Построить двойственную задачу к следующей задаче ЛП.
Прежде чем приступать к построению двойственной задачи, необходимо упорядочить запись исходной: согласовать знаки неравенств в ограничениях с целевой функцией. Так как ЦФ минимизируется, то неравенства должны быть записаны с помощью знака «». Для этого второе неравенство умножим на -1:
Теперь, вводя двойственные переменные , запишем в соответствии с указанным правилом пару двойственных задач:
Задача слева – исходная прямая задача, задача справа – двойственная к исходной задаче.
Пример решения пары двойственных задач
Используя теоремы двойственности, решить двойственную задачу, если известно решение прямой задачи.
(12)
Пусть решение задачи найдено одним из стандартных методов: . Построим двойственную задачу:
(13)
По первой теореме двойственности задача разрешима, причем . Найдем оптимальный план задачи (13), используя вторую теорему двойственности. Подставим координаты вектора в ограничения задачи (12). Получим
Следовательно, в силу УДН, неравенство должно выполняться как равенство, т. е. . Далее так как , то в силу УДН,
.
Получаем систему линейных уравнений и решаем ее:
Планы и удовлетворяют УДН, следовательно, в силу второй теоремы двойственности, являются оптимальными в задачах (12) и (13) соответственно.
Пример проверки вектора на оптимальность
Исследовать вектор на оптимальность в задаче ЛП.
Вначале нужно проверить, является ли вектор допустимым. Для этого подставляем координаты вектора в ограничения:
Так как второе ограничение выполняется как строгое неравенство, то в силу УДН для оптимальности вектора необходимо выполнение равенства .
Построим двойственную задачу:
Поскольку , то из третьего и четвертого ограничений получаем . Но по УДН из условия следует, что должно выполняться равенство в первом ограничении двойственной задачи:
Подставляя значения получим Следовательно, УДН не выполняются и вектор не является оптимальным в исходной задаче.
Пример решения задачи ЦЛП
Решить задачу ЦЛП.
Решаем задачу ЛП симплекс-методом. Оптимальная таблица имеет вид
b | |||
L | -14/3 | -4/3 | -2/3 |
5/3 | 1/3 | 2/3 | |
4/3 | 2/3 | -2/3 |
Оптимальное решение не является целочисленным. Выберем среди нецелочисленных переменных переменную с максимальной дробной частью и построим соответствующее отсечение:
Приписывая это ограничение к симплексной таблице и проводя стандартное преобразование двойственным симплекс-методом, получим:
b | |||
L | -14/3 | -4/3 | -2/3 |
5/3 | 1/3 | 2/3 | |
4/3 | 2/3 | -2/3 | |
-2/3 | -1/3 | -2/3 |
b | |||
L | -4 | -1 | -1 |
1 | 0 | 1 | |
2 | 1 | -1 | |
1 | 1/2 | -3/2 |
Полученная таблица является оптимальной. Соответствующее оптимальное решение является целочисленным. Значение функции на этом решении .
Пример построения опорного плана методом
северо-западного угла
| 1 | 2 | 3 | |||||||||
1 | 15 | 20 | 35 | 20 | 0 | 0 | ||||||
2 |
| 0 | 30 | 30 | 30 | 30 | ||||||
15 | 20 | 30 | = | |||||||||
0 | 20 | 30 | ||||||||||
0 | 0 | 30 | ||||||||||
0 | 0 | 0 | ||||||||||
В таблице, обведенной снизу и справа двойной чертой, указаны объемы перевозок, полученные методом северо-западного угла. При этом небазисные нулевые перевозки не проставлены. Справа и внизу таблицы содержатся объемы возможных запасов и спросов. В число базисных перевозок вошла перевозка , так как на предыдущем шаге и по п.3 метода считается выбывшим только поставщик, а неудовлетворенный спрос второго потребителя равен .
Пример построения опорного плана методом
минимальной стоимости
| 1 | 2 | 3 | ||||||||||
1 | 9 | 57 | 301 | 35 | 5 | 5 | 5 | ||||||
2 | 152 | 153 | 8 | 30 | 30 | 15 | 0 | ||||||
15 | 20 | 30 | = | ||||||||||
15 | 20 | 0 | |||||||||||
0 | 20 | 0 | |||||||||||
0 | 5 | 0 | |||||||||||