11780

Математичні методи дослідження операцій. Лабораторні роботи

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ 16 з дисципліни Математичні методи дослідження операцій ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1 ТЕМА: Графічний метод розв’язування задач лінійного програмування ЛП. МЕТА: Опанувати графічний метод побудови допустимої області ЗЛП та ліній рівн

Украинкский

2013-04-11

465 KB

31 чел.

ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ  1-6

з дисципліни

Математичні методи дослідження операцій

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

ТЕМА: Графічний метод розв’язування задач лінійного програмування (ЛП).

МЕТА: Опанувати графічний метод побудови допустимої області ЗЛП та ліній рівня цільової функції; засвоїти зв'язок між екстремальними точками цільової функції та кутовими точками многокутника; встановити зв'язок між лініями рівня цільової функції та її антиградієнтом.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

Дати короткі теоретичні відомості, в яких відобразити наступні питання:

  1.  Поняття випуклої множини.
  2.  Поняття многокутника, випуклої лінійної комбінації точок та крайніх (кутових) точок фігури.
  3.  Многокутник, як випукла комбінація вершин. Кутові точки, як точки можливого екстремуму лінійної функції.
  4.  Взаємозв'язок між паралельним переносом лінії рівня цільової функції та її антиградієнтом.
  5.  Виділити випадок необмеженої допустимої області ЗЛП.
  6.  Можливість альтернативного розв'язку та відсутність розв'язку в ЗЛП.
  7.  Зведення задач ЛП вищої розмірності до плоского випадку.

ЗАВДАННЯ

1.  Розв’язати задачі лінійного програмування графічним методом.


1.1.

1.2.

1.3.

1.4.

1.5.

1.6 .

1.7.

1.8 .

1.9.

1.10.

2. Задачі лінійного програмування в канонічному вигляді розв’язати графічним методом.


2.1.

2.2.

2.3.

2.4.

2.5.

2.6 .

2.7.

2.8 .

2.9.

2.10.

Номер варіанта обирається згідно останньої цифри залікової книжки!

Звіт про виконання лабораторної роботи повинен містити:

  •  формулювання задачі;
  •  хід розв’язку;
  •  отримані чисельні результати;
  •  аналіз результатів;
  •  висновки.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

ТЕМА: Симплекс-метод розв’язування задач лінійного програмування (ЛП).

МЕТА: Опанувати симплекс-метод розв’язування задач лінійного програмування

користуючись програмою Microsoft Excel.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

Дати короткі теоретичні відомості, в яких відобразити наступні питання:

  1.  Поняття опорного (базисного) плану кутової точки багатогранника.
  2.  Поняття оптимального  плану задачі ЛП, та його ідентифікація у симплекс-таблиці.
  3.  Алгоритм знаходження опорного плану методом відбору.
  4.  Алгоритм знаходження опорного плану методом штучних змінних.
  5.  Алгоритм знаходження оптимального плану.
  6.  Випадок виродження системи обмежень.
  7.   Випадок, коли  лінійна форма не обмежена.

ЗАВДАННЯ

1.  Розв’язати задачі лінійного програмування симплекс-методом


1.1.

1.2.

1.3.

1.4.

1.5.

1.6 .

7.

1.8 .

1.9.

1.10.

2. Задачі лінійного програмування розв’язати симплекс-методом

2.1.

2.2.

Параметр  дорівнює , де .

Номер варіанта обирається згідно останньої цифри залікової книжки!

Звіт про виконання лабораторної роботи повинен містити:

  •  формулювання задачі;
  •  хід розв’язку;
  •  отримані чисельні результати;
  •  аналіз результатів;
  •  висновки.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

ТЕМА: Транспортна задача.

МЕТА: Засвоїти метод потенціалів розв’язування транспортної задачі.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

Дати короткі теоретичні відомості, в яких відобразити наступні питання:

  1.  Дати економічну і математичну постановку транспортної задачі.
  2.  Чим відрізняється транспортна задача від загальної задачі лінійного програмування?
  3.  Властивості опорних планів транспортної задачі.
  4.  Чим відрізняється відкрита транспортна задача від закритої ?
  5.  Як перетворити відкриту транспортну задачу на закриту ?
  6.  Метод лінійного елементу  побудови опорного плану.
  7.  Знаходження потенціалів та умови оптимальності.
  8.  Алгоритм методу потенціалів розв’язання транспортної задачі.
  9.  Випадок вродженості опорного плану.

ЗАВДАННЯ

1.  Знайти оптимальний план транспортної задачі.

Додаткова умова:

1.1.

ai = (20; 25; 20; 10);

bj = (20; 30; 40; 15);

попит третього споживача задовольнити повністю.

1.2.

ai = (20; 16; 14; 22);

bj = (16; 18; 12; 15);

ресурси четвертого постачальника використати повністю.

