Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Для данной транспортной задачи подготовим форму для ввода условийСодержание книги
Поиск на нашем сайте
2. Ввод исходных данных (Рис.1). Исходные данные задачи: сведения о мощностях поставщиков поместить в ячейки F10:F13, сведения о мощностях потребителей поместить в ячейки B14:E14, сведения о транспортных затратах на перевозку единицы груза поместить в В10:Е13. Оптимальные значения матрицы неизвестных переменных (x ij) поместить в ячейки ВЗ:Е6, оптимальное значение целевой функции – в ячейке C16. 3. Назначение целевой функции. В ячейку С16 для целевой функции ввести формулу СУММПРОИЗВ (B3:E6;B10:E13); 4. Ввод зависимостей из математической модели: В ячейках F3:F6 ввести формулы суммирования по строкам матрицы перевозок; В ячейках B7:E7 ввести формулы суммирования по столбцам матрицы перевозок; Командой меню Сервис>Поиск решения запустить средство MS Excel «Поиск решения» • В поле «Установить целевую ячейку» ввести адрес $C$16. Если перед запуском Поиска решения была выделена целевая ячейка, то в этом поле ее адрес появится автоматически. В противном случае этот адрес нужно ввести. • Далее нужно ввести направление поиска для целевой функции: Максимальному значению. • Ввести адреса искомых переменных: в поле «Изменяя ячейки» ввести адреса ячеек искомых переменных В$3:Е$6. Ввод ограничений и граничных условий • Щелкнуть по кнопке «Добавить». Появится диалоговое окно Добавление ограничения • Установить курсор мыши в поле «Ссылка на ячейку» ввести адрес ячейки левой части первого ограничения $B$7: $E$7. • Ввести знак ограничения = • Установить курсор мыши в поле «Ограничения» и ввести адрес ячейки для правой части первого ограничения $B$14: $E$14. • Щелкнуть кнопку Добавить и ввести адреса ячеек для второго ограничения. • После ввода последнего ограничения ввести ОК.
Ввести параметры для решения задачи ЛП. • В окне Поиск решения щелкнуть по кнопке Параметры. Откроется диалоговое окно Параметры поиска решения. • Включить флажок Линейная модель, что обеспечивает применение симплекс-метода. • Включить флажок Неотрицательные значения. • ОК. Вычислить решение задачи. В результате получено решение x 13 = 80 ед. груза следует перевезти от 1-го поставщика 3-му потребителю; x 21 = 200 ед. груза следует перевезти от 2-го поставщика 1-му потребителю; x 23 = 70 ед. груза следует перевезти от 2-го поставщика 3-му потребителю; x 24 = 50 ед. груза следует перевезти от 2-го поставщика 4-му потребителю; x 32 = 100 ед. груза следует перевезти от 3-го поставщика 2-му потребителю; x 41 = 50 ед. груза следует перевезти от 4-го поставщика 1-му потребителю; x 42 = 0 ед. груза следует перевезти от 4-го поставщика 2-му потребителю.
Общая стоимость перевозок = 3200.
Метод множителей Лагранжа Рассмотрим теперь задачи условной оптимизации, то есть когда в задаче на определение экстремума функции множество допустимых решений задается с помощью системы неравенств и уравнений:
где gi и hj называются функциями ограничения. Если среди всех функций f, gi, hj имеется хотя бы одна нелинейная функция, то (7.1) называется задачей нелинейного программирования. В противном случае это есть задача линейного программирования. Если все эти функции дифференцируемы в Rn, то (7.1) называется гладкой задачей нелинейного программирования. Будем считать, что задача (7.1) гладкая и составим для нее так называемую функцию Лагранжа, зависящую от n+k+m переменных :
где - вектор множителей Лагранжа для ограничений- неравенств, а - вектор множителя Лагранжа для ограничений-равенств. В формулировке необходимых признаков будет применяться градиент функции L по x: . Теорема (необходимое условие Куна-Таккера). Пусть задача (7.1) гладкая. Для того, чтобы точка была точкой локального минимума (максимума) в задаче (7.1) необходимо выполнение следующих условий: 1. условия стационарности:
2. условия дополняющей нежесткости:
3. условия неотрицательности:
причем все множители Лагранжа и одновременно не могут быть равны нулю. С помощью условий этой теоремы можно составить следующий алгоритм решения задачи (7.1), который называется методом множителей Лагранжа: 1. убедиться в существовании экстремальных точек (теорема Вейерштрасса и ее следствие); 2. составить функцию Лагранжа (7.2); 3. выписать все необходимые условия (7.3)-(7.5); 4. вычислить все стационарные точки, то есть найти все решения уравнений (7.3); 5. определить характер экстремума стационарных точек. Рассмотрим более простую формулировку задачи на условный экстремум. (7.6) , (7.7) для решения которых можно воспользоваться классическим методом оптимизации Лагранжа, или методом разрешающих множителей. При этом предполагают, что функции и непрерывны вместе со своими первыми частными производными. Можно указать следующий порядок решения задачи (7.6)-(7.7) методом множителей Лагранжа: 1) составить функцию Лагранжа: (7.8) здесь - множители Лагранжа; 2) Найти частные производные функции Лагранжа по всем переменным и приравнять их нулю. Тем самым получим систему: (7.9)
