- •Mатематика, ч.2 методы оптимизации
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.2. Перечень видов практических занятий и контроля:
- •2.2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.3. Тематический план дисциплины
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.1.1. Практические занятия (очная/очно-заочная формы обучения)
- •2.5.1.2. Практические занятия (заочная формы обучения)
- •2.5.2. Лабораторные работы (для всех форм обучения)
- •Балльно-рейтинговая система
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект лекций введение
- •Раздел 1. Линейное программирование. Основные понятия
- •Стандартная и каноническая формы задачи линейного программирования
- •Пример 1.1.1
- •Пример 1.1.2
- •Пример 1.1.3
- •1.2. Двойственная задача
- •Пример 1.2.1
- •1.3. Базисные решения.
- •Пример 1.3.1
- •Раздел 2. Решение прямой задачи линейного программирования симплекс-методом
- •2.1. Теоремы двойственности. Алгоритм симплекс-метода
- •Пример 2.1.1
- •2.2. Анализ оптимальной симплекс-таблицы
- •2.3. Интервалы устойчивости. Ценность ресурсов
- •Пример 2.3.1
- •Пример 2.3.2
- •Пример 2.3.3
- •Раздел 3. Решение транспортной задачи. Матричные игры
- •3.1. Математическая постановка транспортной задачи
- •Пример 3.1.1
- •3.2. Матричные игры. Основные понятия
- •Пример 3.2.1
- •3.3. Решение матричных игр в смешанных стратегиях
- •Пример 3.3.1
- •3.4. Решение матричных игр симплекс-методом
- •Пример 4.3.1
- •Раздел 4. Целочисленное и нелинейное программирование
- •4.1. Задача о назначениях
- •Пример 4.1.1
- •4.2. Нелинейное программирование
- •Пример 4.2.1
- •Раздел 5. Производственные функции
- •5.1. Свойства производственных функций
- •Примеры производственных функций.
- •Пример 5.1.1
- •Пример 5.1.2
- •Пример 5.1.3
- •Пример 5.1.4
- •Пример 5.1.5
- •5.2. Характеристики производственных функций
- •Пример 5.2.1
- •Пример 5.2.2
- •Пример 5.2.3
- •5.3. Модель фирмы
- •Пример 5.3.1
- •Геометрическая иллюстрация оптимального решения
- •5.4. Функции спроса на ресурсы и функция предложения продукции
- •Пример 5.4.1
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 6. Модели потребителького спроса
- •6.1. Функции полезности
- •2. Неоклассическая мультипликативная функция
- •3. Логарифмическая функция
- •Пример 6.1.1
- •Пример 6.1.2
- •Пример 6.1.3
- •6.2. Кривые безразличия
- •Пример 6.2.1
- •Пример 6.2.2
- •Пример 6.2.3
- •Вопросы для самопроверки
- •6.3. Задача потребительского выбора
- •Пример 6.3.1
- •Пример 6.3.2
- •Вопросы для самопроверки
- •6.4. Влияние на спрос цен товаров и дохода потребителя.
- •Пример 6.4.1
- •Пример 6.4.2
- •Вопросы для самопроверки
- •6.5. Уравнение Слуцкого
- •Пример 6.5.3
- •3.3. Технические и программные средства обеспечения дисциплины
- •Порядок выполнения работы
- •3.1. Выполнение задания 1
- •Пример 1.1.1
- •Решение
- •3.3.1. Построение начального базисного плана
- •3.2. Выполнение задания 2
- •Работа 2. Решение транспортной задачи и матричной игры
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •Порядок выполнения работы
- •3.1. Выполнение задания 1
- •Решение
- •3.1.1. Заполнение исходных данных
- •3.2. Выполнение задания 2 Пример
- •Решение
- •3.5. Глоссарий
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Методические указания к выполнению контрольной работы
- •4.1.1. Задание на контрольную работу
- •Варианты заданий 1 и 2
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •4.1.2. Методические указания к выполнению контрольной работы Пример задания 1
- •Записать стандартную и каноническую формы
- •Графическое решение задачи
- •Пример задания 2. Двойственная задача
- •Найти оптимальное решение двойственной задачи
- •Пример задания 3
- •Решение
- •Пример задания 4
- •1. Вычислим равновесный спрос при заданных ценах и доходе
- •4.2. Тесты текущего контроля (по разделам) Тест № 1
- •Тест № 2
- •Тест № 3
- •Тест № 4
- •Тест № 5
- •Тест № 6
- •4.3. Итоговый тест
- •4.4. Вопросы к экзамену
- •Содержание
3.2. Выполнение задания 2
Рассмотрим задачу в стандартной форме:
найти план выпуска продукции x1, x2, который обеспечивают максимальную выручку
(1.1.4)
при ограничениях:
, (1.1.5)
, (1.1.6)
. (1.1.7)
Решение задачи
Установить надстройку Поиск решения, выполнив команды: СервисНадстройки, установить флажок Поиск решения.