1.3.

ai = (10; 8; 15; 12);

bj = (15; 10; 5; 20);

попит першого та четвертого споживачів задовольнити повністю.

1.4.

ai = (75; 80; 70);

bj = (30; 70; 70; 35);

ресурси першого та третього постачальників використати повністю.

1.5.

ai = (100; 150; 180; 70);

bj = (100; 200; 230; 80);

повне задоволення потреб першого та другого споживачів

1.6.

ai = (40; 30; 20; 40);

bj = (20; 40; 30);

ресурси першого та другого постачальників в оптимальному плані використати повністю.

1.7.

ai = (75; 40; 35; 40);

bj = (20; 60; 180);

повністю задовольнити попит третього споживача та неможливо виконувати перевезення за маршрутами А1В2 та А3В1.

1.8.

ai = (80; 40; 60; 40);

bj = (45; 65; 20; 80);

повністю використати ресурси четвертого постачальника та не виконувати перевезення за маршрутами А2В3 та А3В4.

1.9.

ai = (5; 20; 10; 15);

bj = (10; 25; 15; 5);

попит другого споживача задовольнити повністю та за маршрутом А2В3 перевезти рівно 10 од. продукції.

1.10.

ai = (10; 20; 20; 30);

bj = (20; 15; 25; 10);

якщо ресурси четвертого постачальника потрібно використати повністю і за маршрутом А4В3 перевезти 20 од. продукції.

2.  Знайти оптимальний план транспортної задачі.

Параметри k, t  дорівнюють  

Номер варіанта обирається згідно останньої цифри залікової книжки!

Звіт про виконання лабораторної роботи повинен містити:

  •  формулювання задачі;
  •  хід розв’язку;
  •  отримані чисельні результати;
  •  аналіз результатів;
  •  висновки.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

ТЕМА: Метод Гоморі. Знаходження цілочисельного розв’язку задачі лінійного

програмування (ЛП).

МЕТА: Опанувати метод Гоморі (метод відсікаючи площин) знаходження

цілочисельного розв’язку задачі лінійного програмування (ЛП).

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

Дати короткі теоретичні відомості, в яких відобразити наступні питання:

  1.  Дати загальну постановку задачі цілочисельного програмування.
  2.  Геометрична інтерпретація задачі цілочисельного програмування.
  3.  Геометрична інтерпретація методу Гоморі (метод відсікаючи площин).
  4.  Алгоритм методу Гоморі.
  5.  Обчислювальні можливості методу Гоморі.

ЗАВДАННЯ

1.  Розв’язати задачу цілочисельного програмування графічним методом.

1. ,

  

2. ,

  

3.

    

4.

   ,   

5.

  

  

6.

      

  

7.

  

 

8. ,

  

9. ,

  

10. ,

  

2.  Розв’язати задачу цілочисельного програмування методом Гоморі.

1. ,

  

2. ,

  

3. ,

  

4. ,

  

5. ,

  

6. ,

  

7.  ,

     

8. ,

  

9.  ,

  

  

10. ,

  

   

Номер варіанта обирається згідно останньої цифри залікової книжки!

Звіт про виконання лабораторної роботи повинен містити:

  •  формулювання задачі;
  •  хід розв’язку;
  •  отримані чисельні результати;
  •  аналіз результатів;
  •  висновки.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

ТЕМА: Метод гілок та мереж у розв’язанні задач цілочисельного програмування .

МЕТА: Опанувати метод гілок та мереж знаходження цілочисельного розв’язку

задачі лінійного програмування (ЛП).

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

Дати короткі теоретичні відомості, в яких відобразити наступні питання:

  1.  Дати загальну постановку задачі цілочисельного програмування.
  2.  Геометрична інтерпретація методу гілок та мереж.
  3.  Алгоритм методу гілок та мереж.
  4.  Обчислювальні можливості методу гілок та мереж.

ЗАВДАННЯ

1.  Методом гілок та мереж розв’язати задачу цілочисельного програмування.

     Дати графічне рішення задачі. Показати на рисунку шлях від оптимального рішення без умови на цілочисельність змінних до оптимального цілочисельного розв’язку.

1. ,

  

2. ,

  

3 . ,

  

4. ,

  

5. ,

  

6. ,

  

7. ,

  

8.  ,

  

9. ,

  

10. ,

  

Номер варіанта обирається згідно останньої цифри залікової книжки!

Звіт про виконання лабораторної роботи повинен містити:

  •  формулювання задачі;
  •  хід розв’язку;
  •  отримані чисельні результати;
  •  аналіз результатів;
  •  висновки.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6

ТЕМА: Динамічне програмування (метод Беллмана).

