MоP
.pdfТема6. Двойственностьвлинейномпрограммировании |
121 |
______________________________________________________________________________________________
6.2.13. |
|
|
|
|
|
|
6.2.14. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
x1 |
4x1 |
+ |
x3 |
→ min; |
z = |
|
4x2 |
+ |
x3 |
→ max; |
||||||||
|
+ 4x2 |
+ 4x3 = 6, |
4x1 |
x2 + x3 = 2, |
|||||||||||||||
|
4x1 |
|
|
|
|
≤ 4, |
- 4x2 |
|
|
|
|
|
|
|
≤ 4, |
||||
|
|
-4x2 + 3x3 ≥ 4, |
3x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
≥ 7, |
|||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1,3. |
|
|
1,3. |
|
|
|
||||||||||||
6.2.15. |
|
|
|
|
|
|
6.2.16. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
-4x1 |
|
|
|
- 2x3 |
→ max; |
z = |
- 3x2 |
4x2 |
|
|
+ 3x4 → min; |
|||||||
|
3x1 |
|
+ 2x3 = 5, |
x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 4, |
||||||
|
4x1 |
x2 + 2x3 = 7, |
|
|
|
|
|
|
|
4x3 + x4 = 5, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
≥ 4, |
|
2x2 - x3 |
|
≥ 2, |
|||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|||||||
|
1,3. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
1,4. |
|
|
|
|||||||||||||
6.2.17. |
|
|
|
|
|
|
6.2.18. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
|
|
|
|
x2 - |
x3 |
→ min; |
z = |
4x1 |
|
|
|
|
|
|
- 3x3 |
→ max; |
||
|
x1 |
|
|
|
|
4x3 + 4x4 ≥ 8, |
x1 |
+ 4x2 |
|
|
|
|
|
|
|
≤ 4, |
|||
|
x2 + 2x3 |
- 4x4 = 4, |
x1 |
3x2 - x3 ≤ 5, |
|||||||||||||||
|
|
|
= 7, |
|
|
+ 4x3 ≥ 5, |
|||||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1,4. |
|
|
1,3. |
|
|
|
||||||||||||
6.2.19. |
|
|
|
|
|
|
6.2.20. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
x1 |
3x1 |
+ 2x3 |
|
+ 4x4 → min; |
z = |
|
|
|
|
|
|
|
|
4x3 |
→ max; |
|||
|
|
|
= 6, |
-3x1 |
|
|
+ 3x3 |
+ x4 = 3, |
|||||||||||
|
|
3x2 - x3 |
|
≥ 8, |
3x1 |
|
|
|
≥ 3, |
||||||||||
|
|
x2 |
|
|
|
|
+ x4 = 4, |
|
x2 + 2x3 |
|
= 3, |
||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
||||||||
|
1,4. |
|
|
1,4. |
|
|
|
||||||||||||
6.2.21. |
|
|
|
|
|
|
6.2.22. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
x1 |
3x1 + 2x2 |
|
→ min; |
z = |
-2x2 + 4x3 → max; |
|||||||||||||
|
+ 3x2 + 3x3 ≤ 7, |
x1 |
+ 4x2 + 3x3 = 7, |
||||||||||||||||
-4x1 |
+ 3x2 + 3x3 ≥ 4, |
|
2x2 + 4x3 ≥ 6, |
||||||||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
||||||||
|
1,3. |
|
|
1,3. |
|
|
|
||||||||||||
6.2.23. |
|
|
|
|
|
|
6.2.24. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
x1 |
4x1 - 4x2 → max; |
z = |
|
|
|
|
|
x2 - 2x3 → min; |
||||||||||
|
+ 2x2 ≤ 5, |
|
|
x1 |
+ 3x2 + 3x3 ≤ 6, |
||||||||||||||
|
3x1 |
+ x2 ≥ 0, |
|
|
-x1 |
+ 4x2 + 3x3 ≥ 6, |
|||||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
||||||||
|
1,2. |
|
|
1,3. |
|
|
|
||||||||||||
6.2.25. |
|
|
|
|
|
|
6.2.26. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
-2x1 |
|
|
|
+ 2x3 |
→ min; |
z = |
2x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 4x4 → min; |
||
|
x1 |
|
|
|
|
|
= 2, |
x1 |
+ x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 5, |
|
|
2x1 |
|
+ 4x3 ≥ 4, |
|
|
|
|
|
|
|
-x3 + 2x4 ≥ 4, |
||||||||
|
|
x2 - 3x3 = 3, |
|
|
|
|
|
|
-4x3 + x4 ≥ 6, |
||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
||||||
|
1,3. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
1,4. |
|
|
|
|||||||||||||
6.2.27. |
|
|
|
|
|
|
6.2.28. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
x1 |
-2x2 + |
x3 |
→ min; |
z = |
|
3x2 |
+ |
x3 |
→ min; |
|||||||||
|
+ x2 + 3x3 ≤ 5, |
2x1 |
|
|
- 2x3 ≤ 3, |
||||||||||||||
|
3x1 |
+ 3x2 + 4x3 ≥ 6, |
|
x2 + x3 = 5, |
|||||||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
2x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
≥ 5, |
|||
|
1,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
