《运筹学Ⅰ》教案(3)

2019-03-15 17:29

时 间:第五周第二次 授课方式:课堂教学 教学内容:

一、灵敏度分析——目标函数系数的变化(§4-1)

1. cj是非基变量xj的系数

在单纯形表中,cj的变化仅影响到其检验数,而且当cj是非基变量xj的系数时,仅影响该非基变量xj的检验数。

非基变量的检验数为 ?j?cj?CBB?1Pj

当cj变化了?cj后 ?'j?cj??cj?CBB?1Pj

??cj?CBBPj?cj

?12.cr是基变量xr在目标函数中的系数 单纯形表中的检验数为 ?j?cj?CBB?1Pj

由于cr是基变量的系数,所以它的变化不仅影响其对应变量的检验数,而且影响到CB的变化,进而影响除基变量之外的所有变量的检验数。 由此得到?cr的变化范围为:

max{?j/arjarj?0}??cr?min{?j/arjarj?0}

jj''''二、灵敏度分析——右端常数项的变化

在最终单纯形表中,右端常数项表示最终基变量的取值,因而不能为负。这时我们谈最优解不变,是指最优基不变。

在单纯形表的最终表中,基变量的取值为:XB?Bb?b

若b中第r个分量br变化了Δbr,即b?b??b 其中 ?b?(0,...,?br,...,0) 则变化后的基变量取值为: XB?Bb?B(b??b)

?Bb?B?b ?b?B?1?1?'T'?1'?1?1?1?0??br?0?

T?有Max{?bi/airair?0}??br?Min{?bi/airair?0}

ii时 间:第六周第一次 授课方式:课堂教学 教学内容:

系数矩阵A的变化(§4-3)

1. 由于aij属于非基变量的系数列向量,所以它的变化仅仅影响到该非基变量的检验数,

而不影响其它任何量。因为Y?0,所以当yi?0时有:?aij??j/yi

2. 系数矩阵A中某列向量变化后的分析:如果系数矩阵A中某一列向量Pj 发生了变化,

且其对应的变量xj为非基变量,那么Pj的变化仅影响最终表中的检验数?j。如果

?'j?0,则说明Pj变化后并不影响当前解;如果??1''j?0,则说明Pj变化后要影响

到当前解,需要求出最终表中第j列的新数据BPj填入第j列,然后以xj为进基变量继续迭代,直到得到最优解。

3. 如果系数矩阵A中发生变化的列向量Pj为基变量,则Pj变化后不仅影响变量xj的检

验数,而且影响到最终表中的Pj也不再是单位列向量,即B和B?1都要变。这时要做的是求出最终表中xj列的数,并通过迭代使该列恢复单位向量,再根据恢复后的状态予以处理。

4. 系数矩阵A中增加一列或一行的分析(通过例题分析说明A中增加一行或一列之后

对最优解的影响。总结如下:

① 若修正后的原问题与对偶问题的解都是可行解,则修正后的解仍是可行解; ② 若出现原问题是可行解,对偶问题是非可行解,则按单纯形法继续迭代求出最优解;

③ 若对偶问题是可行解,原问题是非可行解,则按对偶单纯形法继续求出最优解; ④ 若原问题与对偶问题的解均是非可行解,这时就要引入人工变量,建立新的单纯形表重新计算。

计算机求解中Excel灵敏度报告

时 间:第六周第二次 授课方式:课堂教学/答疑 教学内容:

一、运输问题提出与建模(§5-1)

运输是社会经济生活中必不可少的一个环节,也是我们身边司空见惯的现象,例如,煤炭、粮食、木材等物资在全国各地的调运;企业生产所需原材料及产成品的运进运出;商业部门对销售网点的货物配送等等。

若用xij表示从产地Ai运往销地Bj的运输量,那么在产销平衡条件下,要求总运费最省的运输方案可表示为:

mnijMinZ???ci?1j?1?xij

n满足条件: ?xij?ai (i=1,…,m)

j?1m?xi?1ij?bj (j=1,…,n)

xij?0

解运输问题通常采用表上作业法,这一过程通常分为三个阶段: (1) 给出初始可行方案; (2) 判断是否最优方案; (3) 调整方案。

二、基变量与闭回路(§5-2)

