Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Решение частично целочисленной задачи






Максимизировать целевую функцию вида:

При ограничениях:

; - целoе.

a) Метод Гомори для частично целочисленных задач.

Решаем исходную задачу линейного программирования. Ее решение приведено в пункте 1.3. Последняя симплексная таблица имеет вид:

 

Таблица 2.2.1
БП СЧ x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8
x5         -5     -2  
x1 9/2       -1   -1/2    
x2 7/4       -2   1/4 -1 1/2
x3 5/4       -1   -1/4   1/2
Y -16                

Значения целевой функции и переменных:

Значение переменной не удовлетворяет требованиям целочисленности.

В соответствии с правилами формирования коэффициентов ограничений метода Гомери для частично целочисленных задач имеем:

Вводим дополнительную свободную переменную:

Выражаем новое ограничение в форме Куна-Таккера:

Решаем новую расширенную задачу линейного программирования:

 

Таблица 2.2.2
БП СЧ x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9
x5         -5     -2    
x1 9/2       -1   -1/2      
x2 7/4       -2   1/4 -1 1/2  
x3 5/4       -1   -1/4   1/2  
x9 -1/2       -1   -1/2      
Y -16                  

 

Таблица 2.2.3
БП СЧ x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9
x5         -5     -2    
x1                   -1
x2 3/2       -5/2     -1 1/2 ½
x3 3/2       -1/2       1/2 -1/2
x6                   -2
Y -17                  

Полученное оптимальное решение удовлетворяет поставленным ограничением и требованию целочисленности переменной .

Ответ: .

 

б) Метод ветвей и границ.

Проанализировав ограничения определим границы следующим образом:

Т.к. о целевой функции ничего не известно, примем .

Решаем Задачу 1 – исходную задачу линейного программирования. Ее решение приведено в пункте 1.3. Последняя симплексная таблица имеет вид:

 

Таблица 2.2.4
БП СЧ x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8
x5         -5     -2  
x1 9/2       -1   -1/2    
x2 7/4       -2   1/4 -1 1/2
x3 5/4       -1   -1/4   1/2
Y -16                

Значения целевой функции и переменных:

Принимаем

Полученное решение не удовлетворяет требованиям целочисленности для переменной .

Поэтому составляем относительно первой задачи две новых порожденных задачи:

Задача 2.

Максимизировать целевую функцию вида:

При ограничениях:

;

- новое ограничение.

Преобразуем новую систему ограничений Задачи 2, введя свободные переменные и приведя их к форме Куна-Таккера:

Воспользуемся симплекс методом и решим Задачу 2.

 

 

Таблица 2.2.5
БП СЧ x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9
x5 -3 -1 -2              
x6 -9 -2                
x7 -5 -1 -1              
x8 -2 -1     -1          
x9                    
Y       -3            

 

 

Таблица 2.2.6
БП СЧ x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9
x5 3/2   -2   -1   -1/2      
x1 9/2       -1   -1/2      
x7 -1/2   -1       -1/2      
x8 5/2       -2   -1/2      
x9 -1/2           1/2      
Y -18     -3            

 

Таблица 2.2.6
БП СЧ x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9
x5 5/2     -2 -3   1/2 -2    
x1 9/2       -1   -1/2      
x2 ½     -1 -1   1/2 -1    
x8 5/2       -2   -1/2      
x9 -1/2           1/2      
Y -37/2     -2     3/2      

 

Допустимого решения Задачи 2 не существует.

Поэтому примем

Выбираем и решаем Задачу 3.

Максимизировать целевую функцию вида:

При ограничениях:

;

- новое ограничение.

Преобразуем новую систему ограничений Задачи 3, введя свободные переменные и приведя их к форме Куна-Таккера:

Воспользуемся симплекс методом и решим Задачу 2.

 

Таблица 2.2.7
БП СЧ x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 x10
x5 -3 -1 -2                
x6 -9 -2                  
x7 -5 -1 -1                
x8 -2 -1     -1            
x9 -5 -1                  
x10                      
Y       -3              

 

Таблица 2.2.8
БП СЧ x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 x10
x5 3/2   -2   -1   -1/2        
x1 9/2       -1   -1/2        
x7 -1/2   -1       -1/2        
x8 5/2       -2   -1/2        
x9 -1/2       -1   -1/2        
x10 3/2           1/2        
Y -18     -3              

 

Таблица 2.2.8
БП СЧ x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 x10
x5 5/2     -2 -3   1/2 -2      
x1 9/2       -1   -1/2        
x2 1/2     -1 -1   1/2 -1      
x8 5/2       -2   -1/2        
x9 -1/2       -1   -1/2        
x10 3/2           1/2        
Y -37/2     -2     3/2        

 

Таблица 2.2.9
БП СЧ x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 x10
x5       -2 -4     -2      
x1                   -1  
x2       -1 -2     -1      
x8         -1         -1  
x6                   -2  
x10                      
Y -20     -2              

 

Таблица 2.2.10
БП СЧ x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 x10
x5         -5     -2      
x1                   -1  
x2 3/2       -5/2     -1 1/2 1/2  
x3 3/2       -1/2       1/2 -1/2  
x6                   -2  
x10                      
Y -17                    

Полученное оптимальное решение удовлетворяет поставленным ограничением и требованию целочисленности переменной . Поэтому принимаем

Т.к. список задач, подлежащих решению пуст, то можно сделать вывод о том, что решение задачи целочисленного программирования завершено.

Ответ:

Рис 2.2.1 Блок схема решения.

 

На основе полученных результатов решения задачи методом Гомори и методом ветвей и границ, можно сделать вывод о том, метод Гомори менее трудоемок. Однако, стоит учесть простоту решаемой задачи, в которой требование целочисленности наложено всего на одну переменную из трех. Метод Гомори в данном случае позволяет получить оптимальное решение с использованием всего одного уравнения отсекающей плоскости и решением одной расширенной задачи. Используя метод ветвей и границ, приходится решать уже две порожденных задачи, т.е. использование этого метода в данном случае менее эффективно. Таким образом можно сделать вывод о том, что метод ветвей и границ вообще мало эффективен для решения простых задач, где не требуется получение всех локальных оптимумов. В таких случаях разумнее воспользоваться методом Гомори для частично целочисленных задач.


 







© 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.