1,3. |
|
|
|
||||||
6.2.29. |
|
|
|
|
|
|
6.2.30. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
-3x1 - 3x2 |
|
→ max; |
z = -2x1 + |
|
x2 |
|
|
→ max; |
||||||||||
|
x1 |
- x2 |
|
|
|
|
= 3, |
4x1 |
+ 3x2 + x3 = 5, |
||||||||||
|
|
|
|
|
3x3 = 6, |
3x1 |
+ 3x2 |
|
|
|
|
|
|
|
≥ 3, |
||||
|
|
3x2 + 3x3 ≥ 3, |
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
1,3. |
|
|
|
||||||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
122 Ходыкин В.Ф., Преображенский А.А. Сборник задач по математическому программированию
________________________________________________________________________________________________
6.2.31. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.32. |
|
|
|
|
|
|
||
z = |
4x1 |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
x3 |
→ min; |
z = |
x1 |
|
|
|
|
+ 3x3 → min; |
|
x1 |
2x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
≤ 5, |
x1 |
+ 2x2 - 4x3 = 0, |
|||||||
|
+ 3x3 = 8, |
|
4x2 - x3 ≥ 7, |
||||||||||||||||
|
2x2 |
|
- |
|
|
|
x3 |
≥ 0, |
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1,3. |
|
||||||||||||||
xj≥0, j= |
1,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
6.2.33. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.34. |
|
|
|
|
|
|
||
z = |
|
+ 4x3 |
-x3 + 3x4 → max; |
z = |
4x1 + 2x2 + x3 |
→ min; |
|||||||||||||
x1 |
x2 |
|
= 7, |
x1 |
2x2 + 3x3 ≥ 6, |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 4x4 = 5, |
+ 2x2 + 3x3 = 7, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4x3 + 3x4 ≥ 0, |
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
||||
xj≥0, j= |
|
|
1,3. |
|
|||||||||||||||
1,4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
6.2.35. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.36. |
|
|
|
|
|
|
||
z = |
2x1 - 4x2 |
|
|
→ min; |
z = -3x1 + 4x2 + 2x3 |
→ min; |
|||||||||||||
|
2x2 - 2x3 = 4, |
4x1 |
+ x2 + 2x3 = 4, |
||||||||||||||||
x1 |
+ x2 |
|
|
|
|
|
|
|
x3 ≥ 0, |
3x1 |
|
+ 4x3 ≥ 5, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
= 8, |
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1,3. |
|
||||||||||
xj≥0, j= |
1,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
6.2.37. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.38. |
|
|
|
|
|
|
||
z = |
4x1 |
|
|
|
|
|
|
|
+ 2x3 → min; |
z = |
3x1 |
|
|
|
|
+ 3x3 → min; |
|||
3x1 |
-3x2 + 3x3 = 0, |
2x1 |
- x2 |
|
|
|
|
≤ 4, |
|||||||||||
+ 4x2 |
+ 4x3 ≤ 6, |
4x1 |
|
+ 3x3 = 7, |
|||||||||||||||
-4x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
≥ 4, |
|
4x2 - x3 ≥ 5, |
||||||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
||||||||
1,3. |
|
|
|
1,3. |
|
||||||||||||||
6.2.39. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.40. |
|
|
|
|
|
|
||
z = |
|
4x2 → min; |
z = |
2x1 |
|
|
|
|
- 2x3 |
→ min; |
|||||||||
2x1 |
- 3x2 = 3, |
|
|
x1 |
|
|
|
|
|
- 4x4 = 7, |
|||||||||
2x1 |
+ x2 ≥ 3, |
|
|
|
x2 + 2x3 |
= 7, |
|||||||||||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4x3 - 3x4 ≥ 0, |
||||||
1,2. |
|
|
xj≥0, j= |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,4. |
|
||||||
6.2.41. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.42. |
|
|
|
|
|
|
||
z = -3x1 |
|
|
|
|
|
|
|
- 4x3 → max; |
z = |
|
|
|
|
|
4x3 |
+ x4 → min; |
|||
-x1 |
+ 2x2 |
- x3 ≤ 4, |
|
3x2 - 3x3 |
≥ 0, |
||||||||||||||
2x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0, |
x1 |
4x2 |
|
|
|
|
+ x4 = 7, |
|||
|
2x2 + 2x3 ≥ 4, |
|
- 2x3 |
= 8, |
|||||||||||||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
||||||
1,3. |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
1,4. |
|
|||||||||||||||
6.2.43. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.44. |
|
|
|
|
|
|
||
z = |
-3x2 |
+ 3x3 |
→ min; |
z = |
|
|
|
