Требуется: 1)
убедиться, что все четыре таблицы являются таблицами ТЗ и найти значения целевых функций (транспортных
расходов) для соответствующих допустимых планов; 2) указать,
какие из таблиц ТЗ являются опорными, какие представляют опорные планы; 3) в
таблице г) построить цикл, в котором (1, 3) – единственная незанятая клетка.
Решение. 1) Все таблицы заполнены только неотрицательными числами, их суммы в строках и столбцах равны соответствующим запасам или потребностям – все требования к таблицам ТЗ выполнены. Для таблицы а)
Аналогично
находим
2) В опорных таблицах должно быть занятых клеток. Таблицы а) и б) – не
опорные, т.к. в них заняты
и
клеток, соответственно. В таблице в)
занято 6 клеток, но существует цикл, в котором все клетки заняты (изображён
на рис. 2в), по теореме 1 эта таблица не опорная. В таблице г) из шести
занятых клеток (или их части) нельзя образовать цикл (проверьте!), по теореме
1 она является опорной.
Таблица
а) представляет не опорный план, т. к. в нем положительных
значений
таблица
г) представляет опорный план, как и любая опорная таблица. Таблицы б) и в)
также представляют опорные планы, т. к. их можно превратить в опорные таблицы
ТЗ, не меняя представляемого ими плана: для б) достаточно заполнить
числом 0 клетку (1, 1) (есть и другие варианты, какие?), для в) – перенести 0
из клетки (3, 1) в любую незанятую (почему?). Заметим, что в занятых клетках
каждой из таблиц б), в) и г) всего пять положительных
чисел, и, следовательно, все эти таблицы
представляют вырожденные опорные планы.
3) В искомом цикле должно быть горизонтальное звено, соединяющее (1, 3) с одной из занятых клеток 1-й строки, т. е. с (1, 1) или (1, 4). Но из (1, 4) нельзя провести следующее, вертикальное звено, т. к. в 4-ом столбце нет других занятых клеток. Из клетки (1, 1) можно провести вертикальное звено в (3, 1), затем, чередуя горизонтальные и вертикальные звенья, пройти через клетки (3, 2), (2, 2), (2, 3) и вернуться в (3, 1) - на всех шагах следующее звено выбирается однозначно. Искомый цикл построен и очевидна его единственность, т.е. получено подтверждение справедливости теоремы 2 в данном частном случае.
Построение
начальной опорной таблицы. По теореме
1 в опорной таблице ТЗ занятые клетки и записанные в них неотрицательные
числа выбраны так, что а) сумма чисел в занятых клетках любого ряда совпадает с соответствующим значением или
(это
просто определение таблицы ТЗ);
б) число занятых клеток равно
в) любой цикл таблицы содержит хотя бы одну незанятую клетку.
Будем
выбирать занятые клетки искомой таблицы и заполнять их неотрицательными числами
постепенно, шаг за шагом, по одной клетке на каждом шаге. Пусть и
клетка и
число, выбранные на
ом шаге,
В
процессе заполнения каждому шагу соответствуют определенные значения невязок
строк и столбцов,
(сумма чисел
ой строки
после
го шага),
(сумма чисел
ого
столбца после
го шага),
В начале процесса все клетки незаняты и
(5)
После
очередного шага любая невязка сохраняет своё прежнее значение или
уменьшается, так как при по определению
(6)
Если
(такое возможно в вырожденных ТЗ),
сохраняются значения всех невязок, при
уменьшаются
невязки
ой строки и
го
столбца. Очевидно, что при любом
сумма невязок
го шага по строкам совпадает с суммой
невязок
го шага по столбцам (условие баланса невязок,
сравните с (1)).
Свойства
а) и б) опорных таблиц ТЗ эквивалентны требованиям «на последнем шаге все
невязки равны нулю» и «процесс заполнения заканчивается на ом шаге», т.е. системе
равенств
(7)
Покажем,
как надо выбирать клетки и числа
чтобы в конце процесса выполнялись
свойства а), б) и в).
На
первом шаге выберем произвольно и запишем в неё
число
равное меньшему из чисел
или
Из начальных
условий (5) и равенств (6) следует, что
и все
невязки 1-го шага неотрицательны, а хотя бы одна из невязок
(возможно
обе) равна 0. Выделим
ую строку или
ый столбец – тот из этих двух рядов, в
котором невязка 1-го шага равна 0.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.