В электронную таблицу внести исходные данные:
в ячейки B7:C7 – коэффициенты целевой функции,
в ячейки B11:C12 – нормы затрат ресурсов на каждый вид продукции,
в ячейки F11:F12 – запасы ресурсов.
В ячейку D7 (целевая ячейка) внести формулу для вычисления выручки. Для этого:
щелкнуть по пиктограмме fx;
в окне Мастера функцийвыбрать категориюМатематические, функцию СУММПРОИЗ;
заполнить окно этой функции щелкнуть по ОК.
Содержимое ячейки D7 скопировать в ячейки D11: D12
Выполнить команды: Сервис Поиск решения. Откроется диалоговоеокно Поиск решения.
Заполнить поля целевой ячейки и изменяемые ячейки.
Для ввода ограничений щелкнуть по кнопке Добавить. Появится окно Добавление ограничений. Ввести ограничение. Нажать кнопку ОК.
В окне Поиск решения нажать кнопку Параметры и в появившемся окне заполнить окна параметров, нажать кнопку ОК.
В окне Поиск решения нажать кнопку Выполнить для запуска режима Поиск решения и нажать кнопку ОК.
Работа 2. Решение транспортной задачи и матричной игры
1. Цель работы
Ознакомление с решением транспортной задачи и матричной игры надстройкой Поиск решения
2. Основные теоретические положения
Транспортная задача
Предположим, что заданы величины a1,a2,…,an, иb1,b2,…,bm, которые определяют максимальные производительности пунктов производства и минимальные потребности пунктов потребления соответственно.
Обозначим:
cij– стоимость перевозок единицы продукции из пункта производстваAiв пункт потребленияBj;
xij– количество продукции, направляемое из пункта производстваAiв пункт потребленияBj. Совокупность чисел {xij} образует план перевозок.
Требуется определить такой план перевозок, который минимизирует транспортные расходы.
Математически в транспортной задаче требуется найти план перевозок {xij}, который минимизирует транспортные расходы
(2.1.1)
при ограничениях
, (2.1.2)
, (2.1.3)
xij ≥ 0. (2.1.4)
Отсюда следует, что транспортная задача является задачей линейного программирования.
Решение матричных игр симплекс – методом
Для определения значения игры vи оптимальных стратегий игрокаIp1,p2,…, pn необходимо решить задачу линейного программирования:
найти переменные v,p1,p2,…, pn, которые максимизируют выигрышvигрокаI
max v
при ограничениях
для всех j = 1, 2,…,m
p1+p2 +…+pn = 1
pi≥ 0,v -не имеет ограничения на знак.
Для определения значения игры vи оптимальных стратегий игрокаIq1,q2,…, qm необходимо решить задачу линейного программирования:
найти переменные v,pi, которые максимизируют выигрышvигрокаI
max v
при ограничениях
для всех j= 1, 2,…,m
p1+p2 +…+pn = 1
pi≥ 0,v- не имеет ограничения на знак.
Заметим, что задачи определения значения игры и оптимальных стратегий образуют пару двойственных задач линейного программирования.