|
x2 + 2x3 |
→ max; |
|||||||||
-4x1 |
|
+ 3x3 |
|
≥ 7, |
|
-2x2 + x3 |
≥ 2, |
||||||||||||
3x1 |
x2 |
+ x3 |
|
≥ 3, |
x1 |
-x2 |
|
|
|
|
+ x4 = 7, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ x4 = 5, |
|
+ 3x3 |
= 5, |
|||||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
||||||||||
1,4. |
|
|
|
1,4. |
|
||||||||||||||
6.2.45. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.46. |
|
|
|
|
|
|
||
z = |
-4x2 + 4x3 → min; |
z = |
+ 3x2 |
4x2 + 3x3 → max; |
|||||||||||||||
4x1 |
- 4x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 5, |
x1 |
|
|
|
|
≤ 4, |
|||
2x1 |
- x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
≥ 4, |
2x1 |
4x2 |
|
|
|
|
≥ 4, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x3 = 6, |
|
+ x3 = 7, |
||||||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
||||||||||
1,3. |
|
|
|
1,3. |
|
||||||||||||||
6.2.47. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.48. |
|
|
|
|
|
|
||
z = |
x1 + 3x2 |
|
|
→ min; |
z = |
3x1 + |
x2 → max; |
||||||||||||
x1 |
x2 |
+ 3x3 |
+ 4x4 = 7, |
3x1 |
+ 3x2 ≤ 6, |
|
|||||||||||||
|
|
= 0, |
2x1 |
+ 4x2 ≥ 0, |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x3 + 3x4 ≥ 4, |
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
1,2. |
|
||||||||||
|
1,4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тема6. Двойственностьвлинейномпрограммировании |
123 |
______________________________________________________________________________________________
6.2.49. |
|
|
|
|
|
6.2.50. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
x1 |
|
|
|
|
3x3 |
→ min; |
z = 2x1 + 3x2 → min; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
+ x4 = 2, |
3x1 |
+ 2x2 = 7, |
|
|
|||||||||||
|
|
-3x2 + 2x3 |
≥ 5, |
x1 |
+ 3x2 ≥ 4, |
|
|
|||||||||||||
|
|
x2 |
+ 3x3 |
≥ 5, |
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1,2. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
6.2.51. |
|
|
|
|
|
6.2.52. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
2x1 + 3x2 + 2x3 → max; |
z = |
3x2 |
-x2 |
+ |
x3 |
→ max; |
|||||||||||||
|
x1 |
2x2 - x3 ≥ 8, |
x1 |
+ 2x3 |
+ x4 = 5, |
|||||||||||||||
|
+ x2 + 4x3 = 8, |
|
|
= 6, |
||||||||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
2x2 |
+ 3x3 |
|
≥ 7, |
|||||||||
|
1,3. |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1,4. |
|
|
|
|||||||||
6.2.53. |
|
|
|
|
|
6.2.54. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
x1 |
|
+ 4x3 |
2x4 → min; |
z = -3x1 - 2x2 |
|
|
→ max; |
||||||||||||
|
x2 |
= 4, |
x1 |
+ x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 2, |
|||||
|
|
|
|
|
- 2x4 = 4, |
|
2x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x3 + 2x4 = 5, |
||||
|
|
|
|
|
|
x3 + 4x4 ≥ 5, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 2x4 ≥ 8, |
|||
|
xj≥0, j= |
1,4. |
|
xj≥0, j= |
1,4. |
|
|
|
||||||||||||
6.2.55. |
|
|
|
|
|
6.2.56. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
4x1 |
|
|
|
|
x3 + 3x4 → min; |
z = |
x2 + x3 |
2x3 |
- x4 → max; |
||||||||||
|
+ x2 |
- 4x3 |
≥ 6, |
4x1 |
|
= 0, |
||||||||||||||
|
-x1 |
|
|
|
|
= 6, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 4x4 ≥ 6, |
|||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
4x3 + x4 = 6, |
2x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 2x4 ≥ 6, |
|||
|
1,4. |
|
xj≥0, j= |
1,4. |
|
|
|
|||||||||||||
6.2.57. |
|
|
|
|
|
6.2.58. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
|
2x1 - |
x2 |
→ max; |
z = |
|
4x2 + 3x3 → max; |
|||||||||||||
|
-x1 |
3x2 |
|
|
|
≤ 8, |
x1 |
3x2 |
+ x3 = 6, |
|||||||||||
|
+ 3x2 |
+ x3 = 3, |
2x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
≤ 0, |
|||||||
-4x1 |
|
|
|
≥ 4, |
+ 4x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
≥ 8, |
