Курсовая работа: Решение задач линейного программирования в среде Maple

Курсовая работа: Решение задач линейного программирования в среде Maple

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Решение задач линейного программирования в среде Maple

Курсовая работа

Студента 4 курса

физико-математического

факультета отделение «математика»

Гоняна Аршака Арзумановича

Научный руководитель

Матвеев Владимир Александрович

Псков

2008

Содержание

§1. Библиотека «simplex» пакета Maple

§2. Постановка задача линейного программирования для N переменных

§3. Постановка Транспортной задачи (ТЗ) для n переменных

§4. Пример решения задача линейного программирования

§5. Пример решения Транспортной задачи

Список литературы

§1. Библиотека «simplex» пакета Maple

Библиотека «simplex» - предназначена для оптимизации линейных систем с использованием симплексного алгоритма. Особенность ее в том, что имеется возможность выполнять оценки промежуточных этапов симплексного алгоритма, например, определять базисные переменные и т.п.

После подключения библиотеки командой with(simplex) пользователю становится доступны функции и опции, указанные в следующей таблице.

§2. Постановка задача линейного программирования для N переменных

Рассмотрим задачу формирования плана производства: некоторое предприятие может выпускать определённый набор продукции. Нормы затрат известны. Требуется построить производственный план, учитывающий ограниченность ресурсов в котором необходимо определить нормы выпуска каждого вида продукции, чтобы прибыль от её реализации была максимальной.

Построение экономико-математической модели

n - число различных видов продукции.

m - число различных ресурсов.

aij - объём i-того ресурса, который расходуется на производство одной единици j-того вида продукции i=1..m, j=1..n.

Xj - объем (количество единиц) j-того вида продукции в производственном плане предприятия (j от 1 до n).

Прибыль обозначим F, тогда F=c1X1+c2X2+...+cnXn->=max

Составим ограничения для первого ресурса:

а11 - объем первого ресурса, который расходуется на производство одной единицы первого вида продукции;

а11Х1 - объём первого ресурса, который требуется на изготовление Х1 единиц первого вида продукции;

а12Х2 - объём первого ресурса, который требуется на изготовление Х2 единиц второго вида продукции;

а1nХn - объём первого ресурса, который требуется на изготовление Хn единиц n-ого вида продукции;

а11Х1+a12X2+...+a1nXn - объём первого ресурса, который требуется на изготовление продукции, следовательно, мы имеем следующее ограничение:

а11Х1+а12+...+а1nXn<= b1

Аналогично для остальных ресурсов:

а21Х1+а22+...+а2nXn<=b2

а31Х1+а32+...+а3nXn<=b3

.........................................

аm1Х1+аm2+...+amnXn<=bm

Кроме того, количество выпущенной продукции не может быть отрицательной, следовательно, Х1>= 0, X2>=0, ...,Xn>=0.

§3. Постановка Транспортной задачи (ТЗ) для n переменных

Пусть имеется несколько поставщиков однородной продукции (каждый с определенным запасом) и несколько потребителей этой продукции (с известными потребностями у каждого). Задана также сеть коммуникаций (дорог, рек, воздушных линий и т.д.) связывающая каждого поставщика с каждым потребителем. На каждой коммуникации задана цена перевозки – стоимость перевозки единицы продукции. Если какая – либо коммуникация отсутствует, то считаем, что она есть, но цену перевозки на ней устанавливаем равной бесконечности (+∞). Это соглашение сделает невыгодным перевозку по ней и автоматически исключит данную коммуникацию из плана перевозок.

Таким образом, требуется составить план перевозок продукции от поставщиков к потребителям так, чтобы потребности потребителей были бы удовлетворены за счет вывоза запаса от поставщиков. Цель – минимизация суммарной стоимости всех перевозок.

Транспортные задачи бывают:

1) открытые m ≠ n (суммарный запас продукции, имеющейся у поставщиков, не совпадает с суммарной потребностью в продукции у потребителей.)

2) закрытые m = n (суммарный запас продукции, имеющейся у поставщиков, совпадает с суммарной потребностью в продукции у потребителей.)

Метод потенциалов «работает» только для закрытых ТЗ, причем, закрытая ТЗ всегда разрешима.

Открытую ТЗ сводят к закрытой ТЗ путем прибавления к суммарному запасу продукции или суммарной потребности продукции недостающих единиц до равенства суммарного запаса продукции и суммарной потребности продукции.

Закрытая транспортная задача формулируется как Задача Линейного Программирования (ЗЛП) следующего вида:

, где

- запас i – го поставщика

- потребность j – го потребителя

- цена перевозки единицы продукции по коммуникациям (i,j)

(от i – го поставщика к j – му потребителю)

- объем перевозки продукции (неизвестный) по коммуникациям (i,j).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6