1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

Slide bài giảng quy hoạch tuyến tính Full Đại học Tôn Đức Thắng

43 46 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 43
Dung lượng 6,29 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Slide 1 06012014 1 QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH Hoặc TỐI ƯU HÓA PHÂN PHỐI CHƯƠNG TRÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CH1 BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU CH2 BÀI TOÁN VẬN TẢI CH3 THỜI LƯỢNG 30 tiết QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 2 Chương 1 BÀI TOÁN QHTT TÀI LIỆU THAM KHẢO QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TS VÕ VĂN TUẤN DŨNG, NXB THỐNG KÊ, NĂM 2007 QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH ĐH KINH TẾ TpHCM TS BÙI PHÚC TRUNG, TS NGUYỄN THỊ NGỌC THANH ThS LÊ KHÁNH LUẬN, ThS PHẠM TRÍ CAO QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 3 Chương 1 BÀI TOÁN QHTT CHƯƠNG 1 BÀI TOÁN QUY HOẠCH T.

Trang 1

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Hoặc TỐI ƯU HÓA

PHÂN PHỐI CHƯƠNG TRÌNH

BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TS VÕ VĂN TUẤN DŨNG, NXB THỐNG KÊ, NĂM 2007

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

ĐH KINH TẾ TpHCM

- TS BÙI PHÚC TRUNG, TS NGUYỄN THỊ NGỌC THANH

- ThS LÊ KHÁNH LUẬN, ThS PHẠM TRÍ CAO

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 3

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

CHƯƠNG 1 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 4

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

§5

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Quy hoạch tuyến tính là gì :

Quy hoạch tuyến tính (linear programming problem) là lĩnh vực toán

học nghiên cứu các bài toán tối ưu trên hữu hạn biến mà hàm mục

tiêu và các ràng buộc đều là hàm số Các phương trình hay bất

phương trình đều là tuyến tính

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 5

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

 Năm 1947 Dantzig công bố phương pháp đơn hình

để giải các bài toán lập kế hoạch cho không quân Mỹ

 Năm 1975, Kantorovic và Koopmans được nhận giải thưởng Nobel về khoa học kinh tế nhờ những thành công trong những công trình nghiên cứu và ứng dụng quy hoạch tuyến tính vào lĩnh vực kinh tế

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 6

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Trang 2

I- Bài toán lập kế hoạch kinh doanh:

Ví dụ 1.1: Một doanh nghiệp sản xuất 3 loại sản phẩm từ

hai loại nguyên liệu với số lượng hiện có tương ứng là

40;60(kg) Định mức tiêu hao các loại nguyên liệu (kg/đv)

và lợi nhuận (ngànđ/đv) khi sản xuất ra một đơn vị sản phẩm

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 7

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Lượng sản phẩm S1 tối đa có thể tiêu thụ là 200 đơn vị

Các sản phẩm S2, S3 có số lượng tiêu thụ không hạn chế

Hãy lập mô hình bài toán xác định kế hoạch sản xuất sao cho tổng lợi nhuận thu được là nhiều nhất

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 8

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Ví dụ 1.2:

Một xí nghiệp có ba loại nguyên liệu A(đường),

B(sữa), C (hương trái cây) Xí nghiệp dùng các loại

nguyên liệu này sản xuất 4 loại sản phẩm kẹo mút :

K1(mum mum dâu), K2(mum mum bạc hà),

K3(mum mum mật ong), K4(mum mum dứa) Trữ

lượng tối đa các nguyên liệu, tiền lời khi bán các sản

phẩm kẹo và định mức tiêu hao nguyên liệu để sản

xuất ra các loại sản phẩm được cho trong bảng sau :

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 9

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

LOẠI NGUYÊN LiỆU

ĐỊNH MỨC TIÊU HAO

DỰ TRỮ

Hãy lập kế hoạch sản xuất các loại sản phẩm sao cho : thỏa yêu cần về hạn chế nguyên liệu, đồng thời lợi nhuận thu được là lớn nhất

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 10

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Ví dụ 1.3 :

Để nuôi một loại gia súc, một đội nhân công dùng 3

loại thức ăn T1, T2, T3 Trong 3 loại thức ăn này có

chứa 3 loại chất dinh dưỡng A(DHA), B( A+),

B(canxi @) Số đơn vị chất dinh dưỡng (g) có trong

1 đơn vị thức ăn (kg) như sau :

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 11

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Chất DD Số đơn vị chất dd có trong 1kg thức ăn

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 12

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Để gia súc phát triển tốt và thông minh thì nhu cầu tối thiểu về các chất dinh dưỡng A, B, C trong khẩu phần thức ăn hằng ngày của gia súc lần lượt là : 17, 14, 14(g) Giá thức ăn T1, T2, T3 lần lượt là 50, 40, 70(ngàn đ/kg)

Trang 3

Ví dụ 1.4:

Một xí nghiệp xử lý giấy, có ba phân xưởng I, II, III

cùng xử lý ba loại giấy A, B, C Do ba phân xưởng có

nhiều sự khác nhau, nên nếu cùng đầu tư 10 triệu

đồng vào mỗi phân xưởng thì năng suất cuối kỳ của

các phân xưởng được cho trong bảng sau :

Loại giấy Năng suất của các phân xưởng(tạ)

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 13

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Theo yêu cầu lao động thì cuối kỳ Xí nghiệp phải

xử lý ít nhất 2 tấn giấy loại A, 2.5 tấn giấy loại B, 3 tấn giấy loại C Hỏi cần đầu tư vào mỗi phân xưởng bao nhiêu tiền để xí nghiệp thỏa: hoàn thành công việc và giá tiền đầu tư là nhỏ nhất

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 14

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Ví dụ 1.5:

Một xí nghiệp may mặc cần sản xuất 2000 chiếc

quần và ít nhất là 1000 cái áo Mỗi tấm vải có 6 cách

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 15

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

I.2- Bài toán vận tải

Ví dụ 1.6:

Một công ty cần chuyên chở giao hàng từ 4 kho I, II, III, IV đến khách hàng A, B, C theo hợp đồng Chi phí vận chuyển (triệu đồng) và khối lượng (tấn) phải giao nhận được cho chi tiết trong bảng Tìm cách vận chuyển sao cho chi phí tiết kiệm nhất

Nơi đến – khối lượng

Nơi đi – khối lượng

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 16

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

17

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

Gọi x ij (i = A, B, C; j = 1, 2, 3, 4) là khối lượng vận

chuyển từ các kho đến nơi nhận khách hàng

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

BTT Phần bài tập sinh viên tự làm 1/ Một gia đình cần ít nhất 1800 đơn vị prôtêin và 1500 đơn vị lipit trong thức ăn mỗi ngày Một kilôgam thịt bò chứa 600 đơn vị prôtêin và 600 đơn vị lipit, một kilôgam thịt heo chứa 600 đơn vị prôtêin và 300 đơn vị lipit, một kilôgam thịt gà chứa 600 đơn vị prôtêin và 600 đơn vị lipit Giá một kilôgam thịt bò là 81 ngàn đồng, giá một kilôgam thịt heo là 74 ngàn đồng, giá một kilôgam thịt gà

là 90 ngàn đồng

Hỏi một gia đình nên mua bao nhiêu kilôgam thịt mỗi loại để: bảo đảm tốt khẩu phần ăn trong một ngày và tổng

số tiền phải mua là nhỏ nhất?

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 18

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Trang 4

2/ Một xí nghiệp dự định sản xuất ba loại sản phẩm A, B và

C Các sản phẩm này được chế tạo từ ba loại nguyên liệu I, II

và III Số lượng các nguyên liệu I, II và III mà xí nghiệp có lần lượt là 30, 50, 40 Số lượng các nguyên liệu cần để sản xuất một đơn vị sản phẩm A, B, C được cho ở bảng sau đây

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 19

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

Xí nghiệp muốn lên một kế hoạch sản xuất để thu được tổng số lãi nhiều nhất (với giả thiết các sản phẩm lm ra đều bán hết), nếu biết rằng lãi 5 triệu đồng cho một đơn vị sản phẩm loại A, lãi 3.5 triệu đồng cho một đơn vị sản phẩm loại B, lãi 2 triệu đồng cho một đơn vị sản phẩm loại C Lập mô hình bài toán Quy hoạch tuyến tính

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 20

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$1 LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH

1

n

j j j

2 1

3 1

j n

Bài toán quy hoạch tuyến tính tổng quát có dạng:

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH Chương 1 BÀI TOÁN QHTT 21

1 2 3

(6)

j j j

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 22

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

Đây là bài toán Quy hoạch tuyến tính dạng tổng quát

$2 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TỔNG QU ÁT

    được gọi là hàm mục tiêu

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 23

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

(1), (2), (3) được gọi là các ràng buộc đại số

(4), (5), (6) được gọi là các ràng buộc điều kiện

$2 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TỔNG QU ÁT

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 24

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

Phương án x làm cho hàm mục tiêu đạt giá trị lớn nhất (nếu là bài toán max) hoặc giá trị nhỏ nhất (nếu

là bài toán min) được gọi là phương án tối ưu

$2 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TỔNG QU ÁT

Trang 5

x x  x    x

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 25

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$2 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TỔNG QU ÁT

Ví dụ 1 :

 Một tổ hợp lồi của hai điểm được gọi là đoạn

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 26

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$2 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TỔNG QU ÁT

III.2/ Định nghĩa 2 (Định nghĩa tập lồi):

Nói cách khác, tập L là tập lồi, nếu đoạn thẳng

nối hai điểm trong L nằm gọn trong L

TẬP LỒI QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 27

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$2 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TỔNG QU ÁT

, đoạn thẳng, đường thẳng, tia, toàn bộ 2, nửa mặt phẳng, đa giác lồi, tam giác, hình tròn, hình elip đều là các tập lồi

phẳng, đa diện lồi là các tập lồi

KẾT LUẬN

TẬP LỒI

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 28

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$2 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TỔNG QU ÁT

III.3/ Định nghĩa 3 (Định nghĩa điểm cực biên)

của G nếu trong G không một đoạn thẳng nào

nhận x0 là điểm trong

Nhận xét

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 29

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$2 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TỔNG QU ÁT

D,E C

B A

ĐiỂM CỰC BIÊN

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 30

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$2 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TỔNG QU ÁT

Trang 6

IV Tập phương án và phương án tối ưu:

Tập hợp các phương án của bài toán Quy

hoạch tuyến tính là một tập lồi

Tập hợp các phương án tối ưu của bài toán

Quy hoạch tuyến tính là một tập lồi

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 31

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$2 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TỔNG QU ÁT

Tập phương án cực biên là tập hữu hạn

IV Tập phương án và phương án tối ưu:

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 32

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$2 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH TỔNG QU ÁT

Các trường hợp phương án tối ưu (nghiệm):

- Không có (vô nghiệm)

- Có duy nhất

- Có vô số, là tổ hợp lồi của 2 PA tối ưu tìm được

Nếu bài toán QHTT có phương án tối ưu thì sẽ có ít nhất một phương án cực biên là phương án tối ưu

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 33

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

Trang 7

Miền xác định OABC

Trang 8

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 43

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

• Khác biệt so với dạng tổng quát:

 Hệ ràng buộc đại số chỉ chứa ràng buộc phương trình

 Ràng buộc về dấu đòi hỏi các biến không âm

Mọi bài toán Quy hoạch tuyến tính đều có thể đưa về

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 45

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 46

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 47

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 48

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

Trang 9

MA TRẬN

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 49

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 50

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

Hay có thể viết lại

0

f x c x

Ax b x

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

III- Hệ vectơ liên kết:

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 52

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

Ta có 0 7 1

, , 0

3 3

   là một phương án của bài

toán (vì thỏa hệ phương trình), và

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 53

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

x là phương án cực biên của tập phương án thì hệ véctơ liên kết với nó độc lập tuyến tính

Ngược lại, nếu 0

x là một phương án có hệ véctơ liên kết với nó độc lập tuyến tính thì 0

x là một phương án cực biên

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 54

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

Trang 10

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 55

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

Là một phương án cực biên của bài toán, vì hệ

véctơ liên kết với nó là 1 1

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 56

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

Nếu bài toán QHTT dạng chính tắc có phương án tối

ưu thì nó sẽ có ít nhất một phương án cực biên là

phương án tối ưu

IV.3/ Định lí 3:

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

Điều kiện cần và đủ để bài toán QHTT chính tắc có phương án tối ưu là tập phương án khác rỗng và hàm mục tiêu bị chặn dưới nếu f  min hoặc bị chặn trên nếu f  max

Ví dụ 4.6: Giải bài toán sau

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 59

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

BTT Phần bài tập sinh viên tự làm 1/ Giải bài toán

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 60

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

Trang 11

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH Chương 1 BÀI TOÁN QHTT 61

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

V Dấu hiệu tối ưu và không tối ưu:

 Hệ cơ sở vectơ liên kết là {A 1 , A 2 , … , A m }

Cho bài toán chính tắc n ẩn:

phương án cực biên bài toán

 Mỗi vectơ cột A j được biểu diễn qua hệ cơ sở vectơ liên kết {A 1 , A 2 , … , A m }