|||||
|
xj≥0, j= |
1,3. |
|
xj≥0, j= |
1,3. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
6.2.59. |
|
|
|
|
|
6.2.60. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
-4x1 + 4x2 |
→ max; |
z = |
-3x2 |
- 3x3 |
→ max; |
||||||||||||||
-4x1 |
+ 4x2 |
|
|
|
≥ 0, |
x1 |
2x2 - 2x3 |
|
≥ 0, |
|||||||||||
|
2x1 |
+ 4x2 + x3 = 8, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ x4 = 4, |
|||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
x2 |
+ |
|
|
|
x3 |
|
≥ 5, |
||||||
|
1,3. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1,4. |
|
|
|
|||||||||
6.2.61. |
|
|
|
|
|
6.2.62. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
|
-2x2 + 2x3 → min; |
z = |
3x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 2x3 |
→ max; |
||||||
-3x1 |
+ 3x2 |
|
|
|
≥ 0, |
|
-x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 3x4 ≥ 3, |
|||
|
-x1 |
+ 3x2 + x3 = 5, |
x1 |
- 2x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x3 + 2x4 = 8, |
|||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 3, |
||||
|
1,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
1,4. |
|
|
|
||||||||
6.2.63. |
|
|
|
|
|
6.2.64. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
-3x1 |
|
|
|
- x3 |
→ max; |
z = |
3x1 + 2x2 |
|
|
→ min; |
|||||||||
-3x1 |
+ 4x2 |
= 6, |
x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
≥ 0, |
||||||
|
-x1 |
|
+ 4x3 ≤ 4, |
4x1 |
+ x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x3 = 7, |
||||||
|
|
4x2 - 2x3 ≥ 5, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 7, |
||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
1,3. |
|
1,3. |
|
|
|
||||||||||||||
6.2.65. |
|
|
|
|
|
6.2.66. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
x1 |
2x1 + |
x2 |
→ min; |
z = |
|
4x2 |
- |
x3 |
→ min; |
||||||||||
|
x2 |
- 4x3 = 7, |
x1 |
- x2 + 2x3 = 4, |
||||||||||||||||
|
|
= 7, |
|
x2 + 3x3 ≥ 3, |
||||||||||||||||
|
|
x2 - 3x3 ≥ 4, |
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
1,3. |
|
|
|
|||||||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
124 Ходыкин В.Ф., Преображенский А.А. Сборник задач по математическому программированию
________________________________________________________________________________________________
6.2.67. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.68. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
z = |
-2x2 |
+ 3x3 |
→ min; |
z = |
|
|
|
|
|
|
|
|
2x3 |
+ x4 → min; |
||||||||
3x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 4, |
|
3x1 |
+ x2 |
|
|
|
|
|
|
|
+ 4x4 ≥ 5, |
||
2x1 |
x2 + 4x3 = 8, |
|
2x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 7, |
||||||||||
|
+ 4x3 ≥ 6, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x3 - 3x4 = 8, |
||||||||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
||||||
1,3. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
1,4. |
|
|||||||||||||||||
6.2.69. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.70. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
z = |
|
|
|
|
|
|
|
-3x3 |
- |
x4 → max; |
z = |
3x1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
→ min; |
|
x1 |
x2 + 4x3 |
|
|
= 6, |
3x1 |
|
= 8, |
|||||||||||||||
|
+ 4x3 |
+ x4 = 8, |
4x1 |
x2 - x3 = 6, |
||||||||||||||||||
4x1 |
|
|
|
≥ 6, |
|
|
- 2x3 ≥ 7, |
|||||||||||||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
||||
1,4. |
|
|
|
|
1,3. |
|
||||||||||||||||
6.2.71. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.72. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
z = |
2x1 |
+ 2x3 |
→ min; |
z = |
x1 + 2x2 → min; |
|||||||||||||||||
3x1 |
3x2 |
|
≤ 4, |
|
x1 |
+ x2 = 8, |
|
|||||||||||||||
+ 2x2 |
|
≥ 5, |
|
3x1 |
|
≥ 5, |
|
|||||||||||||||
-4x1 |
|
+ |
|
x3 |
= 6, |
