- •«Методы оптимизации» для студентов заочной формы обучения
- •Содержание
- •1. Лекционные занятия Модуль 1
- •Тема 1. Введение в методы оптимальных решений
- •Тема 2. Постановка задачи линейного программирования
- •Тема 3. Графический метод решения задачи линейного программирования
- •Тема 4. Симплекс-метод решения задачи линейного программирования
- •Тема 5. Решение задачи линейного программирования на основе теории двойственности
- •Модуль 2
- •Тема 6. Специальные задачи линейного программирования
- •Тема 7. Транспортные задачи
- •Тема 8. Принятие оптимальных решений на основе метода динамического программирования
- •Тема 9. Принятие оптимальных решений на основе методов безусловной оптимизации
- •Тема 10. Принятие оптимальных решений на основе методов условной оптимизации
- •Текст лекций
- •Основные понятия
- •Постановка задачи линейного программирования и свойства ее решений
- •Графический способ решения злп
- •Симплексный метод решение злп
- •Теория двойственности
- •Основные теоремы двойственности и их экономическое содержание
- •Основные виды экономических задач, сводящихся к злп
- •2. Практические занятия Модуль 1
- •Задание 3. Решение задач линейного программирования симплекс-методом
- •Задание 4. Решение задач линейного программирования на основе теории двойственности
- •Задание 5. Решение целочисленных задач линейного программирования на основе метода ветвей и границ
- •Задание 6. Решение транспортных задач на основе метода потенциалов
- •3. Контроль овладения компетенциями
- •4. Самостоятельная работа студентов
- •5.Аттестация Структура аттестации
- •5.1 Примерные вопросы к промежуточному тестированию Модуль 1
- •Модуль 2
- •5.2 Практические задания Модуль 1
- •Модуль 2
- •5.3 Вопросы и задания к итоговой аттестации
- •Модуль 2
- •6.Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •Основная литература
- •6.2 Дополнительная литература
- •7. Информационно-методическое обеспечение дисциплины
- •Контактная информация преподавателя
Теория двойственности
Понятие двойственности рассмотрим на примере задачи оптимального использования сырья. Пусть на предприятии решили рационально использовать отходы основного производства. В плановом периоде появились отходы сырья m видов в объемах единиц . Из этих отходов, учитывая специализацию предприятия, можно наладить выпуск n видов неосновной продукции. Обозначим через норму расхода сырья i-го вида на единицу j-й продукции, - цена реализации единицы j-й продукции (реализация обеспечена). Неизвестные величины задачи: —объемы выпускаj-й продукции, обеспечивающие предприятию максимум выручки. Математическая модель задачи: ( 23) ( 24) ( 25) Предположим далее, что с самого начала при изучении вопроса об использовании отходов основного производства на предприятии появилась возможность реализации их некоторой организации. Необходимо установить прикидочные оценки (цены) на эти отходы. Обозначим их . Оценки должны быть установлены исходя из следующих требований, отражающих несовпадающие интересы предприятия и организации: 1) общую стоимость отходов сырья покупающая организация стремится минимизировать; 2) предприятие согласно уступить отходы только по таким ценам, при которых оно получит за них выручку, не меньшую той, что могло бы получить, организовав собственное производство. Эти требования формализуются в виде следующей ЗЛП. Требование 1 покупающей организации – минимизация покупки: ( 26) Требование 2 предприятия, реализующего отходы сырья, можно сформулировать в виде системы ограничений. Предприятие откажется от выпуска каждой единицы продукции первого вида, если , где левая часть означает выручку за сырьё идущее на единицу продукции первого вида; правая – её цену. Аналогичные рассуждения логично провести в отношении выпуска продукции каждого вида. Поэтому требование предприятия, реализующего отходы сырья, можно формализовать в виде сл. системы ограничений: ( 27) По смыслу задачи оценки не должны быть отрицательными: . ( 28) Переменные называют двойственными оценками или объективно обусловленными оценками. Задачи ( 23) - ( 25) и ( 26) - ( 28) называют парой взаимно двойственных ЗЛП. Между прямой и двойственной задачами можно установить следующую взаимосвязь: 1. Если прямая задача на максимум, то двойственная к ней — на минимум, и наоборот. Коэффициенты целевой функции прямой задачи являются свободными членами ограничений двойственной задачи. 3. Свободные члены ограничений прямой задачи являются коэффициентами целевой функции двойственной. 4. Матрицы ограничений прямой и двойственной задач являются транспонированными друг к другу. 5. Если прямая задача на максимум, то ее система ограничений представляется в виде неравенств типа . Двойственная задача решается на минимум, и ее система ограничений имеет вид неравенств типа . 6. Число ограничений прямой задачи равно числу переменных двойственной, а число ограничений двойственной — числу переменных прямой. 7. Все переменные в обеих задачах неотрицательны.