 Kí hiệu vectơ Z j = (zij), i = 1, …, m; là tọa độ vectơ cột A j trong hệ cơ sở trên

 Gọi B là ma trận tạo bởi hệ cơ sở vectơ liên kết {A 1 , A 2 , … , A m }

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH Chương 1 BÀI TOÁN QHTT 62

 A j = B.Z j  Z j = B -1 A j

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH Chương 1 BÀI TOÁN QHTT 63

Gọi Cc c1 ; ; ; 2 c m là vectơ hệ số hàm mục tiêu

tương ứng hệ cơ sở vectơ liên kết Đặt:

1

m j

gọi là ước lượng của ẩn x j , j 1;n

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

Định lí:

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 64

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

phương án tối ưu của bài toán

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 65

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 66

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

phương án tối ưu của bài toán

 Có ước lượng của x*  j 0,j {1; ; }n thì

Trang 12

Chứng minh x0,1, 2,3, 0 là phương án cực biên

và là phương án tối ưu của bài toán

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 67

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 68

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 69

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

Với phương án cực biên x=(2,4,0,0) Xét xem x có phải

là phương án tối ưu hay không ?

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

BTT Phần bài tập sinh viên tự làm

1/ Hỏi 0;235 39 199; ;

92 92 92

   có phải là phương án tối

ưu của bài toán Quy hoạch tuyến tính

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 70

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

2/ Cho bài toán Quy hoạch tuyến tính mà ta gọi là bài

a/Chứng minh x0; 4; 2 là phương án cực biên,

nhưng không phải là phương án tối ưu của bài toán (P)

b/Hãy xây dựng một phương án cực biên mới tốt hơn

phương án x ở câu a).

  4 1 5 2 7 3 min

f xxxx

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 71

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$4 BÀI TOÁN QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH CHÍNH TẮC

I Dạng chuẩn:

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 72

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Bài toán QHTT chuẩn có dạng:

Trang 13

• Khác biệt so với dạng chính tắc:

 Mỗi ràng buộc phương trình đại số phải chứa 1

ẩn cơ bản (là ẩn có hệ số 1 và xuất hiện đúng 1

lần trong hệ ràng buộc)  hệ ràng buộc m

phương trình phải chứa m ẩn cơ bản khác nhau

 Tất cả hệ số tự do của hệ ràng buộc không

 Mỗi phương trình ràng được cộng thêm vào một ẩn

cơ bản giả  thêm (m – k) ẩn cơ bản giả khác

nhau vào (m – k) phương trình ràng buộc chưa có

ẩn cơ bản

 Hệ số các ẩn cơ bản giả trong hàm mục tiêu là +M

khi f  min và –M khi f  max, với M >0

$5 BÀI TOÁN CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

II Thuật toán đơn hình bài toán chuẩn:

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 76

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Cho bài toán QHTT chuẩn:

Phương án xuất phát (ban đầu) có ẩn cơ bản nhận giá trị hệ

số tự do của phương trình ràng buộc chứa nó

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 77

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Ví dụ 5.4: Cho bài toán QHTT sau

Hãy lập bảng đơn hình xuất phát cho bài toán trên

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 78

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Trang 14

Ví dụ 5.5: Cho bài toán QHTT sau

Hãy lập bảng đơn hình xuất phát cho bài toán trên

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 79

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Xét dấu hiệu có tối ưu hay không B2

Nếu không

B3

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 80

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Áp dụng định lý xét dấu hiệu tối ưu đã học ở bài

toán chính tắc

Ví dụ 5.6: Xét lại bài toán bảng đơn hình ở ví dụ 5.4

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 81

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Ví dụ 5.7: Xét lại bài toán bảng đơn hình ở ví dụ 5.5

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 82

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Ẩn

cơ sở

3

Tìm một PACB mới tốt hơn

1

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 83

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Đổi ẩn cơ bản: đưa ẩn cơ bản mới x vvào thay ẩn

 Xác định ẩn cơ bản mới x v đưa vào:

Tìm một PACB mới tốt hơn

1

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 84

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Đổi ẩn cơ bản: đưa ẩn cơ bản mới x vvào thay ẩn

Trang 15

B3 Tìm một PACB mới tốt hơn Cải tiến phương án

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 85

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

2 Lập bảng đơn hình cho phương án cực biên mới

theo các nguyên tắc sau:

 Cột ẩn cơ bản: ẩn cơ bản x r được thay ra bằng ẩn

cơ bản mới x v đưa vào: x v  x r

phép đổi sơ cấp trên dòng ma trận bảng đơn hình cũ

thành vectơ đơn vị với số hạng phần tử tâm xoay

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 86

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

A v) biến đổi theo quy tắc hình chữ nhật:

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

BƯỚC 1

SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN

Xét dấu hiệu tối

ưu Text

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 87

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 88

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Thuật toán giống như thuật toán dạng chính tắc f→min

Chỉ thay đổi

Xét dấu hiệu tối ưu

B2

   j j n thì x là phương án tối ưu.

Nếu  j 0 mà ứng với j này, x ij   0, i 1,m thì bài

toán không có phương án tối ưu

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 89

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Ví dụ 5.11: Giải bài toán

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 90

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Trang 16

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 91

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 92

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

Thuật toán kết thúc Phương án tối ưu là (1,1, 0, 2, 0, 0)

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 93

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

BTT Phần bài tập sinh viên tự làm 1/Giải bài toán Quy hoạch tuyến tính

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 94

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

BTT Phần bài tập sinh viên tự làm

1/Giải bài toán Quy hoạch tuyến tính

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 95

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$5 BÀI TOÁN DẠNG CHUẨN & PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH

V Thuật toán đơn hình cho bài toán chính tắc (tham khảo)

A - Ý tưởng của thuật toán

Giả sử bài toán chính tắc

(*) trong đó A không có ma trận đơn vị

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH Chương 1 BÀI TOÁN QHTT 96

$6 PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH MỞ RỘNG

Trang 17

Ta thêm các ẩn x n1 ,x n2 , ,x n m mà ta sẽ gọi là

ẩn giả (giả sử bài toán còn thiếu m véctơ đơn

vị) Khi đó bài toán có dạng như sau:

Khi giải bài toán (M) bằng phương pháp đơn

M Ở dòng cuối của bảng đơn hình ta chia

làm hai dòng

Dòng trên ghi các hệ số đứng trước M

Dòng cuối ghi các hệ số tự do

Giải : Bài toán thuộc dạng chính tắc nhưng không có

sẳn ma trận đơn vị nên ta cộng ẩn giả x x4, 5 vào ràng

buộc thứ nhất và thứ hai ta được :

Đây là bài toán chính tắc có sẳn ma trận đơn vị nên

ta dùng thuật toán đơn hình để giải :

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH Chương 1 BÀI TOÁN QHTT 101

M -8

1 -1

0 -1 1/4

Trang 18

A2 A1

6 -8

2 5/2

0

1

1

0 -7 25/4 -1 3/4 -1

Giải : Ta đưa bài toán về dạng chính tắc như sau :

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH Chương 1 BÀI TOÁN QHTT 104

Bài toán chưa có sẳn ma trận đơn vị nên ta thêm ẩn

giả x x5, 6 vào ràng buộc hai và ba Bài toán đưa về

dạng chính tắc có sẳn ma trận đơn vị như sau :

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH Chương 1 BÀI TOÁN QHTT 105

$6 PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH MỞ RỘNG

6 3 1 0 M M

Cơ sở H.số

j c

Ph án

1

A4 A5 A1

2

0

0 1/2

24 0 -11 0 0 0 -3

0 0 9 2 0 0 3

A4 A5 A3

Giải : Dạng chính tắc của bài toán là

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH Chương 1 BÀI TOÁN QHTT 108

$6 PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH MỞ RỘNG

Trang 19

1 -7 -2 6 0 0 -M -M

-

Co So CJ Ph.An A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 -

A7 -M 10 1 3 1 1 -1 0 1 0

A8 -M 15 2 5 1 4 0 -1 0 1

-

(M) -3 -8 -2 -5 1 1 0 0

-1 7 2 -6 0 0 0 0

-

A7 -M 1 -1/5 0 2/5 -7/5 -1 3/5 1 -3/5 A2 -7 3 2/5 1 1/5 4/5 0 -1/5 0 1/5 -

(M) 1/5 0 -2/5 7/5 1 -3/5 0 8/5 -19/5 0 3/5 -58/5 0 7/5 0 -7/5 -

BẢNG ĐƠN HÌNH QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH Chương 1 BÀI TOÁN QHTT 109

$6 PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH MỞ RỘNG A6 0 5/3 -1/3 0 2/3 -7/3 -5/3 1 5/3 -1

