Шпаргалка по "Математике"

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Ноября 2013 в 19:08, шпаргалка

Описание работы

Работа содержит ответы на вопросы для экзамена (зачета) по "Математике"

Файлы: 1 файл

математика.docx

— 1,006.19 Кб (Скачать файл)

Анализ задач ЛП может  проводится путем сопоставления различных вариантов решений, а также с помощью анализа структуры каждого из номр. решений основываясь на свойствах двойственных оценок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20)Двойственный  симплекс-метод

Алгоритм двойственного  симплекс-метода

Этап 1

1) Просматриваем коэффициенты  f-ой строки, если все они неотрицательные то переходим к пункту 1 этапа 2

2) если в f строке имеется отрицательный коэффициент то выделяем столбец содержащий этот коэффициент.

3) в выделенном столбце  отыскиваем отрицательное число  и содержащую его строку принимаем  за разрешающую. Если в выделенном столбце нет отрицательных чисел то задача не имеет решения.

4) вычисляют двойственное  отношение (отношение элементов  f строки к элементам разрешающей строки). Наименьшее из отношений определяет разрешающий столбец.

5) с найденным разрешающим  элементом делают шаг обыкновен. жордановых исключений. Анализ новой таблицы делают из п. 1

Этап 2.

1) Просматривают столбец  свободных членов, если все элементы  столбца неотрицательные то оптимальное решение достигнуто.

2) Если в столбце свободных  членов есть отрицательные элементы  то среди них находят наименьший . Этот элемент определяет разрешающую строку.

3) Разрешающий элемент  находят по наименьшему двойственному  отношению, если в разрешающей  строке нет положительных элементов то задача не имеет решения.

4) С найденным разрешающим  элементом делают один шаг  обыкновенных жордановых исключений.

Замечание : что бы найти макс. ф-ии следует произвести замену

F(x) = -f(x) и искать минимум полученной ф-ии.

 

 

 

21)ШПАК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22. Постановка  и математическая модель транспортной (ТЗ) по критерию стоимости в  матричной форме.

В m пунктов отправления А1, А2, …, Аm сосредоточен груз a1,a2,…,am.

Груз необходимо доставить  потребителям B1,B2,…,Bn; спрос потребителей b1,b2,…,bn.   Известна стоимость Cij перевозки ед. груза из i-того пункта отправления в j-ый пункт назначения. (i=1,m; j=1,n).   Составить план перевозок, который полностью удовлетворяет спрос потребителей в грузе при этом суммарные транспортные издержки минимальны. Экономико-математическая модель (ТЗ)-транспортной задачи:,   xij- кол-во единиц груза, которе необходимо доставить из i-того пункта отправления в j-тый пункты назначения.   -матрица перевозок  

Удельные транспортные расходы  формируются в виде матрицы  и называются матрицей тарифов. Транспортная задача представляется в виде таблицы которая называется распределительной или матричной моделью транспортной задачи. В Математической форме ограничительные условия ТЗ:

поставщики

потребитель

Запас груза, ai

В1

В2

Bn

Затраты на перевозку ед. груза, доставка

А1

C11      x11

C12      x12

C1n      x1n

a1

А2

C21      x21

C22      x22

C2n      x2n

a2

Аn

Cm1      xm1

Cm2      xm2

Cmnxmn

am

потребность в грузе, bj

b1

b2

bn

 

Цель транспортной задачи min-ть общие затраты на реализацию плана перевозок.

 

Среди множества решений  системы (5.1) требуется найти такое  решение при котором линейная функция (5.3) или f принимает min значение.

Будем называть план перевозок допустимым если он удовлетворяет условиям (5.1) и (5.2).

Допустимый план перевозок  доставл-ийmin целевой ф-ии (5.3) наз-сяоптимальным.

 

 

23. Теорема о  существовании допустимого плана  ТЗ.

Для того чтобы ТЗ имела  допустимые планы необходимо и достаточно выполнение равенства:

(5.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24. Закрытая и  открытая модели ТЗ. Теорема о  ранге матрицы ТЗ.

Модель ТЗ называется закрытой если суммарный объем груза имеющийся у поставщиков равен суммарному спросу потребителей.

 

Если для транспортной задачи вып-ся одно из условий:

(5.6)

, то модель  ТЗ называется открытой.

Для разрешимости ТЗ с открытой моделью необходимо преобразовать  ее в закрытую. При выполнении 1-ого условия необходимо ввести фиктивный (n+1)-й пункт назначения , т.е. в матрице ТЗ появится дополнительный столбец. Тогда спрос фиктивного потребителя полагают равным не балансу.

 

Все тарифы полагаются одинаковыми, но чаще всего равными 0.

Аналогично при выполнении 2-ого условия вводится фиктивный  поставщик  запас груза у которого равен

Тарифы дополнительной строки распределительной таблицы =0. (

Теорема 5.2 (О ранге  матрицы)

Ранг матрицы A ТЗ на 1 меньше числа уравнений r(A)=m+n-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25. Построение  исходного опорного плана ТЗ.  Правило «северо-западного угла»  и «минимального элемента» 

 

Построение производится в распределительной таблице.

Если в плане перевозок  перемен.хin а≠0, то это число записывается в клетку с адресом (i,k) и считаем ее занятой или базисной.

Если значение хik=0, то клетку оставляем свободной.

