Теорема (признак оптимальности опорного плана):
Если для некоторого опорного плана все оценки при решении задачи на максимум не отрицательны, а при решении задачи на минимум – не положительны, то такой план оптимален.
Пример:
Некоторое предприятие выпускает столы и стулья. На изготовление одного стула стоимостью 1 у.д.е. требуется 1 куб.м сосны и 1 куб.м дуба, а для производства стола стоимостью 4 у.д.е. требуется 2 куб.м сосны. На складе имеется 100 куб.м сосны и 40 куб.м дуба.
Решение:
Сведем к задаче в канонической форме:
Составляем симплексную таблицу (х3 и х4 - базисные):
БП |
сБ |
х1 |
х2 |
х3 |
х4 |
А0 |
1 |
4 |
0 |
0 |
|||
х3 |
0 |
1 |
2 |
1 |
0 |
100 |
х4 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
40 |
Δj |
-1 |
-4 |
0 |
0 |
0 |
X= (0; 0| 100; 40)
План не оптимальный так как есть индексные оценки отрицательные.
Переход к не худшему плану.
Если опорный план не удовлетворяет критерию оптимальности, необходимо перейти к не худшему плану при помощи разрешающего элемента.
Столбец, индексная оценка которого является отрицательной при решении задачи на максимум (положительной при решении задачи на минимум) и максимальной по модулю, является разрешающим столбцом. (определяет переменную вводимую в базис)
Для того, чтобы определить индексную строку необходимо найти для каждой строки наименьшее симплексное отношение: , где j0 – разрешающий столбец.
Строка, соответствующая наименьшему симплексному отношению называется разрешающей строкой. (определяет переменную выводимую из базиса, ее место в базисном плане займет вводимая переменная, см.пример в таблицах ниже)
Элемент, стоящий на пересечении разрешающего столбца и разрешающей строки называется разрешающим элементом.
При переходе к новой симплексной таблице будем пользоваться следующими правилами:
.
Эти же правила можно сформулировать по другому:
Элементы разрешающей строки новой симплексной таблицы равны элементам прежней симплексной таблицы, деленным на разрешающий элемент.
В разрешающем столбце все элементы, кроме =1, равны 0.
Все остальные элементы находятся по правилу прямоугольника:
Для получения элементов новой таблицы (αij), необходимо из произведения угловых элементов главной диагонали (содержащей искомый элемент и разрешающий элемент) вычесть произведение угловых элементов побочной диагонали и полученное число разделить на разрешающий элемент
Аналогичное правило можно сформулировать и для нахождения элементов индексной строки и столбца свободных членов.
Пусть, например, имеется симплексная таблица. Тогда правило прямоугольника выглядит следующим образом:
-
БП
СБ
х1
х2
х3
х4
х5
х6
А0
θ
4
3
1
0
0
0
х3
0
1
2
3
1
0
0
15
15/1
х4
0
-7
-1
2
0
1
0
20
–
х5
0
2
0
4
0
0
1
4
4/2
min
Δj
-4
max по модулю
-3
-1
0
0
0
В табличке выделены:
-
–
разрешающий элемент (главная диагональ)
–
искомый элемент (главная диагональ)
–
элементы побочной диагонали
–
выводимая из базиса переменная
–
вводимая в базис переменная (заменяет выводимую из базиса переменную)
После проведения преобразований на месте искомого элемента получим:
-
БП
СБ
х1
х2
х3
х4
х5
А0
θ
4
3
1
0
0
0
х3
0
0
х4
0
0
х1
4
1
0
2
0
0
0,5
2
Δj
0
Таким же образом производится расчет всех остальных переменных, в том числе и в индексной строке и в столбце свободных членов.
Замечания:
Шаг симплексных преобразований называют итерацией.
Если в индексной строке среди оценок свободных переменных в оптимальном плане есть равные 0, то имеет место случай альтернативного оптимума (т.е. существует по крайней мере еще хотя бы одна угловая точка ОДР являющаяся оптимальным планом => оптимальных планов бесконечно много)
После каждой итерации можно делать проверку правильности вычислений по следующим формулам: