Примеры решения фундаментальных задач оптимизации наиболее распространенными методами
2

1.Линейное программирование

1.1Решение 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

5

1

2

1

1

0

0

X5

-5

-1

1

-2

0

1

0

X6

7

1

2

1

0

0

1

Y

0

1

-9

3

0

0

0

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

0

0

3

-1

1

1

0

X1

5

1

-1

2

0

-1

0

X6

2

0

3

-1

0

1

1

Y

-5

0

-8

1

0

1

0

 

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

0

0

1

-1/3

1/3

1/3

0

X1

5

1

0

5/3

1/3

-2/3

0