Стандартная форма задачи линейного программирования
Задача линейного программирования, представленная в форме:
а линейная функция:
F = c1 x1 +с2 x2+c3 x3+... + cт xт->max(min),
называется стандартной формой задачи линейного программирования.
Особенность данной формы состоит в том, что в ней система как функциональных, так и прямых ограничений состоит из одних неравенств, переменные xj ≥0, где (j=l...n) являются неотрицательными, а целевая функция может стремиться как к минимуму, так и к максимуму.
Каноническая форма задачи линейного программирования (ЗЛП)
Форма, в которой:
F= c1 x1 +c2 x2+c3 x3+... + cn xn->max
все переменные Xj — неотрицательны, система ограничений представляет собой систему уравнений, а целевая функция стремится к максимуму, называется канонической формой задачи линейного программирования.
Переход от стандартной формы задачам линейного программирования (ЗЛП) к канонической
Разнообразие форм задач линейного программирования затрудняет исследование их общих особенностей и создание общих методов и вычислительных алгоритмов для их решения. Поэтому естественно рассмотреть способ сведения любой задачи линейного программирования к наиболее простой и удобной для исследования форме — канонической.
Рассмотрим, каким образом можно перейти от стандартной форме записи к канонической. Для осуществления данного перехода нужно в каждое из m неравенств системы ограничений ввести m дополнительных неотрицательных переменных: хп+ь хп+2, хп+га, тогда система ограничений примет вид:
(4)
здесь xn+1, xn+2,...xn+m — выравнивающие балансовые переменные, где xj 0, где (j = I ...n+m). Добавив эти балансовые переменные в неравенства, превращаем их в уравнения.
Если же в стандартной форме требовалось минимизировать целевую функцию, то, заменив ее знак на «-», получим:
(5)
Таким образом, с помощью представленных преобразований мы перешли от стандартной формы ЗЛП к ее канонической форме.
Для решения этой задачи необходимо найти такой вектор Х=(х1, х2,x3,…,хn+m), который удовлетворял бы системе ограничений (4) и при котором целевая функция (5) принимала бы максимальное значение.
Пример
Пусть задача линейного программирования задана в стандартной форме: F = 2х, + Зх2 —> max при ограничениях:
Приведем эту задачу к каноническому виду.
Обратим имеющуюся систему неравенств в равенства, водя для этого в каждое из них соответствующую неотрицательную переменную:
В данном примере все дополнительные переменные введены со знаком «+», так как рассматриваемые неравенства имеют знак .
(Необходимо заметить, что в том случае, если неравенства имели бы знак , переменные нужно было бы вводить со знаком «-».)
Вопросы для самоконтроля:
1.Примеры задач линейного программирования (ЛП).
2.Формулировка общей задачи математического программирования.
Рекомендуемая литература:
1.Акулич И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах. — М.: Высш. шк., 1986.
2.Алексеев В.М., Галеев Э.М., Тихомиров В.М. Сборник задач по оптимизации. М.: Наука, 1984.
Достарыңызбен бөлісу: |