47509 (665840), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Поиск нового базисного решения осуществляется методом исключения переменных (метод Жордана-Гаусса). Этот процесс включает в себя вычислительные процедуры двух типов.
Тип 1. Формирование ведущего уравнения
Новая ведущая строка = предыдущая ведущая строка/ведущий элемент
Тип 2. Формирование остальных уравнений
Новое уравнение = предыдущее уравнение – (коэффициент ведущего столбца предыдущего уравнения)*(новая ведущая строка)
Новая симплекс-таблица, полученная после проведения рассмотренных операций:
|
|
|
|
|
|
|
| Решение | Отношение |
|
|
|
|
|
|
|
|
| - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| - |
|
|
|
|
|
|
|
|
| - |
|
|
|
|
|
|
|
|
| - |
|
|
|
|
|
|
|
|
| - |
|
|
|
|
|
|
|
|
| - |
xI – вводимая переменная (т.к. коэффициент в -уравнении -1/2). Исключаемая переменная s1, (отношение 4/3 – минимальное). Снова проведём вычисления двух типов. Последняя симплекс-таблица соответствует оптимальному решению задачи, т.к. в
-уравнении ни одна из небазисных переменных не фигурирует с отрицательными коэффициентами.
В случае минимизации целевой функции в этом алгоритме необходимо изменить только условие оптимальности: в качестве новой базисной переменной следует выбирать переменную, которая в -уравнении имеет наибольший положительный коэффициент. Условия допустимости в обоих случаях одинаковы.
4.2.3. Искусственное начальное решение
Для получения начального базисного решения мы использовали остаточные переменные. Однако когда исходное ограничение записано в виде равенства или имеет знак, нельзя сразу же получить НДБР. Поэтому были разработаны два метода, в которых используется «штрафование» искусственных переменных.
-
Метод больших штрафов (М-метод)
Рассмотрим линейную модель, приведённую к стандартной форме:
минимизировать
при ограничениях
В первом и втором уравнениях нет переменных, исполняющих роль остаточных. Поэтому введём в каждое из этих уравнений по одной из искусственных переменных R1 и R2:
За использование этих переменных в составе целевой функции можно ввести штраф, приписывая им достаточно большой положительный коэфффициент . Получим линейную модель:
минимизировать
при ограничениях
Теперь если
,то начальное допустимое решение:
Метод оптимизации, направленный на нахождение минимального значения , приведёт к тому, что переменные R1 и R2 в оптимальном решении обратятся в нуль.
Необходимо переформулировать условие задачи, чтобы представить процесс решения в удобной табличной форме. Подставив в целевую функцию полученные из соответствующих ограничений выражения для искусственных переменных
получим выражение для :
Решение представлено в сводной таблице:
Итерация |
| | | | | | | Решение | Отношение |
| | | | | | | | | - |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | - |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | - |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | - |
| | | | | | | | | |
| | | | | | | | | - |
| | | | | | | | | - |
| | | | | | | | | - |
| | | | | | | | | - |
-
Т.к. целевая функция минимизируется, переменные, включаемые в базис, должны иметь наибольшие положительные коэффициенты в
-уравнении. Оптимум достигается, когда все небазисные переменные имеют коэффициенты в
-уравнении. Оптимальному решению соответствует точка
-
.
Т.к. в оптимальном решении отсутствуют искусственные переменные, имеющие положительное значение, то данное решение – допустимое оптимальное решение задачи в её стандартной постановке.
-
Двухэтапный метод
Этап 1. Вводятся искусственные переменные, необходимые для получения стартовой точки. Записывается новая целевая функция, предусматривающая минимизацию суммы искусственных переменных при исходных ограничениях, видоизменённых за счёт искусственных переменных. Если минимальное значение новой целевой функции равно нулю (т.е. все искусственные переменные в оптимуме равны нулю), то исходная задача имеет допустимое решение и переходим к Этапу 2.