Материал: Математические методы и модели в экономике. Амелин С.В

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

Базис Б

Коэффи-

План

Коэффициенты функции цели Сj

 

 

 

циенты

Хi

10

14

12

0

0

0

= (Хi / аik )min

 

 

функции

 

Х1

Х2

Х3

Х4

Х5

Х6

 

 

цели Сi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х2 Х4

0

180

4

2

1

1

0

0

180 / 2 = 90 min

 

Х5

0

210

3

1

3

0

1

0

210 / 1 =210

 

Х6

0

244

1

2

5

0

0

1

244 / 2 =122

 

F(x) = Ci X i

= 0

-10

-14

-12

0

0

0

ключевая строка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значение целевой функции

 

min

Ключевой элемент

 

 

100

при данном опорном плане

 

Оценки переменных j = Ci аij – Cj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

Ключевой столбец

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 49. Симплексная таблица

 

 

В первом столбце вписаны базисные неизвестные, второй содержит коэффициенты при базисных неизвестных в целевой функции, в третьем – правые части уравнений системы ограничений. Далее записана матрица из коэффициентов левой

части системы ограничений aij, изменяющаяся в процессе пересчета. В верхней строке над неизвестными записаны соответствующие им коэффициенты в целевой функции. В последней строке записывается значение целевой функции при данном опорном плане, которое вычисляется по формуле f(x)

= Ci X i , и далее – оценки неизвестных, найденные по фор-

i

муле j = Ci аij – Cj.

i

Если среди оценок j есть отрицательные, то опорный план не является оптимальным и значение целевой функции можно улучшить. Для этого нужно пересчитать симплексную таблицу, выбрав соответствующим образом ключевой элемент, стоящий на пересечении ключевой s-ой строки и ключевого k-го столбца, причем берется столбец с наибольшей по абсолютной величине отрицательной оценкой.

Для определения ключевой строки находим отношения правых частей уравнений к положительным элементам ключе-

вого столбца аik. Полученные значения записываются в последний столбец симплексной таблицы. Из них выбирается наименьшая величина, которая указывает на ключевую строку.

Пересчет таблицы производится по следующему правилу: 1) Элементы ключевой строки делятся на ключевой эле-

мент

 

 

 

 

 

 

 

 

a'

a

sj

/ a

sk

, j 1, n .

sj

 

 

 

 

 

Далее, с помощью метода Жордана - Гаусса проводят пересчет таблицы таким образом, чтобы элементы ключевого столбца имели единицу на месте ключевого элемента и нули на месте всех остальных элементов.

101

2) Остальные элементы матрицы, включая и свободные члены системы уравнений (правые части ограничений - bi) преобразуются согласно выражению:

 

 

asj

 

 

aij ask asj aik

 

 

 

 

 

 

 

a'

a

a

 

;

i 1, m;

j 1, n; i s.

 

 

ij

ij

ask

ik

 

ask

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Это правило пересчёта можно изобразить в виде «схемы прямоугольника»:

или

Так, для столбца «План Xi» получим:

180/2 = 90; 210 – (180/2)٠1 = 120;

244 – (180/2)٠2 = 64.

Для столбца Х3 получим:

 

1 / 2 = ½;

3 – (1/2)٠ 1 = 5/2 ;

5 – (1/2)٠ 2 = 4.

Таким образом, в данной задаче для получения следующей симплексной таблицы вычтем из элементов третьей строки соответствующие элементы первой строки, а из элементов второй строки – элементы первой строки, поделенные на два (на ключевой элемент).

Переменная, соответствующая ключевой строке, выводится из базиса, а переменная, соответствующая ключевому столбцу, вводится вместо неё в базис (Х2 вместо Х4).

Для каждого шага итерации строится своя симплексная таблица (рис. 50).

102

 

Б

Сi

Х

10

14

12

 

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х1

Х2

Х3

Х4

Х5

Х6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х2

14

90

 

2

1

1/2

 

1/2

 

0

 

0

90 : 1/2 = 180

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х5

0

120

 

1

0

5/2

 

-1/2

 

1

 

0

120 : 5/2 = 48

 

Х3Х6

0

64

 

-3

0

4

 

-1

 

0

 

1

 

64 : 4 = 16 min

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x) = 1260

 

 

18

0

-5

 

7

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отрицательная оценка j

 

 

 

103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

Сi

Х

 

10

14

12

 

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х1

Х2

Х3

 

Х4

 

Х5

 

Х6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х2

 

14

82

 

19/8

1

0

 

5/8

 

0

 

-1/8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х5

 

0

80

 

23/8

0

0

 

1/8

 

1

 

-5/8

 

 

 

Х3

 

12

16

 

-3/4

0

1

 

-1/4

 

0

 

1/4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x) = 1340

 

 

57/4

0

0

 

23/4

 

0

 

5/4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Двойственные оценки сырья

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 50. Вторая и третья симплексные таблицы

Поскольку среди оценок неизвестных есть отрицательная, необходимо продолжить расчеты и составить новую таблицу. Для этого элементы третьей (ключевой) строки разделим на ключевой элемент. Умножив новые элементы третьей строки на 1/2, вычтем их из соответствующих элементов первой строки предыдущей таблицы. Затем, умножив новые элементы третьей строки на 5/2, вычтем их из соответствующих элементов второй строки предыдущей таблицы.

Поскольку среди оценок нет отрицательных, то это значит, что найдено оптимальное решение. Из таблицы видно, что при оптимальном плане следует выпускать изделий вида В в количестве 82 штук, изделий С – 16 штук. При этом остаются неиспользованными 80 кг сырья второго вида, а общий доход от продажи изделий составит 1340 ден.ед. Из таблицы также видно, что оптимальным решением двойственной задачи является Y* = (23/4, 0, 5/4), поскольку решение двойственной задачи находится в столбцах, соответствующих дополнительным переменным исходной задачи (Х4, Х5, Х6).

Переменные y1* и y3* обозначают условные двойственные

оценки единицы сырья первого и третьего вида. Они отличны от нуля, и сырье этих видов полностью использовано при оптимальном плане производства. Переменная y2* = 0, и, значит,

второй вид сырья имеется в избытке.

Таким образом, положительную двойственную оценку имеют те виды сырья, которые используются полностью, а значит, они характеризуют дефицитность сырья: чем больше двойственные оценки, тем дефицитнее сырье. Более того, двойственные оценки показывают, насколько возрастет оптимальное (максимальное) значение функции цели прямой задачи при увеличении количества сырья соответствующего вида на 1 кг.

Выпускать продукцию типа А невыгодно, а принудительный выпуск единицы данной продукции уменьшит доход на

57/4 = 14,25 ден.ед.

Так, увеличение количества сырья первого вида на 1 кг приведет к новому оптимальному плану производства изделий,

104