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
1,2. |
|
|||||||||||||||||||
xj≥0, j= |
1,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
6.2.73. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.74. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
z = |
4x1 + 2x2 + |
x3 |
→ min; |
z = |
3x1 + 2x2 + x3 |
→ min; |
||||||||||||||||
4x1 |
- x2 + x3 = 8, |
|
4x1 |
+ x2 + 4x3 = 8, |
||||||||||||||||||
2x1 |
+ x2 |
|
|
|
≥ 6, |
|
3x1 |
+ 3x2 + 4x3 ≥ 7, |
||||||||||||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
||||||||||
1,3. |
|
|
|
|
1,3. |
|
||||||||||||||||
6.2.75. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.76. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
z = |
4x2 - 4x3 → min; |
z = -2x1 |
|
|
|
|
|
|
|
+ 2x3 → max; |
||||||||||||
x1 |
- x2 + 3x3 = 6, |
|
x1 |
+ x2 + x3 = 5, |
||||||||||||||||||
3x1 |
+ 4x2 + 2x3 ≥ 7, |
|
4x1 |
|
+ 3x3 ≥ 6, |
|||||||||||||||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
||||||||||
1,3. |
|
|
|
|
1,3. |
|
||||||||||||||||
6.2.77. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.78. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
z = |
|
|
|
|
|
|
|
|
4x3 |
|
→ max; |
z = |
2x1 + |
|
x2 |
→ max; |
||||||
x1 |
x2 - 3x3 |
+ x4 = 5, |
3x1 |
+ 2x2 + 3x3 = 5, |
||||||||||||||||||
|
|
|
= 8, |
x1 |
+ x2 - x3 ≥ 0, |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
-x3 + 2x4 ≥ 0, |
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|||||||||
xj≥0, j= |
|
1,3. |
|
|||||||||||||||||||
1,4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
6.2.79. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.80. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
z = |
2x1 |
+ 2x3 |
→ min; |
z = |
|
3x2 + 3x3 |
→ min; |
|||||||||||||||
x1 |
- 3x2 |
|
= 6, |
|
x1 |
x2 |
|
+ x3 |
= 6, |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
4x3 = 0, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 2x4 ≥ 6, |
||||||
|
4x2 + 2x3 ≥ 8, |
|
|
2x2 |
|
|
|
|
|
|
|
+ 4x4 ≥ 4, |
||||||||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|||||||||
1,3. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
1,4. |
|
|||||||||||||||||
6.2.81. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.82. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
z = |
3x1 |
|
|
+ |
x4 → max; |
z = |
3x1 |
|
|
|
|
|
|
|
+ 2x3 → max; |
|||||||
|
4x2 + 3x3 |
|
|
≥ 8, |
4x1 |
x2 |
|
+ 4x3 ≤ 7, |
||||||||||||||
x1 |
4x2 - 3x3 |
|
|
≥ 6, |
4x1 |
= 4, |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
+ x4 = 5, |
|
|
+ 3x3 ≥ 0, |
|||||||||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
||||||||||||
1,4. |
|
|
|
|
1,3. |
|
||||||||||||||||
6.2.83. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.2.84. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
z = 3x1 + 2x2 → min; |
|
z = |
|
|
|
|
|
|
|
|
2x3 → min; |
|||||||||||
-3x1 |
+ 3x2 = 5, |
|
|
|
-4x1 |
- 2x2 |
|
+ 2x3 ≤ 5, |
||||||||||||||
-3x1 |
+ 4x2 ≥ 0, |
|
|
|
2x1 |
= 0, |
||||||||||||||||
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
-2x2 + 2x3 ≥ 5, |
||||||||||||||
1,2. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,3. |
|
Тема6. Двойственностьвлинейномпрограммировании |
125 |
______________________________________________________________________________________________
6.2.85. |
|
|
|
|
|
|
|
6.2.86. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
|
-x1 + 2x2 |
→ min; |
z = |
-3x2 |
- 4x3 |
→ max; |
|||||||||||
-4x1 |
- 2x2 |
|
- 4x3 ≤ 6, |
3x1 |
- x2 |
|
≤ 6, |
|||||||||||
|
4x1 |
|
|
|
|
|
≤ 4, |
3x1 |
|
≥ 4, |
||||||||
|
|
x2 + 4x3 ≥ 8, |
|
4x2 + x3 = 7, |
||||||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1,3. |
|
1,3. |
|
|
|
||||||||||||
6.2.87. |
|
|
|
|
|
|
|
