Задача №30

Для производства различных изделий А и В используются три вида сырья. На изготовление единицы изделия А требуется затратить сырья первого вида 10кг., сырья второго вида 5кг., сырья третьего вида 4кг. На изготовление единицы изделия В требуется затратить сырья первого вида 9кг., сырья второго вида 11кг., сырья третьего вида 15кг.

Производство обеспечено сырьём первого вида в количестве 1870кг., сырьём второго вида в количестве 1455кг., сырьём третьего вида в количестве 1815кг. Прибыль от реализации единицы готового изделия А составит 7руб., а изделия В 9руб.

Составить план производства изделий А и В, обеспечивающий максимальную прибыль от их реализации.

Решить задачу симплексным методом путём преобразования симплекс-таблиц.

Дать графическое решение задачи.

Решение:

Формализуем условия задачи: обозначим количество единиц произведённого товара А за х, товара В – за у. Тогда требуется максимизировать функцию w=7х+9у при следующих ограничениях:

10х+9у1870 (ограничения по количеству сырья 1-ого вида)

5х+11у1455 (ограничения по количеству сырья 2-ого вида)

4х+15у1815 (ограничения по количеству сырья 3-его вида)

х0 (естественные ограничения на единицы товара)

у0

Перепишем полученную задачу линейного программирования в канонической форме:

-7х-9у -> min (ЗЛП в канонической форме – задача на минимум, найдя минимум данной функции, мы найдём максимум требуемой величины - прибыли)

Ограничения – равенства => вводим дополнительные переменные a, b, c 0, такие что

10х+9у+а=1870

5х+11у+b=1455

4х+15у+c=1815

Выбираем в качестве базисных переменных a,b,c, т.к. соответствующие им столбцы в матрице ограничений линейно независимы. Записываем симплекс-таблицу:


x

y

a

b

c

w

0

-7

-9

0

0

0

a

1870

10

9

1

0

0

b

1455

5

11

0

1

0

c

1815

4

15

0

0

1


Эта таблица прямо, но не двойственно допустима => для нахождения оптимального решения надо сделать преобразование базиса: выбираем первый столбец таблицы, отношение 1870/10 минимально среди 1455/5 и 1815/4 => в качестве ведущего выбираем элемент (1,1). Делаем замену базиса, получим:


x

y

a

b

c

w

1309

0

-2.7

0.7

0

0

x

187

1

0.9

0.1

0

0

b

520

0

6.5

-0.5

1

0

c

1067

0

11.4

-0.4

0

1


В нулевой строке по-прежнему есть отрицательный элемент, значит, решение не оптимально. Снова делаем преобразование базиса: ведущий элемент (2,2) (аналогично выбираем минимальное среди отношений 187/0.9 520/6.5 и 1067/11.4, минимальное - 520/6.5)


x

y

a

b

c

w

1525

0

0

32/65

27/65

0

x

115

1

0

11/65

-9/65

0

y

80

0

1

-1/13

2/13

0

c

155

0

0

31/65

-114/65

1


Итак, получили прямо и двойственно допустимую таблицу, а значит, значения х=115 и у=80 оптимальны.

Ответ: план производства, обеспечивающий максимальную прибыль, таков: требуется произвести 115 единиц товара А и 80 единиц товара В.

Графическое решение:


Серым заполнена область, в которой лежат все наши допустимые решения, т.е. те, которые удовлетворяют ограничениям задачи. Красным цветом выделена линия уровня целевой функции, стрелкой указано направление роста целевой функции (вектор градиента). Смещая линию уровня в указанном направлении, мы увеличиваем значение целевой функции. При этом, дойдя до крайней точки закрашенного множества, мы получим максимальное допустимое ограничениями значение целевой функции. Соответствующие значения x=115, y=80, что подтверждает решение, полученное симплекс-методом.


Задача №33.

На трёх базах А, А, А имеется однородный груз в количестве 250т. на А, 200т. на А и 150т. на А. Полученный груз требуется перевезти в пять пунктов: 180т. в В, 120т в В, 90т. в В, 105т. в В и 105т. в В.

Затраты на перевозку груза между пунктами поставок и потребления заданы матрицей тарифов С:



Спланировать перевозки так, чтобы их общая стоимость была минимальной.

Решение:

Составляем транспортную таблицу (в левом нижнем углу