Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Решение задачи 1.2






    Введение

    В наше время всё человечество находиться на такой стадии развития, что дальнейший прогресс связан с огромными затратами ресурсов. Не каждая страна или крупная корпорация может позволить себе вести исследования в передовых областях науки. Примером таких исследований служит освоение космоса, создание реактора ядерного синтеза и изучение короткоживущих элементарных частиц. Очевидно, что ошибка в проекте может привести к провалу всего начинания. Ресурсы, затраченные на проект, также не являются бесконечными. В такой обстановке большое влияние на успех всего оказывают процессы моделирования и оптимизации. Теории, позволяющей оптимизировать любое выражение, не существует, однако, для определённых видов выражений построен математический аппарат, позволяющий найти оптимум.

    В данной курсовой работе приведены примеры решения фундаментальных задач оптимизации наиболее распространенными методами.


    Линейное программирование

    Решение задачи 1.1

    Максимизировать целевую функцию:

    Y=-x1+9x2-3x3 → max

    При ограничениях:

    -x1-2x2-x3 ≥ -5

    -x1+x2-2x3 ≤ -5

    x1+2x2+x3 ≤ 7

    x1, 2, 3, 4 ≥ 0

     

    Нужно привести систему ограничений к каноническому виду. Для этого следует добавить дополнительные переменные x4, x5, x6.

    x1+2x2+x3 +x4+0x5+0x6=5

    x1-x2+2x3 +0x4-x5+0x6=5

    x1+2x2+x3 +0x4+0x5+1x6=7

    Выразим допустимый базис в форме Таккера:

    X4=5-(x1+2x2+x3)

    X5=-5-(-x1+x2-2x3)

    X6=7-(x1+2x2+x3)

    Целевая функция в форме Таккера:

    Y=0-(1x1-9x2+3x3)

    На основании целевой функции и полученных ограничений можно составить симплекс-таблицу (Таблица 1.1).

    Таблица 1.1

    БП СЧ X1 X2 X3 X4 X5 X6
    X4              
    X5 -5 -1   -2      
    X6              
    Y     -9        

    Используем двойственный симплекс-метод. Вводим в базис X1, выводим из базиса X5. Результат отображен в таблице 1.2.

    Таблица 1.2

    БП СЧ X1 X2 X3 X4 X5 X6
    X4       -1      
    X1     -1     -1  
    X6       -1      
    Y -5   -8        

     

    Используем обычный симплекс-метод. Вводим в базис X2, выводим из базиса X4. Результат отображен в таблице 1.3.

    Таблица 1.3

    БП СЧ X1 X2 X3 X4 X5 X6
    X2       -1/3 1/3 1/3  
    X1       5/3 1/3 -2/3  
    X6         -1    
    Y -5     -5/3 8/3 11/3  

     

    Используем обычный симплекс-метод. Вводим в базис X3, выводим из базиса X1. Результат отображен в таблице 1.4.

    Таблица 1.4

    БП СЧ X1 X2 X3 X4 X5 X6
    X2   1/5     2/5 1/5  
    X3   3/5     1/5 -2/5  
    X6         -1    
    Y              

    В столбце свободных членов и в строке коэффициентов отсутствуют отрицательные элементы, а следовательно, полученный план оптимален. Произведём проверку, подставив полученные значения для переменных в начальные условия и убедившись в их верности, выписываем ответ.

     

    Ответ: Решения оптимально

    Y=0

    X=(0; 1; 3; 0; 0; 2)

    Количество итераций=3

     


    Решение задачи 1.2

    Максимизировать целевую функцию:

    Y=2x1-5x2+7x3 → max

    При ограничениях:

    0x1-2x2+x3 ≤ 1

    2x1+x2+x3 ≤ 4

    -x1-2x2+0x3 ≤ -1

    0x1+2x2+0x3≤ 3

     

    x1, 2, 3 ≥ 0

     

    Нужно привести систему ограничений к каноническому виду. Для этого следует добавить дополнительные переменные x4, x5, x6 и х7.

    0x1-2x2+x3+1x4+0x5+0x6+0x7 = 1

    2x1+x2+x3+0x4+1x5+0x6+0x7 = 4

    x1+2x2+0x3+0x4+0x5+1x6+0x7 = 1

    0x1+2x2+0x3+0x4+0x5+0x6+1x7=3

    Выразим допустимый базис в форме Таккера:

    X4=1-(0x1-2x2+x3)

    X5=4-(2x1+x2+x3)

    X6=-1-(-x1-2x2+0x3)

    X7=3-(0x1+2x2+0x3)

    Целевая функция в форме Таккера:

    Y=0-(-2x1+5x2-7x3)

    На основании целевой функции и полученных ограничений можно составить симплекс-таблицу (Таблица 1.5).

    Таблица 1.5

    БП СЧ X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
    X4     -2          
    X5                
    X6 -1 -1 -2          
    X7                
    Y   -2   -7        

    Решение не оптимально, так как имеем в строке Y отрицательные элементы. Используем двойственный симплекс-метод. Вводим в базис X1, выводим из базиса X6. Результат отображен в таблице 1.6.

    Таблица 1.6

    БП СЧ X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
    X4     -2          
    X5     -3          
    X1             -1  
    X7                
    Y       -7     -2  

     

    Решение не оптимально, так как имеем в строке Y отрицательные элементы. Используем обычный симплекс-метод. Вводим в базис X3, выводим из базиса X4. Результат отображен в таблице 1.7.

    Таблица 1.7

    БП СЧ X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
    X3     -2          
    X5     -1   -1      
    X1             -1  
    X7                
    Y     -5       -2  

     

    Решение не оптимально, так как имеем в строке Y отрицательные элементы. Используем обычный симплекс-метод. Вводим в базис X2, выводим из базиса X1. Результат отображен в таблице 1.8.

    Таблица 1.8

    БП СЧ X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
    X3             -1  
    X5 3/2 1/2     -1   3/2  
    X2 1/2 1/2         -1/2  
    X7   -1            
    Y 23/2 5/2         -9/2  

    Решение не оптимально, так как имеем в строке Y отрицательные элементы. Используем обычный симплекс-метод. Вводим в базис X6, выводим из базиса X5. Результат отображен в таблице 1.9.

    Таблица 1.9

    БП СЧ X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7
    X3   4/3     1/3 2/3    
    X6   1/3     -2/3 2/3    
    X2   2/3     -1/3 1/3    
    X7   -4/3     2/3 -2/3    
    Y                

     

    В столбце свободных членов и в строке коэффициентов отсутствуют отрицательные элементы, а следовательно, полученный план оптимален. Произведём проверку, подставив полученные значения для переменных в начальные условия и убедившись в их верности, выписываем ответ.

     

    Ответ: Решение оптимально

    Y=16

    X=(0; 1; 3; 0; 0; 1; 1)

    Количество итераций=4

     







    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.