6.2.88. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
|
|
|
|
|
|
|
2x3 + 2x4 → max; |
z = |
3x1 + 2x2 |
|
|
→ min; |
|||||
|
x1 |
- x2 |
|
|
|
|
|
x3 + x4 = 6, |
3x1 |
+ x2 |
|
= 6, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
≥ 3, |
x1 |
+ 4x3 ≤ 8, |
|||||||||
-2x1 |
+ 4x2 |
|
|
|
|
|
|
≥ 4, |
|
|
|
|
|
4x3 ≥ 7, |
||||
|
xj≥0, j= |
1,4. |
|
xj≥0, j= |
1,3. |
|
|
|
||||||||||
6.2.89. |
|
|
|
|
|
|
|
6.2.90. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
x1 |
+ x2 |
4x2 |
→ min; |
z = |
-3x2 |
|
|
- x4 → max; |
|||||||||
|
= 8, |
x1 |
x2 + x3 |
- 4x4 = 6, |
||||||||||||||
|
3x1 |
|
|
|
|
|
|
x3 ≤ 7, |
|
|
= 6, |
|||||||
|
|
|
- 4x3 ≥ 0, |
|
|
|
|
|
|
x3 - 3x4 ≥ 3, |
||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
||||
|
1,3. |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
1,4. |
|
|
|
|||||||||||||
6.2.91. |
|
|
|
|
|
|
|
6.2.92. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
4x1 |
|
2x2 + 2x3 → min; |
z = |
|
|
|
x2 - 3x3 |
→ max; |
|||||||||
|
+ x2 + x3 = 5, |
4x1 |
x2 |
|
+ x4 = 3, |
|||||||||||||
|
2x1 |
|
+ 4x3 ≥ 8, |
+ 2x3 |
|
≥ 7, |
||||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
4x1 |
+ |
|
x3 |
|
≥ 5, |
|||||||
|
1,3. |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,4. |
|
|
|
|||||
6.2.93. |
|
|
|
|
|
|
|
6.2.94. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
-3x1 |
|
|
|
|
|
|
+ 3x4 → min; |
z = |
2x2 - 4x3 |
→ max; |
|||||||
|
2x1 |
|
|
|
|
|
|
- 2x4 ≥ 6, |
x1 |
- 2x3 |
|
= 6, |
||||||
|
x1 |
+ x2 |
|
|
|
|
|
x3 + 2x4 = 7, |
|
x2 |
|
+ 2x4 = 0, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
= 5, |
|
|
|
|
|
|
x3 + 4x4 ≥ 7, |
||||
|
xj≥0, j= |
1,4. |
|
xj≥0, j= |
1,4. |
|
|
|
||||||||||
6.2.95. |
|
|
|
|
|
|
|
6.2.96. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
-3x1 |
|
|
|
|
|
+ 3x3 → max; |
z = -3x1 + 2x2 |
|
|
→ min; |
|||||||
|
2x1 |
2x2 + 4x3 ≤ 5, |
2x1 |
+ 3x3 |
|
≥ 8, |
||||||||||||
|
- 2x2 |
|
|
|
|
|
≤ 8, |
4x1 |
x2 - x3 |
+ x4 = 0, |
||||||||
|
x1 |
|
|
- 3x3 ≥ 5, |
|
|
= 7, |
|||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|||||
|
1,3. |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
1,4. |
|
|
|
|||||||||||||
6.2.97. |
|
|
|
|
|
|
|
6.2.98. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
x1 |
4x1 |
|
|
|
|
|
+ x3 |
→ min; |
z = |
2x1 |
+ 2x3 |
→ min; |
|||||
|
|
= 5, |
4x1 |
- 4x2 + x3 = 8, |
||||||||||||||
|
|
3x2 - x3 = 3, |
3x1 |
+ 4x2 + 3x3 ≥ 7, |
||||||||||||||
|
|
-2x2 + 3x3 ≥ 4, |
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
1,3. |
|
|
|
|||||||||||||
|
xj≥0, j= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
6.2.99. |
|
|
|
|
|
|
|
6.2.00. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
z = |
|
|
|
|
|
|
|
x3 |
- x4 → min; |
z = |
-2x2 + 4x3 → min; |
|||||||
|
2x1 |
3x2 + x3 |
= 5, |
-2x1 |
4x2 + x3 = 5, |
|||||||||||||
|
- 2x2 |
|
|
|
|
|
|
≥ 0, |
+ 4x3 ≤ 4, |
|||||||||
|
x1 |
|
|
|
|
|
|
+ x4 = 6, |
4x1 |
- 2x2 |
|
|
|
≥ 7, |
||||
|
xj≥0, j= |
|
1,4. |
|
xj≥0, j= |
1,3. |
|
|
|
126 Ходыкин В.Ф., Преображенский А.А. Сборник задач по математическому программированию
________________________________________________________________________________________________
Тема 7. Решение задач транспортного типа
7.1. Задачи линейного программирования транспортного типа
Многие экономические задачи сводятся к задачам транспортного типа, которые являются задачами линейного программирования и могут быть решены сим- плекс-методом. Однако количество переменных и ограничений транспортной задачи является большими величинами, с другой стороны – ограничения транспортной задачи являются простыми (коэффициенты при переменных равны 1). Поэтому для решениятакихзадачразработаныболеепростыеточныеметодырешения.