讲解求解运输问题模型的理论基础:基本量的个数,构成基变量应该满足的条件等。

二、初始解的确定方法

1 最小元素法:

最小元素法的基本思想就是就近供应。即从单位运价表中最小运价开始确定产销关系,依次类推,一直到给出初始方案为止。 2 伏格尔法(Vogel)

伏格尔法(Vogel)是对最小元素法的改进,但相对要复杂些。(具体略) Vogel法是对最小元素法的改进,由Vogel法得到的初始方案一般更接近于最优方案。需注意的是用Vogel法所求得初始方案的过程中也可能遇到最小元素法所遇到的问题,以可以用同样的方法去解决。

时 间:第七周第一次 授课方式:课堂教学 教学内容:

运输问题的单纯形方法:(§5-3)

一初始方案的给出 1 最小元素法:

最小元素法的基本思想就是就近供应。即从单位运价表中最小运价开始确定产销关系,依次类推,一直到给出初始方案为止。 2伏格尔法(Vogel)

伏格尔法(Vogel)是对最小元素法的改进,但相对要复杂些。(具体略) Vogel法是对最小元素法的改进,由Vogel法得到的初始方案一般更接近于最优方案。需注意的是用Vogel法所求得初始方案的过程中也可能遇到最小元素法所遇到的问题,以可以用同样的方法去解决。

二、运输问题解的最优性判定

1. 闭回路法:在给出的初始方案计算表上,除了m+n-1个有数字格外,还有m×n-(m+n-1)个空格。从每一空格出发,沿水平或垂直方向前进,当遇到有数字格时可以任意转90度继续前进,也可以串过有数字格继续前进,直到回到起始点。这样总可以找到一个且只有一个闭回路。在这个闭回路中,除了起始点为空格外,其余角点都是有数字点。

如果检验数为正,表明沿此闭回路的调整会使总费用增加;如果检验数为负,表明沿此闭回路的调整会使总费用减少。 如果求得所有空格点的检验数都大于等于零,则当前运输方案为最优方案;如果还有空格的检验数小于零,则还要进一步调整当前运输方案。

2. 位势法:用闭回路法求检验数,思路很清晰简单,但当产销点较多时是十分麻烦的,而位势法是比较简单易行的。

(1) 在表5-13的右端增加一列,记为ui, i=1~m。 在下面增加一行,记为vj,j=1~n。使其满足cij=ui+vj。

(2) 求出所有的空格的位势ui+vj,并将其填入表5-15中。(任一格的位势等于其行位

势加列位势) (3) 在表5-13的右端增加一列,记为ui, i=1~m。 在下面增加一行,记为

vj,j=1~n。使其满足cij=ui+vj。

(4) 由单位运价表中的每一数据cij减去位势表中对应格的位势,得到每个变量的检

验数(如本例的表5-16所示)(注:对应基变量的检验数必为0,可以不写)。 (5) 判定:若所有检验数均大于等于零,则当前解为最优解;若有一个或一个以上的格为负数,则当前解为非最优解,还需进一步调整改进。 三、案的调整:无论是用最小元素法还是用Vogel法给出的初始方案,也不论是用闭回路法

还是用位势法进行最优性判定。当解为非最优解时,也就是存在负的检验数时,都要用闭回路法进行调整。

运输问题的变体(§5-4)

前面三节所述运输问题的理论与表上作业法的计算,都是以产销平衡为前提的 。即各产地的总产出等于各销地的总销量。即:

mni?ai?1??bj?1j

但在实际的运输问题中,其产销往往是不平衡的,为了应用上述理论和表上作业法进行计算,就需要一定的技术措施,把产销不平衡的运输问题化为产销平衡的运输问题来处理。

1. 产大于销 2. 销大于产

运输问题的应用§5-5


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