Завдання 1
Побудувати математичну модель задачі.
Фірма, що спеціалізується на виробництві електроприладів, отримала замовлення на виготовлення 100 електроплит. Конструкторами запропоновано до випуску три моделі плит А, В і С за ціною відповідно 100, 60 та 50 грн.од. Норми витрат сировини для виготовлення однієї електроплити різних моделей та запас сировини на фірмі наведено в таблиці.
Сировина Норми витрат сировини, грн.од. Запас сировини, грн.од. А В С І 10 4 5 700 ІІ 3 2 1 400 Ціна, грн.од. 100 60 50
Визначити оптимальні обсяги виробництва електроплит різних моделей, що максимізують дохід фірми.
Розв’язок
Складаємо математичну модель задачі. Позначимо через х1 кількість електроплит 1-ї моделі, що виготовляє фірма за деяким планом, а через х2 кількість електроплит 2-ї моделі та через та через х3 кількість виробів 3-ї моделі Тоді прибуток, отриманий фірмою від реалізації цих електроплит, складає
∫ = 100х1 + 60х2+ 50х3.
Витрати сировини на виготовлення такої кількості виробів складають відповідно:
А =10х1 + 4х2 + 5х3,
В =3х1 + 2х2 + 1х3,
Оскільки запаси сировини обмежені, то повинні виконуватись нерівності:
10х1 + 4х2 + 5х3 ≤ 700
3х1 + 2х2 + 1х3 ≤ 400
Оскільки, кількість виробів є величина невід'ємна, то додатково повинні виконуватись ще нерівності: х1> 0, х2> 0, х3> 0.
Таким чином, приходимо до математичної моделі (задачі лінійного програмування):
Знайти х1 , х2, х3 такі, що функція ∫ = 100х1 + 60х2 + 50х3 досягає максимуму при системі обмежень:
Розв'язуємо задачу лінійного програмування симплексним методом. Введемо балансні змінні х4 ≥ 0, х5 ≥ 0. Їх величина поки що невідома, але така, що перетворює відповідну нерівність у точну рівність. Після цього, задача лінійного програмування набуде вигляду: ∫ = 100х1 + 60х2 + 50х3 → max при обмеженнях
де х1,...,х5>0
Оскільки завдання вирішується на максимум, то ведучий стовпець вибирають по максимальному негативному кількістю та індексного рядку. Всі перетворення проводять до тих пір, поки не вийдуть в індексному рядку позитивні елементи.
Складаємо симплекс-таблицю:
Базис x1 х2 x3 x4 x5 b I II III IV V VI VII а 0 10 4 5 1 0 700 б 0 3 2 1 0 1 400 d Індексний рядок, ∆i 100 60 50 0 0 0
Складаємо перший план. Оскільки змінних х4,х5в цільовій функції немає, то їм відповідають коефіцієнти 0;
План Базис В x1 x2 x3 x4 x5 min 1 x4 700 10 4 5 1 0 70 x5 400 3 2 1 0 1 133.33 Індексний рядок F(X1) 0 -100 -60 -50 0 0 0
Оскільки, в індексному рядку знаходяться негативні коефіцієнти, поточний опорний план неоптимальний, тому будуємо новий план. У якості ведучого виберемо елемент у стовбці х1, оскільки значення коефіцієнта за модулем найбільше.
План Базис В x1 x2 x3 x4 x5 min 2 x1 70 1 0.4 0.5 0.1 0 175 x5 190 0 0.8 -0.5 -0.3 1 237.5 Індексний рядок F(X2) 7000 0 -20 0 10 0 0
Даний план, також не оптимальний, тому будуємо знову нову симплексну таблицю. У якості ведучого виберемо елемент у стовбці х2.
План Базис В x1 x2 x3 x4 x5 min 3 x2 175 2.5 1 1.25 0.25 0 175 x5 50 -2 0 -1.5 -0.5 1 237.5 Індексний рядок F(X3) 10500 50 0 25 15 0 0
Оскільки всі оцінки >0, то знайдено оптимальний план, що забезпечує максимальний прибуток: х1=0, х2=175, х3=0, х4=0, х5=50. ............
