I этап. Запись задачи в симплекс-таблицу.
Между системой ограничений задачи (10) и симплекс-таблицей взаимно однозначное соответствие. Строчек в таблице столько, сколько равенств в системе ограничений; а столбцов столько, сколько свободных переменных. Базисные переменные заполняют первый столбец, свободные – верхнюю строку таблицы. Каждая строка таблицы соответствует уравнению, при этом отрицательность коэффициентов при переменных в (11) запомнили в верхней строке как , , поэтому коэффициенты целевой функции записываются с противоположными знаками. В правом нижнем углу первоначально записывается 0, если в функции нет свободного члена. На этом месте (в правом нижнем углу) будет значение целевой функции, которое при переходе от одной таблице к другой должно увеличиваться. Итак, нашей системе ограничений соответствует таблица 2.5, и можно переходить ко второму этапу решения.
Таблица 2.5
свобод. базис | правые части | ||
F | –5 | –3 |
II этап. Проверка опорного плана на оптимальность.
Данной таблице 2.5 соответствует опорный план: . Свободные переменные равны 0, а базисные переменные принимают значения чисел столбца свободных членов. Значение целевой функции
Наша задача проверить, является ли данный опорный план оптимальным, для этого необходимо просмотреть индексную строку – строку целевой функции F.
Возможны ситуации:
1) в индексной F–строке нет отрицательных элементов. Значит, план оптимален, можно выписать решение задачи. Целевая функция достигла своего оптимального значения, равного числу, стоящему в правом нижнем углу. Переходим к IV этапу;
2) в индексной строке есть хотя бы один отрицательный элемент, в столбце которого нет положительных. Тогда делаем вывод о том, что целевая функция неограниченно возрастает;
3) в индексной строке есть отрицательный элемент, в столбце которого есть хотя бы один положительный. Тогда переходим к III этапу, улучшаем опорный план, пересчитывая таблицу.
III этап. Улучшение опорного плана.
1. Из отрицательныхэлементов индексной F–строки выберем наибольший по модулю, назовем соответствующий ему столбец разрешающим и пометим .
2. Чтобы выбрать разрешающую строку, необходимо вычислить отношения элементов столбца свободных членов к только положительным элементам разрешающего столбца. Выбрать из полученных отношений минимальное. Соответствующий элемент, на котором достигается минимум, называется разрешающим. Будем выделять его квадратом.
В нашем примере, элемент – разрешающий. Строка, соответствующая этому элементу тоже называется разрешающей.
Таблица 2.6
свобод. базис | правые части | ||
80 | |||
F | –5 | –3 |
3. Выбрав разрешающий элемент, делаем перечет таблицы по следующим правилам:
3.1. В новой таблице, таких же размеров, что и ранее, переменные при разрешающем элементе меняем местами, что соответствует смене базисов. В нашем примере: входит в базис, вместо , которая выходит из базиса, и теперь свободная.
3.2. На месте разрешающего элемента записываем обратное ему число
3.3. Элементы разрешающей строки делятся на разрешающий элемент.
3.4. Элементы разрешающего столбца делятся на разрешающий элемент и записываются с противоположным знаком (см. табл. 2.7).
Таблица 2.7
свободные базис | правые части | ||
40 | |||
3.5. Все остальные элементы таблицы 2.6 пересчитываем по правилу прямоугольника (в любом порядке).
Правило прямоугольника:
Пусть мы хотим посчитать элемент, например . Соединяем пересчитываемый элемент мысленно с разрешающим, находим произведение .
Вычитаем произведение элементов, находящихся на другой диагонали получившегося прямоугольника. Разность делим на разрешающий элемент.
Итак, . Записываем 10 на место, где было 50.
Аналогично:
, , , .
Имеем в новом базисе пересчитанную таблицу 2.8.
Таблица 2.8
свободные базис | правые части | ||
40 | |||
40 | |||
Базисными переменными теперь являются переменные . Значение целевой функции стало равно 200, т.е. увеличилось. Чтобы проверить данное базисное решение на оптимальность надо перейти опять ко II этапу.
Для этого проверим индексную строку и, увидев в ней отрицательный элемент , назовем ему соответствующий столбец – разрешающим. Составим соотношения правых частей к только положительным элементам разрешающего столбца, выберем среди них минимальное: . Определим разрешающий элемент 1, теперь пересчет осуществляем согласно правилам 3.1–3.5 (см. ниже).
базисные | правые части | ||
20 | |||
После пересчета таблицы, убеждаемся, что в индексной строке последней таблицы нет отрицательных элементов, следовательно, задача решена, базисный план оптимален.