Целочисленное программирование. Графический метод

Пример.

Задачу линейного программирования решить графическим способом. F = 27x1+29x2 → max.

5.6x1+7.5x2≥100(1)
5.1x1+3.8x2≥65(2)
x1≥0(3)
x2≥0(4)
где x1, x1 - целые числа.

Решение.

Построим область допустимых решений, т.е. решим графически систему неравенств. Для этого построим каждую прямую и определим полуплоскости, заданные неравенствами (полуплоскости обозначены штрихом).

Рисунок 1 - Решение задач линейного программирования графическим методом

или

Рисунок 1 - Решение задач линейного программирования графическим методом

Границы области допустимых решений

Пересечением полуплоскостей будет являться область, координаты точек которого удовлетворяют условию неравенствам системы ограничений задачи.
Обозначим границы области многоугольника решений.
Рисунок 2 - Решение задач линейного программирования графическим методом

Рассмотрим целевую функцию задачи F = 27x1+29x2 → max.
Построим прямую, отвечающую значению функции F = 0: F = 27x1+29x2 = 0. Будем двигать эту прямую параллельным образом. Поскольку нас интересует максимальное решение, поэтому двигаем прямую до последнего касания обозначенной области. На графике эта прямая обозначена пунктирной линией.

Рисунок 3 - Пример решения графическим методом

Равный масштаб

Рисунок 4 - Линейное программирование. Графический метод

Область допустимых решений представляет собой линию.

Прямая F(x) = const пересекает область в точке A. Так как точка A получена в результате пересечения прямых (2) и (4), то ее координаты удовлетворяют уравнениям этих прямых:
5.1x1+3.8x2≥65
x1=0

Решив систему уравнений, получим: x1 = 0, x2 = 17.1053
Откуда найдем максимальное значение целевой функции:
F(X) = 27*0 + 29*17.1053 = 496.05

Решение получилось не целочисленным.
Множество допустимых решений задачи с отмеченными на нем целочисленными точками представлено на рис. 5.
Перемещение линии уровня целевой функции F(X) в направлении, задаваемом ее градиентом, показывает, что наибольшее значение F(X)=496.05263135 она примет в точке (0, 17.10526315).

Рисунок 5 - Целочисленное программирование. Графический метод
загрузка...