Определение пределов устойчивости двойственных оценок

Необходимые данные для анализа берутся из последней симплекс-таблицы. Найдем компоненты вектора:

где В^-1 – матрица, элементы которой берутся из последней симплекс-таблицы, из столбцов х₃, х₄, х₅, образующих первоначальный единичный базис;

b_i – первоначальное количество i-го ресурса (фонд), берется из правой части условия;

Δb_i – изменение ресурса i-го вида.

Компоненты полученного вектора должны быть неотрицательны, следовательно:

(4.1)

Определим пределы изменения каждого ресурса в случае неизменности остальных ресурсов, при которых значения двойственных оценок не изменяется.

Пусть количество фар и глушителей остается неизменным, то есть Δb₂=0 и Δb₃=0. Определим, в каких пределах может изменяться количество двигателей:

2 + 2Δb₁ > 0 Δb₁ > -1

2 - 3Δb₁ > 0 Δb₁ < 2/3

4 - Δb₁ > 0 Δb₁ < 4

В результате получили пределы: -1 < Δb₁ <

5 < b₁ <

Это значит, что при неизменном количестве фар и глушителей количество двигателей можно уменьшить на единицу или увеличить на ; при этом значения двойственных оценок не изменятся. А само количество двигателей может меняться от 5 до единиц.

Определим теперь, в каких пределах может изменяться количество фар, если количество двигателей и глушителей останется неизменным, то есть Δb₁=0 и Δb₃=0:

2 + Δb₂ > 0 Δb₂ > -2 b₂ > 8

Это значит, что при неизменном количестве двигателей и глушителей количество фар можно уменьшить на 2 единицы; при этом значения двойственных оценок не изменятся. А само количество фар может меняться от 8 единиц до бесконечности.

Определим, в каких пределах может изменяться количество глушителей, если количество двигателей и фар остается прежним, то есть Δb₁=0 и Δb₂=0:

2 – Δb₃ > 0 Δb₃ < 2

2 + Δb₃ > 0 Δb₃ > -2

4 + Δb₃ > 0 Δb₃ > -4

В результате получили пределы: -2 < Δb₃ < 2

8 < b₃ < 12

Это значит, что при неизменном количестве двигателей и фар количество глушителей можно уменьшить на 2 единицы или увеличить на 2 единицы; при этом значения двойственных оценок не изменятся. А само количество глушителей может меняться от 8 до 12 единиц.

4.3 Влияние изменения запасов ресурсов на максимальное значение стоимости и план выпуска продукции

Количество двигателей и глушителей увеличивается соответственно на ½ и 1 единицы, а количество фар уменьшается на 1 единицу, то есть:

Δb₁ = ½

Δb₂ = -1

Δb₃ = 1

Раздельное влияние

1. Количество двигателей увеличивается на ½, а количество фар и глушителей остается неизменным.

Значение Δb₁=½ входит в предел -1<Δb₁< . Следовательно, для определения приращения максимального значения критерия можно воспользоваться формулой:

Δ f ^* = y₁^* · Δb₁ = 9 · 0,5 = 4,5

Чтобы определить план выпуска продукции при данном изменении ресурса, воспользуемся данными последней симплекс-таблицы, в которой столбец х₃ соответствует первому ресурсу (двигателям), столбец х₄ – второму (фарам), а столбец х₅ – третьему (глушителям).

x₁^* = 2 + 2 · ½ = 3

х₂^* = 4 + (-1) · ½ = 3,5

Значение критерия вычисляется двумя способами: используя двойственную оценку и по формуле критерия:

f ^* = 84 + Δ f ^* = 84 + 4,5 = 88,5

f ^* = 12x₁^* + 15x₂^* = 12 · 3 + 15 · 3,5 = 88,5

То есть, увеличение количества двигателей на ½ при неизменном количестве фар и глушителей позволит увеличить прибыль на 4,5 денежные единицы. При этом план выпуска продукции будет следующим: 3 машины и 3,5 мотоцикла; суммарная стоимость при этом составит 88,5 денежных единиц.

2. Количество фар уменьшится на 1 единицу, а количество двигателей и глушителей остается неизменным.