A2 -7 10/3 1/3 1 1/3 1/3 -1/3 0 1/3 0

-

(M) 0 0 0 0 0 0 1 1

-10/3 0 -1/3 -25/3 7/3 0 -7/3 0

-

A6 0 25 2 7 3 0 -4 1 4 -1

A4 6 10 1 3 1 1 -1 0 1 0

-

(M) 0 0 0 0 0 0 1 1

5 25 8 0 -6 0 -6 0

-Vậy bài toán không có phương án tối ưu QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH Chương 1 BÀI TOÁN QHTT 110

$6 PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH MỞ RỘNG

Ci Xi Yi X1 X2 X3 X4 X5 X6

0 X4 6 1 -5 1 1 0 0

0 X5 7 2 2 -2 0 1 0

0 X6 5 -1 2 1 0 0 1

F(x) 0 -2 -3 -1 0 0 0

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 111

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$6 PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH MỞ RỘNG

Ci Xi Yi X1 X2 X3 X4 X5 X6

0 X4 37/2 -3/2 0 7/2 1 0 5/2

3 X2 5/2 -1/2 1 1/2 0 0 ½ F(x) 15/2 -7/2 0 1/2 0 0 3/2

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 112

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$6 PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH MỞ RỘNG

Ci Xi Yi X1 X2 X3 X4 X5 X6

0 X4 39/2 0 0 2 1 1/2 2

2 X1 2/3 1 0 -1 0 1/3 -1/3

3 X2 17/6 0 1 0 0 1/6 1/3

F(x) 59/6 0 0 -3 0 7/6 1/3

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 113

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$6 PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH MỞ RỘNG

Ci Xi Yi X1 X2 X3 X4 X5 X6

1 X3 39/4 0 0 1 1/2 1/4 1

2 X1 125/12 1 0 0 1/2 7/12 2/3

3 X2 17/6 0 1 0 0 1/6 1/3 F(x) 469/12 0 0 0 3/2 23/12 10/3

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 114

Chương 1 BÀI TOÁN QHTT

$6 PHƯƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH MỞ RỘNG

Trang 20

CHƯƠNG 2 : BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

Nhu cầu & ý nghĩa

CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

Nhu cầu & ý nghĩa

§ 1

I/ Bài toán 1:

Xét bài toán lập kế hoạch sản suất Một xí nghiệp hiện có số lượng gỗ (B1) và axít (B2) tương ứng là 5000m2, 90 tấn (các yếu tố sản xuất khác có số lượng lớn không hạn chế)

Xí nghiệp có thể sản xuất ra 3 loại giấy A1, A2, A3 Mức tiêu hao nguyên liệu để sản xuất ra 1 tấn giấy thành phẩm và giá bán như sau :

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 2 Chương 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

II/ Bài toán 2:

Nếu có công ty muốn mua lại toàn bộ nguyên liệu trên Bên mua có thể lên kế hoạch mua giá từng nguyên liệu trên với giá như thế nào để mua được rẻ nhất nhưng bên bán vẫn đạt lãi cao nhất như sản xuất bán thành phẩm Lập mô hình bài toán thỏa yêu cầu trên

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 4 Chương 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

Bài toán gốc G Bài toán đối ngẫu Đ

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 5 Chương 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 6 Chương 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

Trang 21

CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

I/Hệ số - Ma trận

 Số lượng ẩn bài này là số lượng ràng buộc

đại số bài kia và ngược lại

 Hàm mục tiêu của bài toán gốc →min

ngẫu →max (min)

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 7 Chương 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

 Vectơ hệ số hàm mục tiêu của bài toán gốc

Vectơ hệ số tự do của ràng buộc đại số trong bài toán đối ngẫu

 Ma trận hệ số của bài toán gốc lấy chuyển

vị thành ma trận hệ số của bài toán đối ngẫu

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 8 Chương 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

II/ Quy tắc về dấu của các ràng buộc

Dấu của ràng buộc đại số trong bài toán gốc

quy định dấu của ràng buộc biến tương ứng

của bài toán đối ngẫu

quy định dấu của ràng buộc đại số tương

ứng của bài toán đối ngẫu

Quy tắc về dấu được cho trong bảng sau

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 9 Chương 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

 Bài toán max  min

 Bài toán min  max

QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH 11 Chương 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN ĐỐI NGẪU

Ngày đăng: 21/05/2022, 11:46

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w