运筹学课件3
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用单纯形法求解的过程见下表。
max z = −3 x1 + x3 + 0 x4 + 0 x5 − Mx 6 − Mx 7 =4 x1 + x2 + x3 + x4 − 2 x + x − x − x5 + x 6 =1 1 2 3 + x7 = 9 3 x 2 + x3 x j ≥ 0( j = 1, L ,7 )
x1
0 0 1
x2
0 1 0
x 33
0 1/ 3
[2//3 ] 3
x4
1 0 0
x5
x6
x7
0 0
0 3 1
j
−1/ 2 −1/ 2 −1/ 2 0 0 1/3
1/ 2 −1/ 2 1/ 6 3/ 2 −M−3/2 −M+1/2
−3
c
j
− z
0
0 0
0
0 1 0 0
0 0 1
c
j
x4 x2 x3
− z
max z = −3 x1 + x3 + 0 x4 + 0 x5 − Mx 6 − Mx 7 max z = −3 x1 + x3 + 0 x4 + 0 x5 − Mx 6 − Mx 7 =4 x 2 + x3 + x 4 x 1 + x + x + x + x =4 4 − 2 x 1 + x 2 − x 3 − x5 + =1 x − 2 x1 + x2 − x3 6 + x − x =1 6 1 2 3 5 +x + =9 3x x2 + x3 x 9 7 = 3 + x 2 3 7 x j ≥ 0( j = 1, L ,7 )
2 1 −1 0 4 0 4M +1 0 0 1 1/ 3 ] 0 [2//3 3 0 3
−1
3
0
1 0 0
3M −4M 0
−1/ 2 −1/ 2 −1/ 2 0 0 1/3
1/ 2 −1/ 2 1/ 6 3/ 2 −M−3/2 −M+1/2
0
c
C
B
j
→
b
x4 x2 x 11
−3
0
1
0
0
−M
−M
基
z = − 3 x1 + x 3 x1 + x 2 + x 3 ≤ 4
max z = − 3 x 1 + x1 + x 2 + x 3 − 2 x + x − x 1 2 3 3 x2 + x3 x1 , x 2 , x 3 ≥ 0
x3 ≤ 4 ≥1 = 9
(2)目标函数的变化 目标函数中人工变量的系数为 绝对值任意大的一个负值,设为“-M”, 只要人工变量的取值不为零, 目标函数就不可能极大化。 因此,最优解中 人工变量的取值必须为零。 大M法
x x
4 2
0 5/ 2
x 3 3/ 2
0 0 −1/ 2 3/ 2
−3/ 2
cj − z
j
1 0 用Lingo 0 求解 x5 x2 x3 x4 max z = − 3 x 1 + x 3 0 0 1/2x ≤ 4 x 1 + 1x 2 − + 3 1 1/ 3 0 0 − 2 x x x3 ≥ 1 + − 1 2 0 2/ 3 0 1/2 3 x2 + x3 = 9 0 3 0 3/ 2 x1 , x 2 , x 3 ≥ 0 0 0 1 −1/ 2 1 0 −1/ 4 0 0 0 3/ 4 1 0 0 −3/4 0
c
j
0
1 x3
0 1/ 3 2/ 3
0
0
0
0 x5
−1/2
−1
−1
→
−3
0
x2
0 1 0
CB
0 0 −3
基
x x
4 2
b
0 3 1
x1
0 0 1
x4
1 0 0
0 1/2
x1
cj − zj
0
0
3
0
3/ 2
c
j
→
− 3
CB
0 0 −3
基
x x
4 2
b
0 3 1
x1
0 0 1
x1
cj − zj
0 0 1
0 x2
1 1 3
4
0 x3
1
−1 1
0 x4
1 0 0
0 −1 x5 x6
0
−1
−1 x7
0 0 1
0
0 1 0
0
0
−1
cj − z
x x
4 2
−2
0
0
0 1/ 3 2/ 3
0
1 0 0
0
0 0 1
0 1 0
−1/2
x1
3 1
0 1/2
11/ 2 −1/ 2 0 1/ 3
−1/ 2
1/ 6
cj − zj
1 3 1
24
3 5
4
6 5
7
=4 max z =-3x1+0x2+ x3+ 0x4+ 0x5 x1 + x2 + x3 + x4 − 2 x + x − x − x5 + x6 =1 1 2 3 再从上表出发, + x7 = 9 3x2 + x3 继续用单纯形法计算, x j ≥ 0( j = 1,L,7) 求解过程见下表。
x2 2
1 0 [1 ] 0 3
1
x3
21
0
x4
1
0
x5
0 1 −1 3 0 −M 1 −1 3
−M
x6
01 − 1
− 03
−M
x7
0 0 1
CB 基
0 −M −M
c
j
x x
4
x 66 x
7
− z
0 0 −M
c
j
x4 x2
x 77
3 1 6
j
− z
0 −1 6 0 0 41 −3− 2M 4 M 1 0 3 0 1 2 −2 1 0 −1 [ 6] 0 0 4 6M −3 0 4M +1 0
