Ознака наявності незліченної множини оптимальних планів

Коментарі до теореми про збіжність симплексного процесу

1. Ознака необмеженості цільової функції.

Нехай при розгляді функції F на экстремум типу максимум на деякому кроці симплексна таблиця придбала вид:

 

  4 5
х1 –1 2
х2 –1
х3 –3
F –1

 

З аналізу таблиці видно, що є можливість виконати крок симплекс-процесу (збільшити значення цільової функції за рахунок збільшення значення вільної змінної х4) . Однак у відповідному стовпці немає невід’ємних елементів, тобто ріст змінної х4 не стримується базисними змінними. Тому х4 можна збільшувати необмежено, т.ч. .

Нехай при дослідженні функції F на экстремум типу максимум на деякому кроці симплексна таблиця придбала вид:

  4 5
х1
х2 –1
х3
F

З аналізу таблиці виходить

Приклад. Наступну задачу лінійного програмування розв’язати прямим симплексним методом. Розв’язок проілюструвати графічно.

Система обмежень даної задачі сумісна, Ω - область припустимих планів представлена на мал. 11.

 

 
 

 


Мал. 11

Перетворимо обмеження-нерівності вихідної ЗЛП в обмеження-рівності шляхом введення балансових змінних х3, х4 ≥ 0:

Виділимо базис невідомих (х3, х4 – базисні, х1, х2 – вільні) і виразимо базисні невідомі через вільні:

Складемо первісну симплексну таблицю:

1 2
х3
х4
F –2 –3

У даній таблиці записаний первісний опорний план:

Геометрично цей план відповідає вершині багатокутника Ω..

Аналіз первісного плану показує, що є можливість збільшити значення цільової функції (поліпшити план) за рахунок збільшення значень вільних невідомих (два від’ємних елементи в рядку лінійної форми).

Будемо збільшувати вільну змінну х1 (тим самим визначаємо розв'язувальний стовпець). Тому що в розв'язувальному стовпці є невід’ємні елементи, то ріст змінної х1 буде стримуватися базисними змінними, у вираз для яких х1 входить зі знаком «мінус» .

По мінімальному симплексному відношенню (відношенню вільного члена до невід’ємного елемента розв'язувального стовпця) визначимо, яка з базисних змінних першою обернеться в нуль:

Виходить, першою обернеться в нуль і перейде в розряд вільних змінних базисна змінна х3 (цим визначається розв'язувальний рядок на даному кроці жорданових виключень).

Нова симплексна таблиця має вигляд:

  3 2
х1
х4 –1
F –1

В останній таблиці записаний поліпшений план:

Геометрично цей план відповідає вершині багатокутника Ω.

Наявність у рядку лінійної форми невід’ємного елемента свідчить про те, що значення цільової функції F1 не є оптимальним і його можна далі збільшити за рахунок збільшення вільної змінної х2. Розв'язувальний рядок визначаємо по мінімальному симплексному відношенню:

Після одного кроку жорданових виключень одержимо нову симплексну таблицю

  3 4
х1 –1
х2 –1
F

і новий опорний план: Цей план геометрично відповідає вершині багатокутника Ω.

Останній опорний план є оптимальним, тому що в рядку лінійної форми немає від’ємних елементів і подальше збільшення значення цільової функції неможливо: