Математика
Изложение приёмов исследования и решения математически сформулированных задач; математического моделирования для исследования сложных экономических систем, построения надёжных моделей экономических процессов с целью обоснования принимаемых решений.
Рубрика | Математика |
Вид | методичка |
Язык | русский |
Дата добавления | 03.03.2014 |
Размер файла | 375,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Результаты пересчета представлены в таблице 1 (первая итерация), новое базисное решение Б2 = (0; 0; 24; 72; 0; 108).
Целевая функция F = 384.
Однако это решение не оптимально, т.к. в строке целевой функции F имеется отрицательный элемент (при переменной х2). Следовательно, на новом шаге итерации необходимо исключить переменную х2, а за разрешающий элемент взять = 9, т.к. он дает наименьшее отношение bi/aij.
Пересчитывается таблица относительно разрешающего элемента a2, 2 , результаты пересчета представлены в таблице 1 (итерация 2). Все коэффициенты в строке целевой функции положительны. Следовательно, решение оптимально.
Базисное решение (оптимальное)
Б3 = (0; 8; 20; 0; 0; 96).
Целевая функция
F = 9*0 + 10*8 + 16*20 = 400.
Варианты заданий
Задание. Решить ЗЛП симплексным методом.
1. Z = 5x1 + 4x2 + x3 > max2. Z = 4x1 + 3x2 > max
x1 + 4x2 + 2x3 ? 8-x1 + 3x2 ? 9
2x1 + x2 + x3 ? 42x1 + 3x2 ? 18
x1 ?0, x2 ?0, x3 ?02x1 - x2 ? 10
x1 ?0, x2 ?0
1. Z = 2x1 + x2 + 2x3 > max4. Z = 5x1 + 4x2 - x3 > max
3x1 + 2x2 + x3 ? 6x1 - 2x2 + 2x3 ? 20
x1 + x2 + 2 x3 ? 4x1 + 4x2 - x3 ? 16
x1 ?0, x2 ?0, x3 ?0x1 ?0, x2 ?0, x3 ?0
5. Z = 4x1 - x2 + x3 > max6. Z = 3x1 + 5x2 > min
x1 + 2x2 + x3 ? 20x1 + x2 ? 5
2x1 - x2 + 2 x3 ? 103x1 - x2 ? 3
x1 ?0, x2 ?0, x3 ?0x1 ?0, x2 ?0
7. Z = 3x1 + x2 + 3x3 > max8. Z = x1 + x2 + x3 > max
x1 + 3x2 + 5x3 ? 92x1 + x2 + x3 ? 2
2x1 + 2x2 + x3 ? 54x1 + 2x2 + x3 ? 2
x1 ?0, x2 ?0, x3 ?0x1 ?0, x2 ?0, x3 ?0
9. Z = 2x1 + x2 + x3 > max10. Z = x1 + 3x2 + x3 > max
x1 + x2 + x3 ? 6-x1 + x2 + x3 ? 1
2x1 - x2 + x3 ? 2x1 + x2 + x3 ? 4
x1 ?0, x2 ?0, x3 ?0x1 ?0, x2 ?0, x3 ?0
Вопросы для самопроверки
1. В чем заключается идея симплекс-метода?
2. В каком виде должна быть записана модель ЗЛП для решения симплекс-методом?
3. Как построить первое базисное решение? В каком случае оно будет опорным решением ЗЛП?
4. Из каких этапов состоит переход от одного опорного решения к другому?
5. Как определить, какой из столбцов выбирается за разрешающий в симплекс-преобразованиях?
6. Каким образом сохраняется неотрицательность переменных нового базисного решения?
7. Что является критерием оптимальности решения ЗЛП в симплекс-методе?
8. Как определяется текущее значение целевой функции из таблицы?
Практическая работа №10. Двойственная задача линейного программирования
Краткая теоретическая справка
Каждой ЗЛП может быть поставлена в соответствие другая ЗЛП, называемая двойственной. Первоначальная задача называется прямой или исходной.
Пример. Фирма выпускает продукцию A, B, C, D, используя для ее производства три вида ресурсов в количестве соответственно 260, 400, 240 единиц. Расход каждого ресурса на единицу выпускаемой продукции и цена единицы каждого вида продукции заданы таблицей:
Видресурса |
Объем ресурса |
Нормы расхода ресурсов |
||||
A |
B |
C |
D |
|||
1 |
260 |
2 |
1 |
3 |
1 |
|
2 |
400 |
1 |
2 |
1 |
2 |
|
3 |
240 |
2 |
0 |
1 |
2 |
|
Цена, у.е. |
1 |
4 |
2 |
5 |
Определить план выпуска продукции, обеспечивающий фирме максимум стоимости выпускаемой продукции, и оценить каждый вид ресурсов. Оценки, приписываемые каждому ресурсу, должны быть такими, чтобы оценка всех ресурсов была минимальной, а суммарная оценка ресурсов, используемых на производство единицы каждого вида продукции, - не меньше цены единицы продукции данного вида.
Решение. Обозначим через план выпуска продукции. Тогда математическая модель задачи нахождения оптимального плана, максимизирующего суммарную стоимость продукции, примет вид:
Поставим в соответствие первому ресурсу оценку y1, второму - y2, третьему - y3. Тогда общая оценка ресурса, используемого на производство продукции, составит:
.
Цель задачи - минимизировать эту величину.
Суммарная оценка ресурса, необходимого для производства единицы продукции А, равна
Согласно условию задачи эта величина должна быть не меньше цены единицы продукции А, т.е.
.
Из аналогичных соображений получаем:
Естественно предположить, что оценки y1, y2, y3 неотрицательны, т.е.
Итак, получаем математическую модель задачи:
которую называют двойственной к задаче оптимального выпуска продукции из имеющихся ресурсов.
Компоненты оптимального плана называют оптимальными оценками ресурсов. Это оценки ресурсов в условиях конкретной задачи. Одни и те же ресурсы для разных предприятий представляют различную ценность. Изменение запасов ресурсов приводит к необходимости их переоценки. Следуя Л.В. Канторовичу, будем называть их объективно обусловленными оценками.
Варианты заданий
Задание. Для изготовления трех видов продукции (A, B, C) используется три вида ресурсов (1, 2, 3). Объем ресурса нормы его расхода на единицу продукции и цена продукции заданы таблицей (номер таблицы соответствует номеру варианта).
По заданной таблице:
1. Составьте математическую модель определения оптимального плана выпуска продукции из условия ее максимальной стоимости.
2. Составьте математическую модель двойственной задачи.
3. Дайте экономическую интерпретацию двойственной задачи.
4. Решите исходную задачу симплекс-методом.
5. Используя теоремы двойственности, найдите оптимальное решение двойственной задачи.
Таблица 1 |
Таблица 2 |
||||||||||
Ресурс |
Объем ресурса |
Нормы расхода |
Ресурс |
Объем ресурса |
Нормы расхода |
||||||
А |
В |
С |
А |
В |
С |
||||||
1 |
100 |
1 |
6 |
1 |
1 |
100 |
5 |
6 |
7 |
||
2 |
300 |
1 |
3 |
1 |
2 |
300 |
4 |
5 |
6 |
||
3 |
250 |
1 |
4 |
3 |
3 |
250 |
7 |
1 |
2 |
||
Цена продукции |
1 |
4 |
3 |
Цена продукции |
3 |
5 |
6 |
||||
Таблица 3 |
Таблица 4 |
||||||||||
Ресурс |
Объем ресурса |
Нормы расхода |
Ресурс |
Объем ресурса |
Нормы расхода |
||||||
А |
В |
С |
А |
В |
С |
||||||
1 |
120 |
1 |
3 |
2 |
1 |
120 |
8 |
5 |
4 |
||
2 |
150 |
2 |
1 |
4 |
2 |
150 |
3 |
8 |
1 |
||
3 |
75 |
3 |
7 |
1 |
3 |
75 |
2 |
5 |
6 |
||
Цена продукции |
5 |
10 |
12 |
Цена продукции |
5 |
10 |
12 |
||||
Таблица 5 |
Таблица 6 |
||||||||||
Ресурс |
Объем ресурса |
Нормы расхода |
Ресурс |
Объем ресурса |
Нормы расхода |
||||||
А |
В |
С |
А |
В |
С |
||||||
1 |
125 |
2 |
1 |
1 |
1 |
125 |
3 |
4 |
6 |
||
2 |
175 |
3 |
2 |
1 |
2 |
175 |
5 |
4 |
3 |
||
3 |
250 |
1 |
4 |
3 |
3 |
250 |
2 |
6 |
7 |
||
Цена продукции |
2 |
4 |
3 |
Цена продукции |
2 |
4 |
3 |
||||
Таблица 7 |
Таблица 8 |
||||||||||
Ресурс |
Объем ресурса |
Нормы расхода |
Ресурс |
Объем ресурса |
Нормы расхода |
||||||
А |
В |
С |
А |
В |
С |
||||||
1 |
190 |
1 |
2 |
5 |
1 |
190 |
5 |
4 |
3 |
||
2 |
120 |
12 |
4 |
9 |
2 |
120 |
7 |
1 |
8 |
||
3 |
60 |
7 |
1 |
3 |
3 |
60 |
4 |
3 |
7 |
||
Цена продукции |
10 |
11 |
13 |
Цена продукции |
10 |
11 |
13 |
||||
Таблица 9 |
Таблица 10 |
||||||||||
Ресурс |
Объем ресурса |
Нормы расхода |
Ресурс |
Объем ресурса |
Нормы расхода |
||||||
А |
В |
С |
А |
В |
С |
||||||
1 |
180 |
4 |
3 |
1 |
1 |
180 |
5 |
4 |
6 |
||
2 |
90 |
4 |
5 |
9 |
2 |
90 |
7 |
6 |
8 |
||
3 |
120 |
2 |
1 |
6 |
3 |
120 |
1 |
5 |
8 |
||
Цена продукции |
12 |
5 |
3 |
Цена продукции |
12 |
5 |
3 |
Вопросы для самопроверки
1. Запишите математические модели пары двойственных ЗЛП.
2. Дайте экономическую интерпретацию пары двойственных задач.
3. Сформулируйте правила построения двойственной задачи к исходной.
4. Сформулируйте первую теорему двойственности и дайте экономическую интерпретацию.
5. Сформулируйте и дайте экономическую интерпретацию второй теоремы двойственности.
Практическая работа № 11. Решение транспортных задач методом северо-западного угла
Общий вид транспортной задачи
Одной из типичных задач линейного программирования является транспортная задача, которая возникает при планировании наиболее рациональных перевозок груза.
В общем виде транспортную задачу принято рассматривать в виде таблицы.
Поставщики |
Потребители |
Запасы груза |
|||||||
В1 |
В2 |
… |
Вm |
||||||
А1 |
c11 |
c12 |
… |
c1m |
a1 |
||||
x11 |
x12 |
x1m |
|||||||
А2 |
c21 |
c22 |
… |
c2m |
a2 |
||||
x21 |
x22 |
x2m |
|||||||
… |
… |
… |
… |
… |
… |
||||
Аn |
cn1 |
cn2 |
… |
cnm |
an |
||||
xn1 |
xn2 |
xnm |
|||||||
Потребности в грузе |
b1 |
b2 |
… |
bm |
где Аi - поставщики груза (i=)
Bj - потребители груза (j=)
ai - запасы груза (i=)
bJ - потребители в грузе (j=)
cij - стоимость (тариф) каждой перевозки (i=, j=)
xij - количество распределенного товара от i-го поставщика j-му потребителю (i=, j=).
Если в транспортной задаче выполняется условие , то транспортная задача называется закрытой, иначе - открытой.
Для написания модели необходимо все ограничения и целевую функцию представить в виде математических уравнений.
1. (i=);
2. (j=);
3.
4. xij ? 0 (i=;j=);
5. .
Методами отыскания начального плана (опорного решения) для решения транспортной задачи являются:
1. метод «северо-западного угла»;
2. метод минимального элемента;
Метод «северо-западного угла»
Заполнение таблицы начинается с левого верхнего угла (северо-западного), передвигаясь дальше по столбцу или по строке. В клетку (1;1) заносят меньшее из чисел а1 или b1 , т.е x11=min(а1; b1).
Если а1> b1, то x11= b1. Следовательно, xi1 = 0, i = 2,3...n., т.е. потребности первого потребителя удовлетворены полностью.
Двигаясь дальше по первой строке, записываем в соседнюю клетку
x12 = min(a1-b1; b2).
Если b1> a1, то x11= a1. Следовательно, x1j = 0, j = 2,3...n., т.е. запасы первого поставщика исчерпаны полностью.
Двигаясь дальше по первому столбцу, записываем в соседнюю клетку
x21 = min(a2 ; b1-a1) и т.д.
Таким образом, пересчитывая запасы и потребности, столбец с исчерпанным запасом или строку с удовлетворенной потребностью исключаем из дальнейшего расчета. Снова находим северо-западный угол, заполняем эту клетку, вычеркиваем строку или столбец и т.д пока не будут исчерпаны все запасы и не удовлетворены все потребности в грузе.
Пример. Пять песчано-гравийных карьеров добывают в сутки 60, 70, 120, 130, 100 у.е. гравия. Для строительства трех дорог необходимо гравий в количестве 140, 180, 160 у.е. соответственно. Стоимость перевозок из одного карьера на один объект приведена в таблице 2 в денежных единицах (д.е.).
Построить опорный план перевозок по правилу «северо-западного угла» и определить значения целевой функции построенного плана.
Карьеры |
Дорога 1 |
Дорога 2 |
Дорога 3 |
Запасы гравия |
||||
№ 1 |
2 |
8 |
9 |
60 |
||||
№ 2 |
3 |
5 |
8 |
70 |
||||
№ 3 |
4 |
1 |
4 |
120 |
||||
№ 4 |
2 |
4 |
7 |
130 |
||||
№ 5 |
4 |
1 |
2 |
100 |
||||
Потребности в гравии |
140 |
180 |
160 |
Решение задачи рассмотрим в следующей таблице.
Таблица - Оптимальное решение методом «северо-западного угла»
Карьеры |
Дорога 1 |
Дорога 2 |
Дорога 3 |
Запасы гравия |
||||
№ 1 |
2 |
8 |
9 |
60 |
||||
60 |
0 |
0 |
||||||
№ 2 |
3 |
5 |
8 |
70 |
||||
70 |
0 |
0 |
||||||
№ 3 |
4 |
1 |
4 |
120 |
||||
10 |
110 |
0 |
||||||
№ 4 |
2 |
4 |
7 |
130 |
||||
0 |
70 |
60 |
||||||
№ 5 |
4 |
1 |
2 |
100 |
||||
0 |
0 |
100 |
||||||
Потребности в гравии |
140 |
180 |
160 |
480 |
X11 = min(60; 140)=60;
X21 = min(70; 140-60)=70;
X31 = min(120; 10)=10;
X32 = min(120-10; 180)=60;
X42 = min(130; 180-110)=70;
X43 = min(130-70; 160)=60;
X53 = min(100; 160-60)=100.
Таким образом, опорный план равен:
X =
Найдем сумму затрат на перевозки:
Z = 60*2+70*3+10*4+110*1+70*4+60*7+100*2=1380 д.е.
Теорема: Число положительных компонент в опорном плане N ? n+m-1, где n - число строк, m - число столбцов плана.
Если условие N ? n+m-1 выполняется, то план называется невырожденным, иначе вырожденным.
Варианты заданий
Задание. Построить опорные планы перевозок по правилу «северо-западного угла», согласно своего варианта. Определить значения целевых функций построенных планов.