c
j
→
CB
0 0 0
基
x x
4 2
b
0 3 1
0 x1
0 0 1
0 x2
0 1 0
0 x3
0 1/ 3 2/ 3
0 x4
1 0 0
0 −1 x5 x6
−1/2
−1 x7
0 1/2
11/ 2 −1/ 2 0 1/ 3
−1/ 2
x1
1/ 6
c zj = − z3jx1+0x2+ x3+ 0 0x4+ 0 max - 0x5
1.图解法 2.单纯形法
max
z =
∑
n
j =1
c jx
j
max z =
∑c
j =1
n
j
x j + 0 ⋅ ∑ x si
i =1
m
n ∑ a ij x j ≤ b i j =1 xj ≥ 0 j = 1, L , n i = 1, L , m
n ∑ a ij x j + x si = bi j =1 x j ≥ 0 j = 1, L , n i = 1, L , m
0
0
0
0
0
−1
−1
c
j
→
CB
0 0 0
基
x x
4 2
b
0 3 1
0 x1
0 0 1
0 x2
0 1 0
0 x3
0 1/ 3 2/ 3
0 x4
1 0 0
0 −1 x5 x6
−1/2
−1 x7
0 1/2
11/ 2 −1/ 2 0 1/ 3
−1/ 2
x1
1/ 6
cj − zj
0
0
0
0
0
−1
−1
第二阶段是将上表中的人工变量x6 、x7 除去, 目标函数改为: +x +0 − Mx maxmax z = −z 3x x +0 x 0− =-3 xx+ + x0+ x Mx + 0x
c
j
→
CB
0
−1 −1
基
x x x
4 6 7
b
4 1 9
j
0 x1
1
0 x2
1 1 3
0 x3
1
−1 1
0 x4
1 0 0
0 −1 x5 x6
0 0 1 0
−1 x7
0 0 1
0
−2
0
−1
0
−1
cj − z
−2
4
0
0
0
c
j
→
CB
0
−1 −1
0 0 0
基
x x x
4 6 7
b
4 1 9
j
0 x1
1
−2
max z = −3 x1 + x3 + 0 x4 + 0 x5 − Mx 6 − Mx 7 =4 x1 + x2 + x3 + x4 − 2 x + x − x − x5 + x 6 =1 1 2 3 + x7 = 9 3 x 2 + x3 x j ≥ 0( j = 1, L ,7 )
max z = −3 x1 + x3 + 0 x4 + 0 x5 − Mx 6 − Mx 7 =4 x1 + x2 + x3 + x4 − 2 x + x − x − x5 + x 6 =1 1 2 3 + x7 = 9 3 x 2 + x3 x j ≥ 0( j = 1, L ,7 )
x1
0 0 1
x2
0 1 0
x 33
0 1/ 3
[2//3 ] 3
x4
1 0 0
x5
x6
x7
0 0
0 3 1
j
−1/ 2 −1/ 2 −1/ 2 0 0 1/3
1/ 2 −1/ 2 1/ 6 3/ 2 −M−3/2 −M+1/2
−3
c
j
− z
0
0 0
0
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0 0 1
c
j
x4 x2 x3
− z
max z = −3 x1 + x3 + 0 x4 + 0 x5 − Mx 6 − Mx 7 max z = −3 x1 + x3 + 0 x4 + 0 x5 − Mx 6 − Mx 7 =4 x 2 + x3 + x 4 x 1 + x + x + x + x =4 4 − 2 x 1 + x 2 − x 3 − x5 + =1 x − 2 x1 + x2 − x3 6 + x − x =1 6 1 2 3 5 +x + =9 3x x2 + x3 x 9 7 = 3 + x 2 3 7 x j ≥ 0( j = 1, L ,7 )
2 1 −1 0 4 0 4M +1 0 0 1 1/ 3 ] 0 [2//3 3 0 3
−1
3
0
1 0 0
3M −4M 0
−1/ 2 −1/ 2 −1/ 2 0 0 1/3
1/ 2 −1/ 2 1/ 6 3/ 2 −M−3/2 −M+1/2
0
c
C
B
j
→
b
x4 x2 x 11
−3
0
1
0
0
−M
−M
基
z = − 3 x1 + x 3 x1 + x 2 + x 3 ≤ 4
max z = − 3 x 1 + x1 + x 2 + x 3 − 2 x + x − x 1 2 3 3 x2 + x3 x1 , x 2 , x 3 ≥ 0
x3 ≤ 4 ≥1 = 9
(2)目标函数的变化 目标函数中人工变量的系数为 绝对值任意大的一个负值,设为“-M”, 只要人工变量的取值不为零, 目标函数就不可能极大化。 因此,最优解中 人工变量的取值必须为零。 大M法
x x
4 2
0 5/ 2
x 3 3/ 2
0 0 −1/ 2 3/ 2
−3/ 2
cj − z
j
