Симплекс-метод решения задачи линейного программирования, страница 11

Таблица 13 – Оптимальная симплексная таблица для задачи производственного планирования

N

xб

cб

B

x1

x2

x3

x4

x5

1

x1

108

266,67

1

0

1,3333

0

-6,6667

2

x4

0

77,333

0

0

-0,2133

1

-2,9333

3

x2

140

1173,3

0

1

-0,1333

0

10,667

m+1

193067

0

0

125,33

0

773,33

Таблица оптимальна, так как в критериальной строке нет отрицательных коэффициентов. Из таблицы видно, что решением задачи будет Х* = (266,67; 1173,3; 0; 77,333; 0), z*=19306,7. Если изменить формат ячеек на дробный, то ответ совпадет с полученным в разделе 2.1.

Ответ задачи: кондитерской фабрике следует выпускать 266,7 т карамели «Снежинка» и 1173,3 т карамели «Яблочная». При этом сахарный песок и фруктовое пюре будут израсходованы полностью (так как x3 = x5 =0), а остаток патоки составит 77,3 т. Максимальная прибыль составит
193067 руб.

3.4 Вопросы и упражнения

1   Дайте определение опорного плана задачи линейного программирования.

2   В чем заключается идея симплекс-метода?

3   Как строится симплексная таблица?

4   Сформулируйте критерий оптимальности симплексной таблицы.

5   Сформулируйте критерий допустимости симплексной таблицы.

6   Сформулируйте правило выбора разрешающего элемента.

7   Сформулируйте признак неограниченности целевой функции (по симплексной таблице).

8   Может ли задача линейного программирования, удовлетворяющая условиям, перечисленным в разделе 3.2, быть неразрешимой по причине того, что ее ОДП пуста?

9   Если критерий оптимальности нарушен в нескольких столбцах, в чем заключается способ выбора разрешающего столбца, при котором решение может быть получено быстрее?

10   Нельзя ли найти способ (и в чем он заключается) определения по заключительной симплексной таблице того, является ли полученное решение единственным?

11   Решите симплекс-методом следующие задачи:

Пример 1.

max -4х1 + 3х2 - 3х3

-2х1 + х2 + х3 = 1

х1 - 3х2 - х4 = -13

1 + х2 + х5 = 26

1 - 3х2 ³ -6

х1-5 ³ 0

Пример 2.

min -3х2 + 2х3

1 + 10х2 - 5х3 £ 7

0,5х1 - 3х2 + х4 = 4

1 +12х2 - 8х3 £ 3

х1-4 ³ 0

Пример 3.

max 5х2 - 2х4

1 + 10х2 - 5х3 £ 7

х1 - 3х2 + 2х3 + х4  ³  4

1 - 8х2 £ 12

х1-4 ³  0

Пример 4.

max 2х1 + х2 - х3 + 5х4

х1 + 7х2 + х3 + 7х4 £ 46

1 - х2 + х3 + 2х4 £ 8

1 + 3х2 - х3 + х4 £10

х1-4 ³ 0

12   Решите симплекс-методом задачу 9 из раздела 1.5.

 
 



* Симплекс представляет собой выпуклую оболочку m+1 аффинно независимых точек в m-мерном пространстве (т.е. пересечение всех выпуклых множеств, содержащих эти точки). Не приводя здесь определение аффинной независимости, ограничимся утвержением, что в m-мерном пространстве таких точек может быть не больше m+1. Можно сказать, что любой треугольник на плоскости (в двумерном пространстве) - симплекс.

Название метода связано с тем, что изначально он был разработан для  задачи, ОДП которой представляло собой так называемый стандартный симплекс (определялось ограничениями ; xi ³ 0, i=1,n). На плоскости это треугольник с вершиной в начале координат и точках (0;1) и (1;0).

* Вектора А1 . . . Аn называются линейно независимыми, если не существует таких чисел d1 . . . dn, не равных одновременно нулю, при которых djАj = 0.

* Число сочетаний из n по m рассчитывается по формуле .

* Знак $ при вводе формул в Microsoft Excel означает абсолютную ссылку. В дальнейшем при копировании формулы номер столбца или строки, перед которыми стоит этот знак, не будет изменяться.