Типы транспортных задач.
Имеются m поставщиков однородной продукции с известными запасами этой продукции и n потребителей этой продукции с заданными объёмами потребления. Известны также удельные затраты на перевозку.
Если сумма объёмов запасов продукции равна объёму потребления всех потребителей, то такая задача называется закрытой транспортной задачей (то
есть |
m |
А |
= |
n |
|
), в противном случае – открытой. Для решения транспорт- |
∑ |
∑ B |
|
||||
|
i =1 |
i |
|
j =1 |
j |
|
ной задачи необходимо, чтобы она была закрытой.
Открытую транспортную задачу можно преобразовать в закрытую следующим образом.
m |
|
n |
. В этом случае необходимо ввести фиктивного n+1 |
||||||
Пусть ∑ Аi |
> |
∑ B j |
|||||||
i =1 |
|
j =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
n |
|
|
потребителя с объёмом потребления |
∑ |
А |
− |
∑ B |
j |
. Удельные затраты на пере- |
|||
|
|
|
|
i =1 |
i |
|
j =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
возку от поставщиков к фиктивному потребителю полагаются равными нулю, так как на самом деле такие перевозки осуществляться не будут и некоторая часть продукции останется у поставщиков.
Тема7. Решениезадачтранспортноготипа |
127 |
______________________________________________________________________________________________
n |
|
B |
|
> |
m |
А |
. В этом случае необходимо ввести фиктивного m+1 |
||||||
Пусть ∑ |
|
j |
∑ |
||||||||||
j = |
1 |
|
|
i =1 |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
поставщика с объёмом запасов |
n |
B |
|
− |
m |
А . Удельные затраты на перевозку |
|||||||
∑ |
|
∑ |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
j =1 |
|
j |
|
i =1 |
i |
от фиктивного поставщика к потребителям полагаются равными нулю, так как на самом деле такие перевозки осуществляться не будут и некоторую часть продукции потребители недополучат.
В закрытой транспортной задаче все ограничения записываются в виде уравнений:
z = |
m |
|
n |
c ij x ij → min , |
||||||||
∑ |
j |
∑ |
||||||||||
|
i = 1 |
= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I . |
∑ x ij |
= A i ; |
i = 1 , m , |
|
|
|||||||
j |
= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II . |
∑ |
x ij |
|
= B j ; |
j = 1 , n |
, |
||||||
i |
= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III . |
x ij ≥ |
0 , |
|
|
|
|
||||||
i = 1 , m |
; j = 1 , n . |
Теорема 1. Закрытая транспортная задача всегда имеет решение. Теорема 2. Если объёмы запасов продукции и объёмы потребностей яв-
ляется целыми числами, то существует решение транспортной задачи, которое также будет целочисленным.
7.2. Методы построения исходного распределения транспортных задач
Для решения задач симплекс-методом необходимо наличие исходного опорного плана. Решение транспортной задачи также начинается с построения исходного опорного плана, который в транспортной задаче называется исход-
ным распределением.
Определим, какое количество базисных переменных должно быть в опорном плане. Так как ограничения транспортной задачи содержат n+m уравнений, то количество базисных переменных также должно быть n+m, если все уравнения являются линейно независимыми. Однако в транспортной задаче эти
128 Ходыкин В.Ф., Преображенский А.А. Сборник задач по математическому программированию
________________________________________________________________________________________________
уравнения линейно зависимы. Чтобы показать это, найдём суммы всех ограни-
чений (I) и (II).
В каждом полученном уравнении мы будем иметь в левой части сумму всех
неизвестных переменных х, а в правой части в одном из уравнений – |
m |
А , а в |
||
∑ |
||||
|
|
|
i =1 |
i |
другом – |
n |
. Поскольку задача закрытая, то эти суммы равны, то есть мы по- |
||
∑ B j |
||||
|
j =1 |
|
|
|
лучили два одинаковых уравнения (линейно зависимых). Удалив любое из ограничений, мы получим систему из m+n-1 линейно независимых уравнений. Таким образом, количествопеременных вопорномпланедолжнобытьm+n-1.