1 0 用Lingo 0 求解 x5 x2 x3 x4 max z = − 3 x 1 + x 3 0 0 1/2x ≤ 4 x 1 + 1x 2 − + 3 1 1/ 3 0 0 − 2 x x x3 ≥ 1 + − 1 2 0 2/ 3 0 1/2 3 x2 + x3 = 9 0 3 0 3/ 2 x1 , x 2 , x 3 ≥ 0 0 0 1 −1/ 2 1 0 −1/ 4 0 0 0 3/ 4 1 0 0 −3/4 0
c
j
0
1 x3
0 1/ 3 2/ 3
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0
0
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−1/2
−1
−1
→
−3
0
x2
0 1 0
CB
0 0 −3
基
x x
4 2
b
0 3 1
x1
0 0 1
x4
1 0 0
0 1/2
x1
cj − zj
0
0
3
0
3/ 2
c
j
→
− 3
CB
0 0 −3
基
x x
4 2
b
0 3 1
x1
0 0 1
x1
cj − zj
0 0 1
0 x2
1 1 3
4
0 x3
1
−1 1
0 x4
1 0 0
0 −1 x5 x6
0
−1
−1 x7
0 0 1
0
0 1 0
0
0
−1
cj − z
x x
4 2
−2
0
0
0 1/ 3 2/ 3
0
1 0 0
0
0 0 1
0 1 0
−1/2
x1
3 1
0 1/2
11/ 2 −1/ 2 0 1/ 3
−1/ 2
1/ 6
cj − zj
1 3 1
24
3 5
4
6 5
7
=4 max z =-3x1+0x2+ x3+ 0x4+ 0x5 x1 + x2 + x3 + x4 − 2 x + x − x − x5 + x6 =1 1 2 3 再从上表出发, + x7 = 9 3x2 + x3 继续用单纯形法计算, x j ≥ 0( j = 1,L,7) 求解过程见下表。
x2 2
1 0 [1 ] 0 3
1
x3
21
0
x4
1
0
x5
0 1 −1 3 0 −M 1 −1 3
−M
x6
01 − 1
− 03
−M
x7
0 0 1
CB 基
0 −M −M
c
j
x x
4
x 66 x
7
− z
0 0 −M
c
j
x4 x2
x 77
3 1 6
j
− z
0 −1 6 0 0 41 −3− 2M 4 M 1 0 3 0 1 2 −2 1 0 −1 [ 6] 0 0 4 6M −3 0 4M +1 0
c
j
→
CB
0 0 0
基
x x
4 2
b
0 3 1
0 x1
0 0 1
0 x2
0 1 0
0 x3
0 1/ 3 2/ 3
0 x4
1 0 0
0 −1 x5 x6
−1/2
−1 x7
0 1/2
11/ 2 −1/ 2 0 1/ 3
−1/ 2
x1
1/ 6
c zj = − z3jx1+0x2+ x3+ 0 0x4+ 0 max - 0x5
1.图解法 2.单纯形法
max
z =
∑
n
j =1
c jx
j
max z =
∑c
j =1
n
j
x j + 0 ⋅ ∑ x si
i =1
m
n ∑ a ij x j ≤ b i j =1 xj ≥ 0 j = 1, L , n i = 1, L , m
n ∑ a ij x j + x si = bi j =1 x j ≥ 0 j = 1, L , n i = 1, L , m
0
0
0
0
0
−1
−1
c
j
→
CB
0 0 0
基
x x
4 2
b
0 3 1
0 x1
0 0 1
0 x2
0 1 0
0 x3
0 1/ 3 2/ 3
0 x4
1 0 0
0 −1 x5 x6
−1/2
−1 x7
0 1/2
11/ 2 −1/ 2 0 1/ 3
−1/ 2
x1
1/ 6
cj − zj
0
0
0
0
0
−1
−1
第二阶段是将上表中的人工变量x6 、x7 除去, 目标函数改为: +x +0 − Mx maxmax z = −z 3x x +0 x 0− =-3 xx+ + x0+ x Mx + 0x
c
j
→
CB
0
−1 −1
基
x x x
4 6 7
b
4 1 9
j
0 x1
1
0 x2
1 1 3
0 x3
1
−1 1
0 x4
1 0 0
0 −1 x5 x6
0 0 1 0
−1 x7
0 0 1
0
−2
0
−1
0
−1
cj − z
−2
4
0
0
0
c
j
→
CB
0
−1 −1
0 0 0
基
x x x
4 6 7
b
4 1 9
j
0 x1
1
−2
max z = −3 x1 + x3 + 0 x4 + 0 x5 − Mx 6 − Mx 7 =4 x1 + x2 + x3 + x4 − 2 x + x − x − x5 + x 6 =1 1 2 3 + x7 = 9 3 x 2 + x3 x j ≥ 0( j = 1, L ,7 )