Исходные данные варианта № 1
Поставщики груза |
Потребители |
Запасы груза Ai |
||||||||
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
|||||||
А1 |
4 |
8 |
1 |
5 |
100 |
|||||
А2 |
6 |
3 |
2 |
9 |
45 |
|||||
А3 |
2 |
9 |
1 |
4 |
55 |
|||||
Потребность в грузе Вj |
50 |
50 |
25 |
75 |
Исходные данные варианта № 2
Поставщики груза |
Потребители |
Запасы груза Ai |
||||||||
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
|||||||
А1 |
4 |
7 |
2 |
3 |
30 |
|||||
А2 |
3 |
1 |
0 |
4 |
190 |
|||||
А3 |
5 |
6 |
3 |
7 |
250 |
|||||
Потребность в грузе Bj |
70 |
120 |
150 |
130 |
Исходные данные варианта № 3
Поставщики груза |
Потребители |
Запасы груза Ai |
||||||||
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
|||||||
А1 |
5 |
1 |
2 |
3 |
300 |
|||||
А2 |
6 |
3 |
7 |
1 |
200 |
|||||
А3 |
4 |
5 |
3 |
2 |
500 |
|||||
А4 |
2 |
4 |
6 |
4 |
700 |
|||||
Потребность в грузе Bj |
230 |
420 |
650 |
400 |
Исходные данные варианта № 4
Поставщики груза |
Потребители |
Запасы груза Ai |
||||||||
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
|||||||
А1 |
4 |
1 |
8 |
3 |
50 |
|||||
А2 |
5 |
7 |
0 |
9 |
190 |
|||||
А3 |
7 |
1 |
3 |
2 |
110 |
|||||
Потребность в грузе Bj |
70 |
30 |
150 |
100 |
Исходные данные варианта № 5
Поставщики груза |
Потребители |
Запасы груза Ai |
||||||||
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
|||||||
А1 |
1 |
1 |
2 |
3 |
155 |
|||||
А2 |
4 |
3 |
9 |
1 |
145 |
|||||
А3 |
4 |
5 |
7 |
2 |
560 |
|||||
А4 |
2 |
0 |
6 |
4 |
140 |
|||||
Потребность в грузе Bj |
400 |
420 |
130 |
50 |
Исходные данные варианта № 6
Поставщики груза |
Потребители |
Запасы груза Ai |
||||||||
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
|||||||
А1 |
5 |
1 |
2 |
3 |
30 |
|||||
А2 |
6 |
3 |
7 |
1 |
20 |
|||||
А3 |
4 |
5 |
3 |
2 |
500 |
|||||
А4 |
2 |
4 |
6 |
4 |
130 |
|||||
Потребность в грузе Bj |
40 |
42 |
188 |
410 |
Исходные данные варианта № 7
Поставщики |
Потребители |
Запас груза Аi |
||||||
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
В6 |
|||
А1 |
5 |
3 |
1 |
4 |
2 |
6 |
1780 |
|
А2 |
4 |
2 |
3 |
6 |
1 |
3 |
2000 |
|
А3 |
1 |
3 |
7 |
4 |
5 |
2 |
1530 |
|
А4 |
3 |
4 |
6 |
7 |
1 |
5 |
2860 |
|
Потребность в грузе Вj |
850 |
1870 |
1950 |
1670 |
1000 |
830 |
Исходные данные варианта № 8
Поставщики |
Потребители |
Запас груза Аi |
||||||
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
В6 |
|||
А1 |
7 |
1 |
4 |
6 |
5 |
8 |
600 |
|
А2 |
1 |
3 |
5 |
2 |
4 |
6 |
800 |
|
А3 |
4 |
5 |
6 |
3 |
1 |
7 |
550 |
|
А4 |
5 |
3 |
7 |
2 |
8 |
4 |
730 |
|
А5 |
2 |
4 |
3 |
5 |
6 |
3 |
900 |
|
Потребность в грузе Вj |
750 |
580 |
440 |
620 |
550 |
640 |
Исходные данные варианта № 9
Поставщики |
Потребители |
апас груза Аi |
|||||
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
|||
А1 |
4 |
1 |
2 |
5 |
6 |
100 |
|
А2 |
7 |
3 |
4 |
2 |
5 |
70 |
|
А3 |
6 |
4 |
7 |
1 |
8 |
130 |
|
А4 |
2 |
5 |
6 |
4 |
7 |
150 |
|
Потребность в грузе Вj |
80 |
120 |
70 |
130 |
50 |
Исходные данные варианта № 10
Поставщики |
Потребители |
Запас груза Аi |
|||||||
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
В6 |
В7 |
|||
А1 |
8 |
1 |
9 |
3 |
6 |
7 |
2 |
70 |
|
А2 |
1 |
2 |
2 |
4 |
1 |
8 |
3 |
50 |
|
А3 |
5 |
3 |
1 |
3 |
2 |
5 |
8 |
150 |
|
А4 |
2 |
5 |
7 |
1 |
6 |
3 |
4 |
330 |
|
Потребность в грузе Вj |
20 |
40 |
75 |
25 |
200 |
140 |
100 |
Практическая работа №12. Решение транспортной задачи методом минимального элемента
Метод минимального элемента состоит из следующих шагов:
1. В клетку с минимальной единичной стоимостью записывают наибольшее возможное количество груза для поставки.
