Особенности алгоритма метода искусственного базиса

Алгоритм метода искусственного базиса имеет следующие особенности:

1. Ввиду того, что начальное опорное решение расширенной задачи содержит искусственные переменные, входящие в целевую функцию с коэффициентом –M (в задаче на максимум) или +M (в задаче на минимум), оценки разложений векторов условий Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru состоят из двух слагаемых Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru и Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru , одно из которых Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru не зависит от M , а другое Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru зависит от M. Так как M сколь угодно велико по сравнению с единицей Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru >>1), то на первом этапе расчета для нахождения векторов, вводимых в базис, используется только слагаемые оценок Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru .

2. Векторы, соответствующие искусственным переменным, которые выводятся из базиса опорного решения, исключаются из рассмотрения.

3. После того как все векторы, соответствующие искусственным переменным, исключаются из базиса, расчет продолжается обычным симплексным методом с использованием оценок Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru , не зависящих от M.

4. Переход от решения расширенной задачи к решению исходной задачи осуществляется с использованием доказанных выше теорем 3.2.-3.4.

Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru

И

Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru

Р е ш е н и е. Составляем расширенную задачу. В левые части уравнений системы ограничений вводим неотрицательные искусственные переменные с коэффициентом +1 (всегда). Удобно справа от уравнений записать вводимые искусственные переменные. В первое уравнение вводим переменную Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru , во второе – переменную Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru . Данная задача – задача на нахождение максимума, поэтому Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru и Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru в целевую функцию вводятся с коэффициентом –M. Получаем:

Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru

Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru

Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru

Задача имеет начальное опорное решение Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru с базисом Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru . Вычисляем оценки векторов условий по базису опорного решения и значение целевой функции на опорном решении:

Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru

Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru

Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru

Записываем исходные данные в симплексную таблицу (табл. 3.1.1). При этом оценки Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru и Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru для удобства вычислений записываем в две строки: в первую – слагаемые Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru , не зависящие от M, во вторую – слагаемые Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru , зависящие от M. Значения Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru удобно указывать без M, имея в виду, однако, что оно там присутствует.

Таблица 3.1.1

3 2 Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru -8 -M -M

Б Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru
Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru -M -M           -7 -2       Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru
Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru -3 -2 -1
Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru -12 -5 -4 -5


Начальное опорное решение не является оптимальным, так как в задаче на максимум имеются отрицательные оценки (см. теорему 3.1). Выбираем номер вектора Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru , вводимого в базис опорного решения, и вектора Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru , выводимого из базиса. Для этого вычисляем приращения целевой функции Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru при введении в базис каждого из векторов с отрицательной оценкой и находим максимум этого приращения. При этом слагаемыми оценок Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru (без M) пренебрегаем до тех пор, пока хотя бы одно слагаемое Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru (с M) отлично от нуля. В связи с этим со слагаемыми оценок Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru может отсутствовать в таблице до тех пор, пока присутствует строка Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru . Находим:

Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru при k=3.

В столбце « Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru » (см. табл. 3.1.1) за разрешающий элемент выбираем коэффициент 1 во второй строке и выполняем преобразование Жордана.

Вектор Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru , выводимый из базиса, исключаем из рассмотрения (вычеркиваем). Получаем опорное решение Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru с базисом Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru (табл. 3.1.2). Решение не является оптимальным, так как имеется отрицательная оценка Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru

Таблица 3.1.2

Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru

Б Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru
  Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru   -M         -5     -1       Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru -2           -
Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru -1 -1  
Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru -2 -1  

В столбце « Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru » единственный положительный элемент принимаем за разрешающий и переходим к новому опорному решению Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru с базисом Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru (табл.3.1.3).

Таблица 3.1.3

Б Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru
Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru -8     -5 -8   -1 -1          
Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru -10    

Данное опорное решение является единственным оптимальным решением расширенной задачи, так как в задаче на максимум оценки для всех векторов, не входящих в базис, положительны. По теореме 4.2 исходная задача также имеет оптимальное решение, которое получается из оптимального решения расширенной задачи отбрасыванием нулевых искусственных переменных, т.е. Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru

О т в е т: Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru при Особенности алгоритма метода искусственного базиса - student2.ru

Наши рекомендации