Эта система состоит из m + n уравнений. Решить эту систему (если это окажется возможным) и найти таким образом все стационарные точки функции Лагранжа; 3) из стационарных точек, взятых без координат выбрать точки, в которых функция f( имеет условные локальные экстремумы при наличии ограничений (7.7). Этот выбор осуществляется, например, с применением достаточных условий локального экстремума. Часто исследование упрощается, если использовать конкретные условия задачи. В основе метода Лагранжа решения классической задачи оптимизации (7.6)-(7.7) лежит утверждение, что если в точке имеет экстремум, то существует такой вектор , что точка является решением системы (6.13). Следовательно, решая систему (7.9), получаем множество стационарных точек, в которых функция f может иметь экстремальные значения. При этом, как правило, неизвестен способ определения точек глобального максимума или минимума. Однако, если решения системы найдены, то для определения глобального экстремума достаточно найти значения функции в соответствующих точках области определения. Множителям Лагранжа можно придать следующий экономический смысл. Если - доход, соответствующий плану , а функция - издержки i -го ресурса, соответствующие этому плану, то - цена (оценка) i -го ресурса, характеризующая изменение экстремального значения целевой функции в зависимости от изменения размера i -го ресурса. Пример 7.1. По плану производства продукции предприятию необходимо изготовить 200 изделий. Эти изделия могут быть изготовлены двумя технологическими способами. Производственные затраты на изготовление n изделий первым способом равны 4 n+n2, а для второго способа - 8 n+n2. Сколько изделий надо изготовить каждым способом, чтобы общие затраты на производство продукции были бы минимальными. Решение. Обозначим число изделий, изготовленных первым способом через х1, вторым способом – х2 . Тогда суммарные затраты на изготовление продукции по плану составят: f (x1,x2)=4x1+x12+8x2+x22 При этом общее число изделий должно быть равно 200, т.е. x1+ x2 =200 Получим математическую модель задачи: f (x1,x2)=4x1+x12+8x2+x22 → min x1+ x2 =200 x1 ≥ 0, x2 ≥ 0 Для ее расчета применим метод множителей Лагранжа. Составим функцию Лагранжа L(x1,x2,λ)=4x1+x12+8x2+x22+ λ (200-x1-x2) Найдем частные производные функции L по x1, x2, λ и приравняем их к нулю: имеем систему: Исключим из этой системы λ, например, выразим λ из первого уравнения и подставим найденное значение во второе уравнение системы, получим: Таким образом, по необходимому условию экстремума дифференцируемой функции получим стационарную точку X(101,99) возможного условного экстремума функции f(x1,x2). Дальнейшее исследование этой точки будем проводить, как и в случае безусловного экстремума. Вспомним сначала достаточные условия существования локального экстремума для случая функции двух переменных z = f(x, y. Обозначим вторые частные производные этой функции , , в некоторой точке M 0 через а 11, a 12, a 22 соответственно. Тогда достаточное условие локального экстремума формулируется следующим образом. ТЕОРЕМА. Пусть в точке М 0 (х 0, у 0 ) возможного экстремума функции z = f(x, у) и в некоторой ее окрестности все вторые частные производные этой функции непрерывны. Тогда если то функция z = f(x, у) имеет в точке М 0 локальный экстремум: минимум при а 11 > 0 и максимум при а 11 < 0. Если же а 11 а 22 — a 122 ≤ 0, то данная функция не имеет локального экстремума в точке M 0. В данном примере найдем частные производные второго порядка: Проверим условие a11 a22 – (a12)2 = 4 >0. Так a 11= 2 >0, то в точке X(101,99) функция f(x1,x2) имеет минимум: (ед.) Ответ. При изготовлении 101 детали первым способом и 99 деталей вторым способом затраты на производство будут минимальными и равными 21198 денежным единицам.
Задания для самостоятельной работы. Задание 1. Решение транспортной задачи Формулировка задачи. Имеются три пункта производства, располагающие некоторым однородным продуктом в количествах a1, a2 и a3. Продукт необходимо доставить в пять пунктов конечного потребления, платежеспособный спрос в которых составляет b1, b2, b3, b4 и b5. Затраты на транспортировку (прямую поставку) единицы продукта от пункта производства в пункт потребления приведены в таблице С, расположенной в таблице 1 Требуется отыскать такие объемы прямых поставок продукта от пунктов производства к пунктам потребления, при которых достигается минимум суммарных транспортных затрат. Информацию о задаче соответствующую вашему варианту возьмите из таблицы 1.
|
||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-11; просмотров: 145; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.133.143.118 (0.009 с.) |