Графический метод и двойственность: Методические указания по выполнению индивидуальных домашних заданий по дисциплине "Экономико-математические модели", страница 4

х1(4u1                  + 4u3   – 11,8) = 0.

Для набора 1 переменная х1 = 0, поэтому выражение в скобках может принимать значения как равное нулю, так и больше нуля, т.е. 4u1                 + 4u3   11,8.

Второе равенство:

х2(3u1 + 2u2 + 5u– 15,4) = 0.

Так как для набора 1 переменная х2 > 0, то выражение, стоящее в скобках, должно быть равно нулю и, следовательно, получаем следующее уравнение:

3u1 + 2u2 + 5u3   = 15,4.

Рассуждая аналогично, имеем систему равенств:

х2 > 0  3u1 + 2u2 +  5u3   = 15,4,

х5 > 0  3u1 + 4u2 + 10u3  = 25,7,

х6 > 0  5u1 + 2u2 + 11u3  = 26,6.

Решим полученную систему из 3-х уравнений с 3-мя неизвестными.

Её решением будет вектор: U = (1,7; 1,9; 1,3).

Все координаты найденного вектора Uявляются неотрицательными, т.е. удовлетворяют условию (2.7) двойственной задачи: 1,7 > 0,   1,9 > 0,   1,3 > 0.

Для найденных значений переменных u1, u2, u3 неравенства (2.2), (2.5) и (2.6) выполняются как равенства.

Проверим выполнение неравенств (2.1), (2.3), (2.4):

4  1,7                 + 4  1,3 = 12 > 11,8,                                                                                  5  1,7 + 3  1,9 + 9  1,3 = 25,9 > 25,7,

3  1,7 +              + 5  1,3 = 11,6 > 11,4.

Убеждаемся, что найденные значения удовлетворяют всем ограничениям двойственной задачи, значит U = (1,7; 1,9; 1,3) – решение, допустимое для двойственной задачи. Определим значение целевой функции двойственной задачи:

W = 795  1,7 + 554  1,9 + 1817  1,3 = 4766,2.

Обратимся ко второму условию дополняющей нежесткости для набора 1.

Первое равенство:

u1(795 – 4х1 – 3х2 – 5х3 – 3х4 – 3х5 – 5х6 ) = 0.

Поскольку  u1 = 1,7 ¹ 0,  то выражение, стоящее в скобках, должно быть равно нулю, значит, 4х1 + 3х2 + 5х3 + 3х4 + 3х5 + 5х= 795.

Рассуждая аналогично, получим следующую систему равенств:

u1 = 1,7 ¹ 0  4х1 + 3х2 + 5х3 + 3х4 + 3х5  +   5х6    = 795,

u2 = 1,9 ¹ 0            2х2 + 3х3          + 4х5  +   2х6    = 554,

u3 = 1,3 ¹ 0  4х1 +  5х2 + 9х3 + 5х4 + 10х5 + 11х= 1817.

Подставим в эту систему уравнений известные значения х1 = 0, х3 = 0, х4 = 0:

 3х2 + 3х+  5х6 = 795,     

 2х2 + 4х5  +  2х= 554,

 5х2 + 5х5 + 11х= 1817.

Решим систему полученных уравнений. Найдены значения:  х2 = 85, х5 = 60, х6 = 72, следовательно, вектор X = (0; 85; 0; 0; 60; 72) является допустимым решением прямой задачи. Определим значение целевой функции прямой задачи:

Z = 15,4  85 + 25,7  60 + 26,6  72 = 4766,2.

Итак, в результате анализа имеем:

1) Вектор X = (0; 85; 0; 0; 60; 72) – допустимое решение прямой задачи.

2) Вектор U = (1,7; 1,9; 1,3) – допустимое решение двойственной задачи.

3) Условия дополняющей нежесткости для векторов X и Uвыполнены.

По теореме об условиях дополняющей нежесткости вектор Xявляется оптимальным решением прямой задачи, а вектор U – оптимальным решением двойственной задачи. В качестве проверки правильности вычислений отметим, что значения целевых функций прямой и двойственной задач совпадают:  Z = W = 4766,2.

Отсюда вывод: ассортиментный набор 1 (товар 6, товар 5, товар 2) рекомендуется торговой фирме для оптовых закупок.

Исследуем набор 2, состоящий из товара 1, товара 5 и товара 6. Это значит, что фирма планирует закупать первый, пятый и шестой товары, т.е. х1 ¹ 0, х5 ¹ 0, х6 ¹ 0.

Второй, третий и четвёртый товары закупать не планируется, поэтому х2 = 0, х3 = 0,

х4 = 0. Вектор, соответствующий этому набору, имеет вид: X *= (х1; 0; 0; 0; х5; х6).

Действия при анализе набора 2 аналогичны вышеизложенному при проверке

набора 1.

Используем первую группу условий дополняющей нежесткости.

         х1 > 0  4u1                4u3   = 11,8,

         х5 > 0  3u1 + 4u2 +  10u3  = 25,7,

         х> 0  5u1 + 2u2 + 11u3  = 26,6.

Решив систему из 3-х уравнений с 3-мя неизвестными, получаем:

u1 = 1,58, u2 = 1,815, u3 = 1,37.

Проверим, допустимы ли эти значения. Все значения неотрицательны:

1,58 > 0,   1,815 > 0,   1,37 > 0, т.е. удовлетворяют условию (2.7) двойственной задачи. Для найденных значений переменных u1, u2, u3 неравенства (2.1), (2.5) и (2.6) выполняются как равенства.

Проверим выполнение неравенств (2.2), (2.3) и (2.4).

Проверяем второе ограничение:

3u1 + 2u2 + 5u3  15,4,                                                                                           

31,58 + 2  1,815 +5  1,37 = 15,22 < 15,4.

Условие не выполняется, вектор U– недопустимое решение, следовательно, вектор X не может быть оптимальным решением и, соответственно, набор 2 не входит в оптимальный план закупки товаров.

  3. Рассчитанное значение целевой функции Z означает, что для получения максимальной прибыли в виде торговой надбавки для розничной продажи в размере 4766,2 млн. руб. торговая фирма должна выбрать набор 1 и купить товара 2 на сумму 85 млн. руб., товара 5 – на 60 млн. руб., товара 6 – на 72 млн. руб.

Рассчитанное значение целевой функции W означает, что для получения минимальных расходов в размере 4766,2 млн. руб. на приобретение ресурсов (в виде расходов на транспорт, рекламу и сбыт) оптимальные стоимостные оценки этих ресурсов (внутренние цены на ресурсы именно для данной фирмы) должны соответствовать оптимальным значениям u1 = 1,7 млн. руб./млн. руб., u2 = 1,815 млн. руб./млн. руб., u= 1,3 млн. руб./млн. руб.

    Величина оптимальной двойственной оценки используемого ресурса характеризует абсолютное увеличение (снижение) оптимизируемого показателя Z в случае     увеличения (снижения) объема этого ресурса на единицу (при неизменных количествах остальных ресурсов).

Для фирмы смысл найденных двойственных оценок заключается в следующем:

  1. При увеличении (уменьшении) лимита затрат на транспорт на 1 млн. руб., при неизменных затратах на рекламу и сбыт, размер суммарной торговой надбавки от розничной продажи увеличится (уменьшится) на величину 1,7 млн. руб.

  2. При увеличении (уменьшении) затрат на рекламу на 1 млн. руб., при неизменных затратах на транспорт и сбыт, суммарная торговая надбавка от розничной продажи увеличится (уменьшится) на 1,9 млн. руб.