МЕТА: Опанувати метод багатокрокової оптимізації (метод Беллмана) розв’язання динамічних задач.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

Дати короткі теоретичні відомості, в яких відобразити наступні питання:

  1.  Загальна постановка задачі динамічного програмування.
  2.  Принцип динамічного програмування: умовно-оптимальні плани.
  3.  Принцип оптимальності Р. Беллмана і рекурентні відношення.
  4.  Алгоритм Р. Беллмана  розв’язування задачі.

 

ЗАВДАННЯ

1. Фірма планує нарощувати виробничі потужності на трьох підприємствах, виділяючи для цього 18 млн грн. За кожним із підприємств розроблено інвестиційний проект із зазначенням прогнозованих сумарних витрат С та доходів D, що пов’язані з його реалізацією. Розробити план інвестування.

Інвестиційний проект

Підприємство

1

2

3                                                                 

Інвестиції, млн грн.

Прибуток,
млн грн.

Інвестиції,
млн грн.

Прибуток,
млн грн.

Інвестиції,
млн грн.

Прибуток,
млн грн.

1

0

0

0

0

0

0

2

2

6

6

12

7

9

3

4

8

7

14

8

10

4

5

11

9

18

10

14

2. Розв’язати попередню задачу (1), якщо розмір інвестицій становить 20 млн грн., а перший інвестиційний проект (ситуація, коли певному підприємству не виділяється коштів) є неприпустимим.

3. Розв’язати задачу 1, якщо модернізація має проводитися ще на одному — четвертому підприємстві фірми, для якого розроблено три інвестиційні проекти:

Проект

Інвестиції, млн грн.

Прибуток, млн грн.

1

0

0

2

4

6

3

5

8

Врахувати, що інвестиційний портфель збільшиться на 2 млрд грн.

4. Знайти оптимальний розподіл 6 млрд грн. між трьома підприємствами галузі. Прибуток, який можна одержати від капіталовкладень певного розміру в кожне з підприємств, відбиває таблиця:

Розмір
капіталовкладень,
млн грн.

Прибуток по підприємствах, млн грн.

I

II

III

1

0,27

0,34

0,21

2

0,31

0,44

0,35

3

0,42

0,57

0,46

4

0,65

0,69

0,68

5

0,74

0,87

0,74

6

0,93

0,95

0,85

5. Розв’язати задачу оптимального розподілу капіталовкладень між чотирма підприємствами, якщо загальний розмір інвестицій становить 12 млн грн. Вихідні дані вміщено в таблиці:

Проект

Підприємство

1

2

3

4

Інвестиції,
млн грн.

Прибуток,
млн грн.

Інвестиції,
млн грн.

Прибуток,
млн грн.

Інвестиції,
млн грн.

Прибуток,
млн грн.

Інвестиції,
млн грн.

Прибуток,
млн грн.

1

1

5

2

4

3

8

2

5

2

3

6

3

7

4

11

3

6

3

4

8

4

9

5

12

6

9

6. Розв’язати чотириетапну задачу управління запасами за вихідними даними:

Етап

Попит, од.

Витрати
на розміщення замовлення, грн.

1

70

100

2

58

115

3

64

98

4

85

86

Відомо, що витрати на зберігання одиниці продукції протягом одного етапу сталі і становлять 2 грн., витрати на придбання одиниці продукції — 3 грн. для всіх етапів. Вихідний запас на початок досліджуваного періоду — 10 од.

7. Розв’язати попередню задачу (6), якщо вихідний запас дорівнює 40 од., а витрати на зберігання змінюються поетапно і становлять відповідно 1; 1,5; 2; 5 грн.

8. Розв’язати п’ятиетапну детерміновану задачу управління запасами:

Етап

Попит, од.

Витрати на розміщення
замовлення, грн.

Витрати
на зберігання, грн.

1

110

40

1

2

70

20

2

3

90

45

2

4

80

37

1

5

115

48

1

Функція витрат на розміщення замовлення визначає питомі витрати: 20 грн. для перших 50 од. та 10 грн. за кожну додаткову одиницю (знижка на кількість).

9. Розв’язати на ПК десятиетапну детерміновану задачу управління запасами, вважаючи, що вихідний запас дорівнює 65 од.

Етап

Попит

Витрати
на придбання, грн.

Витрати
на зберігання, грн.

Витрати на розміщення
замовлення, грн.

1

140

7

1

100

2

160

8

3

100

3

130

9

2

120

4

50

10

1

110

5

80

4

2

180

6

90

3

2

200

7

110

6

3

160

8

170

5

1

150

9

190

9

2

200

10

75

11

4

300

10. Розв’язати задачу, розв’язок якої наведено в прикладі 9.1, якщо розмір інвестицій становить 10 млн грн., а перший інвестиційний проект має наступні характеристики

Проект

Підприємство

1

2

3

4

1

1

2

2

3

1

3

2

4

Номер варіанта обирається згідно останньої цифри залікової книжки!