Пример. Имеются три поставщика и четыре потребителя однородной продукции. В следующей таблице заданы объёмы запасов, объёмы потребления и удельные затраты на перевозку продукции.
Вj |
70 |
|
30 |
80 |
60 |
Аi |
|
|
|
|
|
100 |
|
8 |
2 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
80 |
|
3 |
4 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
120 |
|
1 |
4 |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
Найти такие объёмы перевозки, при которых общие затраты на перевозку будут минимальными.
Решение.
Проверяем тип транспортной задачи. Определяем объём запасов всех поставщиков (100+80+120=300) и объём потребления всех потребителей (70+30+80+60=240). Запасы продукции больше, чем потребности в ней на 300– 240=60 единиц. Для того чтобы преобразовать эту задачу в закрытую, необходимо ввести фиктивного пятого потребителя с объёмом потребностей 60 единиц. Удельные затраты на перевозку продукции от поставщиков к фиктивному потребителю полагаем равными нулю.
Тема7. Решениезадачтранспортноготипа |
129 |
______________________________________________________________________________________________
Вj |
70 |
|
30 |
80 |
60 |
60 |
Аi |
|
|
|
|
|
|
100 |
|
8 |
2 |
0 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
3 |
4 |
2 |
3 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
1 |
4 |
1 |
2 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
Существует несколько методов построения исходного распределения транспортных задач. Рассмотрим два таких метода.
Метод северо-западного угла. При построении исходного распределения с помощью данного метода, из оставшихся клеток выбирается левая верхняя клетка (северо-западная). На первом этапе выбирается клетка (1,1). В эту клетку записывается объём поставки х11= min {А1,В1}. Величины А1 и В1 уменьшаются на данную величину. Ту строку или столбец, где будет получен 0, удаляют из рассмотрения. Затем из оставшихся клеток, рассматривают левую верхнюю клетку и поступают аналогично. Продолжая данный процесс, мы заполним клетку (m,n), причем удалим из рассмотрения и строку и столбец. Если в процессе заполнения клеток придётся вычеркнуть и строку, и столбец, то мы получим вырожденное распределение (количество занятых клеток меньше, чем m+n-1). Чтобы этого не произошло, из рассмотрения удаляем что–то одно: или строку, или столбец, а оставшийся столбец или строку считают с нулевой потребностью или запасами. Вычислим значение целевой функции для исходного распределения: z=8 × 70 + 2 × 30 + 2 × 80 + 2 × 60 = 900.
Вj |
70 |
|
30 |
|
80 |
|
60 |
|
60 |
Аi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
70 |
8 |
30 |
2 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
80 |
|
3 |
|
4 |
80 |
2 |
0 |
3 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
120 |
|
1 |
|
4 |
|
1 |
60 |
2 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
Метод минимального элемента. Метод северо-западного угла при заполнении клеток абсолютно не учитывает удельные затраты на перевозку, поэтому значение целевой функции может быть далёким от оптимального и, воз-
130 Ходыкин В.Ф., Преображенский А.А. Сборник задач по математическому программированию
________________________________________________________________________________________________
можно, понадобится большее количество шагов для его нахождения. Метод минимального элемента наоборот учитывает удельные затраты, поэтому, как правило, значение целевой функции находится ближе к оптимальному решению. Метод минимального элемента отличается от предыдущего метода тем, что из оставшихся клеток выбирается клетка, имеющая наименьшие удельные затраты.
Вj |
70 |
30 |
|
80 |
|
60 |
|
60 |
Аi |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
8 |
|
2 |
80 |
0 |
|
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
80 |
3 |
30 |
4 |
|
2 |
10 |
3 |
0 |
|
|
|
|
|
|
40 |
||
120 |
1 |
|
4 |
|
1 |
50 |
2 |
0 |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
Вычислим значение целевой функции при построенном исходном рас-
пределении: z = 4 × 30 + 3 × 10 + 1 × 70 + 2 × 50 = 320. Значение целевой функции при исходном распределении, построенным методом минимального элемента (320) значительно меньше, чем значение целевой функции при исходном распределении, построенным методом северо-западного угла (900).
7.3. Метод потенциалов решения транспортной задачи
После построения исходного распределения необходимо определить является ли данное распределение оптимальным, и, если нет, то перейти к другому «лучшему» распределению. Продолжая данный процесс, найдём оптимальное решение транспортной задачи. Для этих целей используется метод потенциалов, который основан на следующей теореме.
Теорема. Если для некоторого распределения транспортной задачи выполняются условия: а) ui+vj=сij – для занятых клеток; б) ui+vj ≤сij – для свободных клеток, то данное распределение является оптимальным.
Величины ui называют потенциалами строк, а величины vj называют потенциалами столбцов.