При этом число занятых  опорных планом клеток в которые с теорем 5.2 должно быть равно m+n-1, а остальные m*n-(m+n-1)=(m-1)(n-1)

Правило северо-западного  угла

Пользуясь табл. 5.1 будем  распределять груз начиная с первой верхней клетки  двигаясь от нее по строчке

В клетку (1.1) занесем меньшее из чисел

х11=min(а1, b1)

а1>b1→x11=b1

b1-полностью удовлетворен

в дальнейшем хi1=0 i=2,m

Двигаясь вправо по первой строке заносим в соседнюю клетку меньшее из чисел (a1-b1  и b2)

x12=min(a1-b1, b2)

Еслиa1-b1<b, то запасы 1 поставщика исчерпаны m 1 строка табл. в расчет не принимаем

Переходим к аналогичному 2 поставщику b1>a1

x11=min(b1,a1)=a1

при этом запас 1 поставщика будет исчерпан

x1k=0     k=2,n

1 строка из расчетов  исключается 

Переходим к распределению  запасов 2 поставщика

Заполнив таким образом клетку (1,2) (2,1) переходим к загрузке сл. клетки по 2 строке или по 2 столбцу

процесс распределения по 2,3, стр. ( столб) аналогичен.до тех пор, пока не исчерпаются ресурсы послзапол. (m,n)

Пример. Составит план перевозок зерна А1, А2, А3, А4  в которых запасы составл. соот. 800, 700,1000,500тыс.  перевезти на 3 элеватора В1, В2, В3 мощностью 1000, 1100, 900 тыс.ц Затраты на перевозку 1ц из прев.  в табл.

Район

Элеватор

Запас

В1

В2

В3

Затраты на перевозку

А1

3

5

6

800

А2

7

2

4

700

А3

4

3

5

1000

А4

6

4

7

500

Мощность элеватора 

1000

1100

900

3000


 

 

Закрытая модель

 

 

 

B1

B2

B3

ai

А1

800              3

                     5

                     6

800

А2

200              7

500               2

                     4

700

А3

                    4

600                3

400               5

1000

А4

                    6

                     4

500                7  

500

bj

1000

1100

900

 

f(x1)=3*800+7*200+2*500+3*600+5*400+7*500=12100 ден.ед.

 

Правило минимального элемента

Просмотрев тарифы в заданной табл. и в первую очередь заполняется  клетка с мин значением тарифа. При этом в клетку записывается макс возможное значение поставки. Из рассмотрения исключаем строку, соот. поставщику, запасы которого израсходованы.или столбец соот. потребителя, спрос которого полностью удовлетворен.  Из оставшихся клеток слева выбираем клетку с найм. тарифом. Процесс распределения заканчивается когда все запасы исчерпаны, а спрос потребителя полностью удовлетворен. В результате получим опорный план, который должен содержать m+n-1 загруж. клеток. В процессе заполнения табл.могут одновременно исключатся строка и столбец, когда исчерпается запас груза и удовлетворен потребитель. То есть задача вырождается. В этом случае в свободную клетку необх. записывать число 0. Выполнить ноль-загрузку, условно считая, клетку занятой. Число 0 записывается в свободные клетки, которые не образуют цикла с ранее занятыми клетками.

Решим  предшествующую задачу по правилу мин. элемента.

Найменшие затраты соот. маршруту – А2В2

В клетку (2,2) – х22=мин(700,1000)=700

2 строка в дальнешем в расчет не принимается, так как запас зерна 700 полностью доставлен.

найм. тарифы имеют клетки (1,1) и (3,2)

С11=С32=3

х11=мин(800,1000)=800

х32=мин(1000,1100-700)=400

С31=С23=С42=4

х31=(1000-800, 1000-400)=200

х33=мин(1000-400-200=400

х43=500

План Х2=3*800+2*700+4*200+3*400+5*400+7*500=11300 ден. ед.

Х1=12100 де.ед .

 

 

26. Теорема о  потенциалах. Алгоритм решения  ТЗ методом потенциалов 

В соответствии с введением  понятиями потенциалов и с  учетом связей двойственных задач каждому  поставщику ограничение по запасам  поставим  в соответствие потенциал  ui(i=1,m) , потребителю (ограничение по спросу) потенциал vj(j=1,n)

По теореме о потенциалах  будет соответствовать уравнение ui+ vj=Сij

Т.к. занятых клеток должно быть m+n-1 на 1меньше число потенциалов, для опред. чисел необ. решить систему из m+n-1 cm+nнеизв. сист. неопред.

Для того чтобы найти част.одному из потенциалов прид. произведение величину, тогда ост. опред. одноз (обычно =0)

Для исслед. плана на оптимальность по каждой свободной клетке проверяетс условие ui+ vj<Сij

Если хотя бы 1 своб. клетка не удовлетворяет своб. то опорный план не является оптимальным, но его можно улучшить за счет загрузки если таких клеток несколько то наибольшая перспектива для которой разность потенциалов наименьшая.

Sij=Cij-(ui+vj)<0

Для опорного плана перевозок, указ.условие оптим. не выполняется, то за счет загрузки план перевозок улучшается. Для наиболее перспективной свободной клетки строится замкнутый цикл  с вершинами в загрузке клеток.

Вершинам этого цикла  условно приписываются знаки  свобод. клетки +, по часовой или протичасовой занятой клетке -, след.снова + и т.д.

Из поставок в клетках  цикла выбирается наименьшее количество груза, которое перемещается по клеткам  этого  цикла: прибавляется к поставкам  в положительным вершинам и вычитается в отрицательных.

В результате баланс цикла  сохраняется.

Вывод: цикл представляет собой  замкнутую ломаную линию состающую из звеньев пересекаемых под прямым углом.

Цикл вкл. 1 свободную клетку, остальные клетки цикла заняты. В  цикле всегда четное число клеток. Для свободной клетки всегда можно  построить ед. цикл.

Информация о работе Шпаргалка по "Математике"