2. Производится корректировка оставшихся запасов и потребностей.
3. Выбирается следующая клетка с наименьшим тарифом, в которую планируется наибольшее возможное количество груза для поставки и т.д. до тех пор, пока оставшиеся запасы и потребности не станут равны нулю.
4. Если наименьший тариф соответствует более чем одной клетке, то выбор осуществляется случайным образом.
Рассмотрим решение примера из предыдущей практической работы методом минимального элемента, используя следующую таблицу.
Карьеры |
Дорога 1 |
Дорога 2 |
Дорога 3 |
Запасы гравия |
||||
№ 1 |
2 |
8 |
9 |
60 |
||||
60 |
0 |
0 |
||||||
№ 2 |
3 |
5 |
8 |
70 |
||||
0 |
0 |
70 |
||||||
№ 3 |
4 |
1 |
4 |
120 |
||||
0 |
120 |
0 |
||||||
№ 4 |
2 |
4 |
7 |
130 |
||||
80 |
0 |
50 |
||||||
№ 5 |
4 |
1 |
2 |
100 |
||||
0 |
60 |
40 |
||||||
Потребности в гравии |
140 |
180 |
160 |
480 |
С52 = 1- min, X52= min (100; 180)=100.
C32=1- min, X32= min (120; 180-100)=80.
C11=2 - min, X11= min (60;140)=60.
C41=2 - min, X11=min(130;140-60)=80.
C33=3 - min, X33=min(120-180;160)=40.
C43=7 - min, X43=min(130-80;160-40)=50
C23=8 - min, X23=min(70;160-90)=70
Таким образом, опорный план равен:
X =
Затраты на перевозки равны:
Z = 60*2+80*2+70*8+120*1+60*1+50*7+40*2=1450 д.е.
Варианты заданий
Построить опорные планы перевозок методом минимального элемента, согласно своего варианта. Определить значения целевых функций построенных планов.
Исходные данные вариантов смотрите в практической работе №11. Сделайте сравнительный анализ.
Практическая работа № 13. Решение транспортных задач методом потенциалов
Пример. Мощности поставщиков: А1 = 120 т; А2 = 220 т; А3 = 300 т; А4 = 170 т. Спрос потребителей: В1 = 120 т; В2 = 250 т; В3 = 200 т; В4 = 180 т. Удельные затраты на перевозку единицы груза представлены матрицей С:
Определить объемы перевозок из пункта i в пункт j такие, чтобы суммарные издержки на перевозку были бы минимальными, т.е. построить матрицу объемов перевозок х.
.
Решение:
1. Определить тип задачи - закрытый или открытый.
Задача открытая, т.к. Вводится фиктивный потребитель с объемом потребления Вф
2. Строится расчетная матрица (таблица 2) с фиктивным потреблением Вф и удельными затратами на перевозку фиктивного груза Ciф = 0.
Ui
120 |
250 |
200 |
180 |
Вф |
||
120 |
2 120 |
4 |
5 |
2 0 |
0 |
|
220 |
5 |
6 |
2 200 |
3 20 |
0 |
|
300 |
4 |
3 80 |
6 |
7 160 |
0 60 |
|
170 |
6 |
2 170 |
6 |
6 |
Vi
3. Формируется опорный план перевозок по критерию наименьших удельных затрат на перевозку единицы груза, т.е. min Cij. Затраты Cij = 0 на перевозку фиктивных грузов не принимаются во внимание. Оставшиеся мощности сносятся фиктивному потребителю
Проверяется баланс по строкам и столбцам.
4. Проверяется полученный план перевозок на вырожденность:
K = m + n - 1 - план невырожденный,
K < m + n - 1 - план вырожденный,
где K - количество поставок в матрице (таблица 2), т.е. количество > 0;
m - количество строк матрицы;
n - количество столбцов.
В нашем примере задача вырожденная (7 < 4 + 5 - 1). Число поставок К меньше правой части (m + n - 1) на 1. Таким образом, для приведения опорного плана к невырожденному необходимо ввести фиктивную нулевую поставку (xij = 0*). Она вносится в строку или столбец (1). Допустим, нулевую фиктивную поставку поместим в клетку (1,4), т.е. х14 = 0*. Теперь задача стала невырожденной.
5. Оптимизируем опорный план, используя метод потенциалов.
Определяем потенциалы строк Ui и столбцов Vj по выражению (14) по клеткам с поставщиками (хij > 0):
Сij = U i + Vj . (14)
Для этого зададимся любыми значениями потенциала Ui либо Vj, например, U3 = 0.
Пересчитаем все остальные Ui , Vj по (14) и зафиксируем их в таблице 3:
6. Определяются характеристики свободных клеток:
Eij = Cij - (Ui + Vj) 0 (15)
Е12 = 4 - (- 5 + 3) = 6Е31 = 4 - (0 + 7) = - 3
Е13 = 5 - (- 5 + 6) = 4Е33 = 6 - (0 + 6) = 0
Е1ф = 0 - (- 5 + 0) = 5Е41 = 6 - (- 1 + 7) = 0
Е21 = 5 - (- 4 + 7) = 2Е43 = 6 - (- 1 + 6) = 1
Е22 = 6 - (- 4 + 3) = 7Е44 = 6 - (- 1 + 7) = 0
Е2ф = 0 - (- 4 + 0) = 4Е4ф = 0 - (- 1 + 0) = 1.
7. Условие оптимальности задачи: Е ij 0.
В нашем примере имеется отрицательная характеристика (Е31 = - 6). Для клетки (3,1) строим контур перераспределения поставок. Он должен включать поставки, быть прямоугольным и замкнутым, т.е. выходить из свободной клетки и входить в нее. Для клетки (3,1) изобразим контур в матрице (таблица 3) и вынесем его отдельно (рисунок 1, а). Так как в клетку (3,1) контура будет помещена поставка, то метим ее знаком (+). Для соблюдения баланса по строкам и столбцам ближайшие к (3,1) клетки метим знаком (-), выбирается поставка с наименьшим значением. Это будет
Величина х11 = 120 и будет объемом перераспределения в контуре. Вводим ее в клетки контура с учетом их знаков.
а ) - + б )+ -
Рисунок 1
8. Перенесем контур (рисунок 1, б) в новую матрицу (таблица 3), а также дополним его поставками, не использованными в контуре.
Ui
120 |
250 |
200 |
180 |
Вф |
||
120 |
2 |
4 |
5 |
2 120 |
0 |
|
220 |
5 |
6 |
2 200 |
3 20 |
0 |
|
300 |
4 120 |
3 80 |
6 |
7 40 |
0 60 |
|
170 |
6 |
2 170 |
6 |
6 |
0 |
Vi
Характеристики свободных клеток матрицы (таблица 3) не отрицательны, т.е. Еij . Следовательно, задача оптимальна:
Е11 > 0; E12 > 0;E1ф > 0;E21 > 0;E22 > 0;
E2ф > 0;E33 = 0;E41 > 0;E43 > 0;E44 = 0.
Задача решена.
9. Определяется значение целевой функции:
F = 2 * 120 + 2 * 200 + 3 * 20 + 4 * 120 + 3 * 80 + 7 * 40 + 2 * 170 = 2040 руб.
Варианты заданий
Задание. Решить транспортную ЗЛП методом потенциалов, построив исходный опорный план способом минимального элемента.
ai<... |
Подобные документы
Основные понятия математического моделирования, характеристика этапов создания моделей задач планирования производства и транспортных задач; аналитический и программный подходы к их решению. Симплекс-метод решения задач линейного программирования.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 11.12.2011Применение системы MathCAD при решении прикладных задач технического характера. Основные средства математического моделирования. Решение дифференциальных уравнений. Использование системы MathCad для реализации математических моделей электрических схем.
курсовая работа [489,1 K], добавлен 17.11.2016Знакомство с основными требованиями к вычислительным методам. Рассмотрение особенностей математического моделирования. Вычислительный эксперимент как метод исследования сложных проблем, основанный на построении математических моделей, анализ этапов.
презентация [12,6 K], добавлен 30.10.2013Определение исследования операция как применения научного метода комплексными научными коллективами для решения задач, связанных с управлением организованными (человеко-машинными) системами с целью получения решений. Анализ отличительных особенностей ИСО.
реферат [20,6 K], добавлен 27.06.2011Моделирование как метод научного познания, его сущность и содержание, особенности использования при исследовании и проектировании сложных систем, классификация и типы моделей. Математические схемы моделирования систем. Основные соотношения моделей.
курсовая работа [177,9 K], добавлен 15.10.2013Выполнение алгебраических преобразований, логическая культура и техника исследования. Основные типы задач с параметрами, нахождение количества решений в зависимости от значения параметра. Основные методы решения задач, методы построения графиков функций.
методичка [88,2 K], добавлен 19.04.2010Процесс выбора или построения модели для исследования определенных свойств оригинала в определенных условиях. Стадии процесса моделирования. Математические модели и их виды. Адекватность математических моделей. Рассогласование между оригиналом и моделью.
контрольная работа [69,9 K], добавлен 09.10.2016Проектирование методов математического моделирования и оптимизации проектных решений. Использование кусочной интерполяции при решении задач строительства автомобильных дорог. Методы линейного программирования. Решение специальных транспортных задач.
методичка [690,6 K], добавлен 26.01.2015Системы водоснабжения и канализации как главный элемент водохозяйственной системы. Этапы математического моделирования технологических процессов. Скважинный водозабор как единая инженерная система, проблемные вопросы переоценки запасов подземных вод.
презентация [9,0 M], добавлен 18.09.2017Исследование экономических задач методами дифференциального исчисления. Изучение экономических систем с помощью линейных балансовых моделей, сетевое планирование и управление. Эластичность производственных функций, элементы линейного программирования.
методичка [418,9 K], добавлен 10.11.2015Некоторые математические вопросы теории обслуживания сложных систем. Организация обслуживания при ограниченной информации о надёжности системы. Алгоритмы безотказной работы системы и нахождение времени плановой предупредительной профилактики систем.
реферат [1,4 M], добавлен 19.06.2008Математика как чрезвычайно мощный и гибкий инструмент при изучении окружающего мира. Роль математики в промышленной сфере, строительстве, медицине и жизни человека. Место математического моделирования в создании разнообразных архитектурных моделей.
презентация [566,8 K], добавлен 31.03.2015Методы решения задач с экономическим содержанием повышенного уровня сложности. Выявление структуры экономических задач на проценты. Вывод формул для решения задач на равные размеры выплат. Решение задач на сокращение остатка на одну долю от целого.
курсовая работа [488,3 K], добавлен 22.05.2022Формирование учебных достижений обучающихся, в образовательной области "Математика и информатика". Планируемые достижения обучения решению задач на геометрические построения в 7 классе и методика их реализации. Структура пользовательского интерфейса.
дипломная работа [748,3 K], добавлен 07.09.2017Учебное пособие "Высшая математика для менеджеров" включает разделы высшей математики, изучение которых применяется для решения прикладных экономических и управленческих задач - это аналитическая геометрия, линейная алгебра и математический анализ.
дипломная работа [468,8 K], добавлен 24.04.2009Значение понятия математика. Ее роль в науке. Математика как наука основанная на разнообразие математических моделей, задачей которых является отображение реальных событий и явлений. Особенности математического языка. Известные высказывания о математике.
реферат [21,7 K], добавлен 07.05.2013Разработка простого метода для решения сложных задач вычислительной и прикладной математики. Построение гибкого сеточного аппарата для решения практических задач. Квазирешетки в прикладных задачах течения жидкости, а также применение полиномов Бернштейна.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 25.06.2011Обзор и характеристика различных методов построения сечений многогранников, определение их сильных и слабых сторон. Метод вспомогательных сечений как универсальный способ построения сечений многогранников. Примеры решения задач по теме исследования.
презентация [364,3 K], добавлен 19.01.2014Изучение нестандартных методов решения задач по математике, имеющих широкое распространение. Анализ метода функциональной, тригонометрической подстановки, методов, основанных на применении численных неравенств. Решение симметрических систем уравнений.
курсовая работа [638,6 K], добавлен 14.02.2010Определение понятия модели, необходимость их применения в науке и повседневной жизни. Характеристика методов материального и идеального моделирования. Классификация математических моделей (детерминированные, стохастические), этапы процесса их построения.
реферат [28,1 K], добавлен 20.08.2015