициенты.


  1. Определение новой базисной переменной.


В качестве ведущего выберем столбец, соответствующий переменной x2, так как это наибольший коэффициент по модулю.


  1. Определение новой свободной переменной.


Вычислим значения Di по строкам как частное от деления: bi / ai2

и из них выберем наименьшее:

min (850 : 0.4 , 640 : 0.1 , 730 : 0.3 , 1000 : 0.2 ) = 2125

Следовательно, 1-ая строка является ведущей.

Разрешающий элемент равен (0.4) и находится на пересечении ведущего столбца и ведущей строки.


Базис

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

min

x4

850

0.2

0.4

0.6

1

0

0

0

2125

x5

640

0.3

0.1

0.1

0

1

0

0

6400

x6

730

0.1

0.3

0.1

0

0

1

0

2433.33

x7

1000

0.4

0.2

0.2

0

0

0

1

5000

F(X1)

0

-120

-150

-110

0

0

0

0







4. Пересчет симплекс-таблицы.
Формируем следующую часть симплексной таблицы. Вместо переменной x4 в план 1 войдет переменная x2.

Строка, соответствующая переменной x2 в плане 1, получена в результате деления всех элементов строки x4 плана 0 на разрешающий элемент РЭ=0.4. На месте разрешающего элемента получаем 1. В остальных клетках столбца x2 записываем нули.

Таким образом, в новом плане 1 заполнены строка x2 и столбец x2. Все остальные элементы нового плана 1, включая элементы индексной строки, определяются по правилу прямоугольника.

Для этого выбираем из старого плана четыре числа, которые расположены в вершинах прямоугольника и всегда включают разрешающий элемент РЭ.

НЭ = СЭ - (А*В)/РЭ

СТЭ - элемент старого плана, РЭ - разрешающий элемент (0.4), А и В - элементы старого плана, образующие прямоугольник с элементами СТЭ и РЭ.

Представим расчет каждого элемента в виде таблицы:


B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

850

0.2

0.4

0.6

1

0

0

0

640

0.3

0.1

0.1

0

1

0

0

730

0.1

0.3

0.1

0

0

1

0

1000

0.4

0.2

0.2

0

0

0

1

0

-120

-150

-110

0

0

0

0



Получаем новую симплекс-таблицу:


Базис

B

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

x2

2125

0.5

1

1.5

2.5

0

0

0

x5

427.5

0.25

0

-0.05

-0.25

1

0

0

x6

92.5

-0.05

0

-0.35

-0.75

0

1

0

x7

575

0.3

0

-0.1

-0.5

0

0

1

F(X1)

318750

-45

0

115

375

0

0

0