Симплекс метод решения задачи линейного программирования

Задача №1 (Симплекс метод решения задачи линейного программирования.)

Найти F_max = 9x₁+ 10x₂ + 16x_3, при ограничениях:

Запишем задачу в каноническом виде:

F=9x₁+ 10x₂ + 16x₃ →max

Заполним начальную таблицу:

Таблица 0.

Zj вычисляется по формуле

Оценки (∆j) вычисляются по формуле , где - коэффициент из первой строки таблицы.

Выбираем минимальную (отрицательную) оценку. Она определяет направляющий столбец.

Заполняем столбец «θ», по минимальному значению определяем направляющую строку.

На пересечение строки и столбца находится направляющий элемент.

Заполняем новую таблицу

Таблица 1.

Изменяется базис в позиции направляющей строки. Базисным становится вектор, соответствующий направляющему столбцу, т. е.

Столбец становится базисным, то есть единичным.

Новые значения в направляющей строке получаем делением элементов этой строки на направляющий элемент.

Остальные элементы в небазисных столбцах и в столбце вычисляем по правилу треугольника.

Выбираем минимальную отрицательную оценку. Она определяет направляющий столбец.

Заполняем столбец «θ»

По минимальному значению определяем направляющую строку.

На пересечении направляющей строки и столбца находится направляющий элемент.

Заполнение второй таблицы осуществляется по аналогии с предыдущей.

Таблица 2.

Так как нет отрицательных оценок ∆j, значит выполняется признак оптимальности и не вводились искусственные переменные, то получено оптимальное решение.

Ответ:

Максимальное значение функции F_max =400 достигается в точке с координатами:

=0

=8

=20

=0

=0

=96

Задача №2 (Метод Литтла)

Найти кратчайший путь в графе, заданном графически в виде чертежа, методом Литтла.

Из чертежа запишем матрицу расстояний. (Расстояние от т.1 до т.2 равно:

, и т.д.)

Предположим что кратчайший путь будет следующим:

т.1→ т.2→ т.3→ т.4→ т.5→ т.6→т.1 и составит

Решение: Первый этап.

Шаг 1. Приведем матрицу расстояний по строкам и столбцам

(в строке вычитаем из каждого элемента минимальный, затем в столбцах)

↓

↓

Шаг 2. Определим оценки нулевых клеток:

Шаг 3. Вычеркиваем клетку с максимальной оценкой. Включаем данную клетку в путь обхода. (5 – 6)

Шаг 4. Переписываем матрицу расстояний, накладывая запрет на одну из клеток для исключения преждевременного замыкания контура (в клетку 6-5 ставим ∞).

Далее повторяем шаги 1 – 4, пока не дойдем до одной клетки.

Второй этап.

Шаг 1. Приведем матрицу расстояний по строкам и столбцам.

↓

Шаг 2. Определим оценки нулевых клеток:

Шаг 3. Вычеркиваем клетку с максимальной оценкой. Включаем данную клетку в путь обхода. (1 – 2)

Шаг 4. Переписываем матрицу расстояний, накладывая запрет на одну из клеток для исключения преждевременного замыкания контура (в клетку 2 – 1 ставим ∞).

Третий этап.

Шаг 1. Приведем матрицу расстояний по строкам и столбцам.

↓

↓

Шаг 2. Определим оценки нулевых клеток:

Шаг 3. Вычеркиваем клетку с максимальной оценкой. Включаем данную клетку в путь обхода. (4 – 5)

Шаг 4. Переписываем матрицу расстояний, накладывая запрет на одну из клеток для исключения преждевременного замыкания контура (в клетку 6 – 4 ставим ∞).

Четвертый этап.

Шаг 1. Приведем матрицу расстояний по строкам и столбцам.

↓

Шаг 2. Определим оценки нулевых клеток:

Шаг 3. Вычеркиваем клетку с максимальной оценкой. Включаем данную клетку в путь обхода. (3 – 4)

Шаг 4. Переписываем матрицу расстояний, накладывая запрет на одну из клеток для исключения преждевременного замыкания контура (в клетку 6 – 3 ставим ∞).

Пятый этап.

Остались не задействованными связи 2 – 3 и 6 – 1.

В результате получаем следующую цепочку:

1→ 2→ 3 → 4→ 5→ 6 →1

Длина пути составляет:

L=18,87+32,06+31,76+32,14+22,14+97,42=234,39

это и есть кратчайший путь.