Симметричные двойственные задачи
Рассмотрим задачу производственного планирования. Пусть предприятие имеет m видов ресурсов объемом 
единиц. Эти ресурсы должны быть использованы для выпуска n видов продукции. Пусть 
– норма потребления i-го вида ресурса на производство единицы j-ой продукции; 
– цена реализации j-ой продукции; 
– объем производства j-ой продукции, обеспечивающий предприятию максимальную выручку.
План производства 
следует составить из условия максимизации общей стоимости продукции 
при ограничениях на использовании ресурсов
, 
Или в краткой форме записи математическая модель задачи имеет вид:
(1)
, 
(2)
, (3)
Задачу (1) – (3) называют исходной.
По исходным данным задачи (1) – (3) сформируем другую экономическую задачу.
Предположим, что предприятию разрешено на его усмотрение реализовать все указанные ресурсы. Необходимо установить цены на них – 
, 
, пользуясь следующими соображениями:
– покупатель стремится минимизировать их общую стоимость;
– предприятие согласно продать по ценам, дающим прибыль не меньшую, чем выручка, которую оно может получить от реализации изготовленной продукции.
Эти требования можно записать в виде следующей ЗЛП:
, 
Или в краткой форме записи:
|
|
|
(4)
, (5)
, (6)
Полученную задачу (4) – (6) называют двойственной. Переменные называются двойственными оценками, или теневыми ценами.
Задачи (1) – (3) и (4) – (6) называют парой взаимно двойственных симметричных задач, т. к. они обладают следующими свойствами:
1. Если в одной задаче ищется максимум целевой функции, то в другой – минимум.
2. Коэффициенты при переменных в целевой функции одной задачи являются правыми частями ограничений другой задачи и, наоборот.
3. В каждой задаче система ограничений задается в виде неравенств, причем все они одного смысла: если задача на max, то все неравенства содержат знаки « 
», если на min, то все неравенства содержат знаки « 
».
4. Матрицы ограничений прямой и двойственной задач являются транспонированными друг к другу.
5. Число неравенств в системе ограничений одной задачи равно числу переменных другой задачи.
6. Условие неотрицательности переменных сохраняется в обеих задачах.
Примечание: Понятие «прямой» и «двойственной» задач условно.
Построение модели двойственной задачи
|
|
|
Используя свойства (1–6), покажем на конкретном примере построение двойственной задачи.
Пример. Пусть исходная задача имеет вид:
, 
Нужно составить к ней двойственную.
Решение. Запишем расширенную матрицу системы ограничений и транспонируем ее.
| 1 | –1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 5 | 11 | 2 | |||
| 2 | 1 | –3 | 4 | АТ= | –1 | 1 | –1 | 1 | 3 | ||
| А = | 5 | –1 | 1 | 3 | 2 | –3 | 1 | 2 | 1 | ||
| 11 | 1 | 2 | 1 | 2 | 4 | 3 | 1 | min | |||
| 2 | 3 | 1 | max |
Теперь запишем двойственную задачу по АТ с переменными 
, 
.
, 
.
Пример. К заданной задаче записать двойственную:
Решение. Так как задача на min, то все неравенства должны иметь знаки « 
». С этой целью второе ограничение умножим на (–1); при этом знак неравенства изменится на противоположный. Теперь задача будет иметь вид:
, 
Запишем матрицы А и АТ.
| 1 | 1 | 1 | 1 | –2 | 5 | |||
| А = | –2 | –3 | –5 | АТ= | 1 | –3 | 2 | |
| 5 | 2 | min | 1 | –5 | max |
Двойственная задача:
, 
.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 197; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!