Решение двойственной задачи линейного программирования
Инструкция . Выберите количество переменных и количество ограничений прямой задачи линейного программирования, нажмите Далее . Полученное решение сохраняется в файле Word и Excel . При этом ограничения типа xi ≥ 0 не учитывайте. Если прямая задача ЛП не имеет решение, но требуется составить двойственную задачу или одна из переменных xi неопределена, то можно использовать этот калькулятор.
Определив обратную матрицу А -1 через алгебраические дополнения, получим:
Как видно из последнего плана симплексной таблицы, обратная матрица A -1 расположена в столбцах дополнительных переменных x4 , x5 , x6 .
Тогда Y = C*A -1 =
Оптимальный план двойственной задачи равен: y1 = 23.75, y2 = 12.5, y3 = 0
Z(Y) = 1100*23.75+120*12.5+8000*0 = 27625
Подставим оптимальный план прямой задачи в систему ограниченной математической модели:
0.1*250 + 0.2*5375 + 0.4*0 = 1100 = 1100
0.05*250 + 0.02*5375 + 0.02*0 = 120 = 120
3*250 + 1*5375 + 2*0 = 6125 < 8000 1-ое ограничение прямой задачи выполняется как равенство. Это означает, что 1-ый ресурс полностью используется в оптимальном плане, является дефицитным и его оценка согласно второй теореме двойственности отлична от нуля (y1>0).
2-ое ограничение прямой задачи выполняется как равенство. Это означает, что 2-ый ресурс полностью используется в оптимальном плане, является дефицитным и его оценка согласно второй теореме двойственности отлична от нуля (y2>0).
3-ое ограничение выполняется как строгое неравенство, т.е. ресурс 3-го вида израсходован не полностью. Значит, этот ресурс не является дефицитным и его оценка в оптимальном плане y3 = 0.
Таким образом, отличную от нуля двойственные оценки имеют лишь те виды ресурсов, которые полностью используются в оптимальном плане. Поэтому двойственные оценки определяют дефицитность ресурсов.
При постановке оптимальных двойственных оценок в систему ограничений двойственной задачи получим:
0.1*23.75 + 0.05*12.5 + 3*0 = 3 = 3
0.2*23.75 + 0.02*12.5 + 1*0 = 5 = 5
0.4*23.75 + 0.02*12.5 + 2*0 = 9.75 > 4
1-ое ограничение двойственной задачи выполняется как равенство. Это означает, что 1-ый ресурс экономически выгодно использовать, а его использование предусмотрено оптимальным планом прямой задачи (x1>0).
2-ое ограничение двойственной задачи выполняется как равенство. Это означает, что 2-ый ресурс экономически выгодно использовать, а его использование предусмотрено оптимальным планом прямой задачи (x2>0).
3-ое ограничение выполняется как строгое неравенство, т.е. ресурс 3-го вида использовать экономически не выгодно. И действительно в оптимальном плане прямой задачи x3 = 0.
Величина двойственной оценки показывает, на сколько возрастает значение целевой функции при увеличении дефицитного ресурса на единицу.
Например, увеличении 1-го ресурса на 1 приведет к получению нового оптимального плана, в котором целевая функция возрастает на 23.75 и станет равной: F(x) = 27625 + 23.75 = 27648.75
Проведем анализ устойчивости оптимального плана и оценим степень влияния изменения ресурсов на значение целевой функции.
Пусть каждое значение параметра целевой функции изменится на ∆ сi. Найдем интервалы, при которых будет экономически выгодно использование ресурсов.
1-ый параметр целевой функции может изменяться в пределах:
-3.8 ≤ с1 ≤ 1
Таким образом, 1-параметр может быть уменьшен на 3.8 или увеличен на 1
Интервал изменения равен: [3-3.8; 3+1] = [-0.8;4]
Если значение c1 будет лежать в данном интервале, то оптимальный план не изменится. 2-ый параметр целевой функции может изменяться в пределах:
-10 ≤ b2 ≤ 30
Таким образом, 2-ый запас может быть уменьшен на 10 или увеличен на 30
Интервал изменения равен: [120-10; 120+30] = [110;150]
Составим субоптимальные варианты плана с учетом изменений исходных данных модели (таблицы).
Пусть 2-ый ресурс увеличили на 50
| Базисные переменные | Значение базисных переменных | Коэффициент структурных сдвигов k c | Произведение k c на (50) | Расчет варианта плана |
| x 2 | 5375 | 6.25 | 312.5 | 5687.5 |
| x 1 | 250 | -2.5 | -125 | 125 |
| x 6 | 1875 | 1.25 | 62.5 | 1937.5 |
| F(X) | 27625 | 23.75 | 1187.5 | 28812.5 |
| Базисные переменные | Значение базисных переменных | Коэффициент структурных сдвигов k c | Произведение k c на (-5) | Расчет варианта плана |
| x 2 | 5375 | -12.5 | 62.5 | 5437.5 |
| x 1 | 250 | 25 | -125 | 125 |
| x 6 | 1875 | -62.5 | 312.5 | 2187.5 |
| F(X) | 27625 | 12.5 | -62.5 | 27562.5 |
F(X) = 3x1 + x2 → min
— 2x1 + x2≥4
2x1 + x2≤8
3x1 + 2x2≥6
Решение.
I этап. Приводим систему к каноническому виду.
II этап. Решаем симплекс-методом.
Примечание: Если задача решается данным калькулятором, то предыдущие два этапа пропускаем, поскольку они автоматически включены в решение.
На втором этапе окончательный вариант симплекс-таблицы имеет вид:
| Базис | B | x1 | x2 | x3 | x4 | x5 | x6 | x7 |
| x5 | 2 | -7 | 0 | -2 | 0 | 1 | 2 | -1 |
| x4 | 4 | 4 | 0 | 1 | 1 | 0 | -1 | 0 |
| x2 | 4 | -2 | 1 | -1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| F(X3) | 4 | -5 | 0 | -1 | 0 | 0 | 1-M | -M |
Так как в оптимальном решении отсутствуют искусственные переменные (они равны нулю), то данное решение является допустимым. Записываем оптимальный план:
x1 = 0, x2 = 4, F(X) = 1•4 = 4 Составим двойственную задачу к прямой задаче.
— 2y1 + 2y2 + 3y3≤3
y1 + y2 + 2y3≤1
4y1 + 8y2 + 6y3 → max
y1 ≥ 0, y2 ≤ 0, y3 ≥ 0
Используя последнюю итерацию прямой задачи найдем, оптимальный план двойственной задачи. Из теоремы двойственности следует, что Y = C*A -1 . Составим матрицу A из компонентов векторов, входящих в оптимальный базис.
| A = (A5, A4, A2) = |