Звіт про виконання лабораторної роботи повинен містити:

  •  формулювання задачі;
  •  хід розв’язку;
  •  отримані чисельні результати;
  •  аналіз результатів;
  •  висновки.

PAGE   \* MERGEFORMAT 3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21671. Физические процессы в линиях связи на оптических волокнах 136 KB
  1 Дисперсия возникает изза: 1. Дисперсия вызванная первой причиной называется хроматической частотной она состоит из двух составляющих волноводной внутримодовой и материальной . Волноводная дисперсия связана с зависимостью коэффициента распространения от длины волны. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны.
21672. Высоковольтно-сигнальные линии авто блокировки 101 KB
  Плечи и пункты питания высоковольтной цепи автоблокировки её секционирование; 5.Секционирование высоковольтной цепи в пределах плеча. ВВ цепи автоблокировки как правило не имеют разветвлений. Устойчивость работы всех устройств автоматики и телемеханики должна обеспечиваться также ограничением допустимых пределов изменения напряжения в ВВ цепи по её длине и во времени а также пределов отклонения частоты тока от установленной.
21673. Кабельные линии 69 KB
  Общие сведения о кабелях и кабельных линиях; 2. Организация связи на железнодорожных узлах; Общие сведения о кабелях и кабельных линиях Кабелем называется совокупность нескольких проводников заключённых в общую защитную оболочку. Изолированные проводника называются жилами кабеля. Жилы кабеля используются для образования электрических цепей по которым передаются электрические сигналы и осуществляется питание устройств АТиС.
21674. Влияние внешних ЭМ полей на цепи АТС 557 KB
  На отдельных участках они могут иметь сближение с ЛЭП. ЭМ поля возникающие вокруг проводов ЛЭП индуцируют напряжения и токи в цепях ЛАТС которые могут нарушить нормальную работу АТС. Влияние ЛЭП на цепи АТС называется внешними влияниями. Высоковольтные ЛЭП служащие для передачи энергии на большие расстояния имеют U= 35 750 кВ тока f = 50 Гц или 800 1000 кВ постоянного тока.
21675. Особенности влияния на однопроводные и двухпроводные цепи 165.5 KB
  Особенности влияния на однопроводные и двухпроводные цепи Вопросы: 1. Поперечная асимметрия 2х проводные цепи относятся к симметричным системам. 1 Земляные волны проводов 2 и 3 могут сами оказывать индуктивное влияние на соседние цепи. В цепи 23 кроме земляной волны появится междуфазовая волна с напряжением U2 U3 и токами I2 I3.
21676. Определение индуктированных напряжений и токов опасного и мешающего влияний 334 KB
  Цепи будем считать однородными по длине и параллельными в пределах сближения. Когда во влияющей цепи 1 протекает переменный ток I1 то в результате магнитной индукции по всей длине цепи 2 будет индуцироваться э. Если ток во влияющей цепи I1 не изменяется в пределах всего сближения то продольная э. Практически это может быть если обе цепи электрически короткие.
21677. Взаимные влияния между цепями связи, телемеханики и меры защиты 307.5 KB
  Первичные параметры влияния на цепи связи в воздушных линиях связи; 3. Первичные параметры ЭМ влияния между цепями симметричных кабелей связи; 4. Причины взаимного влияния между цепями связей и основные параметрыпервичные и вторичные параметры влияния Качество и дальность связи обуславливаются не столько собственным затуханием цепей сколько мешающими взаимными влияниями между соседними цепями которые проявляются в виде переходного разговора или шума.
21678. Основное уравнение влияния между цепями 153.5 KB
  Токи электрического влияния ближнем и дальнем концах; 2. Токи магнитного влияния на ближнем и дальнем концах; Полный ток электромагнитного влияния на ближнем и даль нем концах. Токи электрического влияния ближнем и дальнем концах Рассмотрим общий случай когда две двухпроводные цепи с параллельными проводами имеют различные параметры и замкнуты на концах на согласованные нагрузки рис. Обозначим напряжения и токи во влияющей цепи U10 I10; на ближнем конце U20 I20 и U2l I2l на дальнем конце цепи подверженной влиянию.
21679. Переходное затухание между цепями в кабельных линиях 336.5 KB
  На ближнем конце ; дБ На дальнем конце . дБ Так как мощность в начале влияющей цепи; мощность в начале цепи подверженной влиянию мощность на дальнем конце цепи подверженной влиянию. 1 где уровни передачи в начале и в конце цепей. Согласно определению защищённости на ближнем конце: Откуда переходное затухание на ближнем конце.