Значение Δb₂=-1 входит в предел Δb₂>-2. Следовательно:

Δ f ^* = y₂^* · Δb₂ = 0 · (-1) = 0

Суммарная стоимость остается неизменной, следовательно, можно предположить, что и план выпуска изделий не изменится.

x₁^* = 2 + 0 · (-1) = 2

х₂^* = 4 + 0 · (-1) = 4

То есть, уменьшение количества фар на единицу при неизменном количестве двигателей и глушителей никак не повлияет на максимальное значение стоимости продукции и план выпуска продукции.

3. Количество глушителей увеличивается на единицу, а количество двигателей и фар остается неизменным.

Значение Δb₃=1 входит в предел -2<Δb₃<2. Следовательно:

Δ f ^* = y₃^* · Δb₃ = 3 · 1 = 3

x₁^* = 2 + (-1) · 1 = 1

х₂^* = 4 + 1 · 1 = 5

Определим значение критерия двумя способами:

f ^* = 84 + Δ f ^* = 84 + 3 = 87

f ^* = 12x₁^* + 15x₂^* = 12 · 1 + 15 · 5 = 87

То есть увеличение количества глушителей на единицу при неизменном количестве двигателей и фар позволит увеличить прибыль на 3 денежные единицы. При этом план выпуска продукции будет следующим: 1 машина и 5 мотоциклов; стоимость продукции при этом составит 87 денежных единиц.

Совместное влияние

Чтобы выяснить, останется ли прежним оптимальный план двойственной задачи при совместном изменении ресурсов, нужно проверить, удовлетворяют ли данные значения Δb₁=½, Δb₂=-1 и Δb₃=1 системе неравенств (4.1). Для этого подставим эти значения в систему:

2 + 2 · ½ - 1 = 2 > 0

2 – 3 · ½ + (-1) + 1 = 0,5 > 0

4 – ½ + 1 = 4,5 > 0

Следовательно, значения двойственных оценок не меняются и могут быть использованы для анализа.

Δ f ^* = y₁^*·Δb₁ + y₂^*·Δb₂ + y₃^*·Δb₃ = 9 · 0,5 + 0 · (-1) + 3 · 1 = 7,5

Для расчета плана выпуска продукции используем данные всех трех столбцов последней симплекс-таблицы: х₃, х₄ и х₅ и соответствующих строк:

x₁^* = 2 + 2 · ½ + 0 · (-1) + (-1) · 1 = 2

x₂^* = 4 + (-1) · ½ + 0 · (-1) + 1 · 1 = 4,5

Вычислим значения критерия:

f ^* = 84 + Δ f ^* = 84 + 7,5 = 91,5

f ^* = 12x₁^* + 15x₂^* = 12 · 2 + 15 · 4,5 = 91,5

Таким образом, при уменьшении количества фар на единицу и увеличении количества двигателей и глушителей на ½ и 1 единицу соответственно, план выпуска продукции будет следующим: 2 машины и 4,5 мотоцикла. Общая стоимость продукции при этом будет составлять 91,5 денежную единицу, что на 7,5 денежных единиц больше, чем при плане выпуска продукции, обусловленном первоначальным количеством ресурсов.

Приложение 1

Исходные данные

Вариант 1. Вариант 2. Вариант 3. Вариант 4.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 5. Вариант 6. Вариант 7. Вариант 8.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 9. Вариант 10. Вариант 11. Вариант 12.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 13. Вариант 14. Вариант 15. Вариант 16.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 17. Вариант 18. Вариант 19. Вариант 20.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 21. Вариант 22. Вариант 23. Вариант 24.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 25. Вариант 26. Вариант 27. Вариант 28.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 29. Вариант 30. Вариант 31. Вариант 32.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 33. Вариант 34. Вариант 35. Вариант 36.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 37. Вариант 38. Вариант 39. Вариант 40.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 41. Вариант 42. Вариант 43. Вариант 44.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 45. Вариант 46. Вариант 47. Вариант 48.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 49. Вариант 50. Вариант 51. Вариант 52.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 53. Вариант 54. Вариант 55. Вариант 56.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 57. Вариант 58. Вариант 59. Вариант 60.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 61. Вариант 62. Вариант 63. Вариант 64.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 65. Вариант 66. Вариант 67. Вариант 68.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 69. Вариант 70. Вариант 71. Вариант 72.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 73. Вариант 74. Вариант 75. Вариант 76.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 77. Вариант 78. Вариант 79. Вариант 80.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Вариант 81. Вариант 82. Вариант 83. Вариант 84.

Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2	Кол-во ресурса	Р1	Р2
Стоимость			Стоимость			Стоимость			Стоимость

Приложение 2