35171

Линейное программирование, задачи линейного программирования

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Программное обеспечение Microsoft Excel Методические указания Рассмотрим решение задач линейного программирования средствами Excel на примере следующей задачи. Нормы затрат каждого сырья на единицу продукции заданы таблицей...

Русский

2015-01-19

23.52 KB

52 чел.

Лабораторная работа №9

Линейное программирование

Общей задачей линейного программирования называется задача о нахождении максимума (минимума) линейной функции

F(X) = C1x1 + C2x2 + ... + Cnxn

при ограничениях:

a11x1 + a12x2 + … + a1nxn ≤ b1;

a21x1 + a22x2 + … + a2nxn ≤ b2;

am1x1 + am2x2 + … + amnxn ≤ bm;

xj ≥ 0, j =1,2,..., l; l ≤ n.

Решение X = (x1, x2 ,..., xn) данной системы ограничений, при котором функция F(X) принимает максимальное (минимальное) значение, называется оптимальным планом задачи линейного программирования. Все остальные решения системы ограничений называются допустимыми планами. Функция F(X) называется целевой функцией. Ограничения называются основными.

Программное обеспечение

Microsoft Excel

Методические указания

Рассмотрим решение задач линейного программирования средствами Excel на примере следующей задачи.

Предприятие выпускает 2 вида продукции. Цена единицы 1 вида продукции - 25 000, 2 вида продукции – 50 000. Для изготовления продукции используются три вида сырья, запасы которого 37, 57,6 и 7 условных единиц. Нормы затрат каждого сырья на единицу продукции заданы таблицей:

Ресурс 1

Ресурс 2

Ресурс 3

Продукт 1

1,2

2,3

0,1

Продукт 2

1,9

1,8

0,7

Требуется определить плановое количество выпускаемой продукции таким образом, чтобы стоимость произведенной продукции была максимальной

Прежде чем приступить к решению этой задачи в Excel, необходимо составить целевую функцию и ограничения.

Целевой функцией, отражающей максимизацию прибыли предприятия, в данном случае будет:

F = 25000x1 + 50000x2max.

Где неизвестные x1 и  x2 – количество единиц первого и второго вида продукции.

Основными ограничениями, исходя из условий задачи, будут следующие неравенства:

1,2x1 + 1,9x2 ≤ 37;

2,3x1 + 1,8x2 ≤ 57,6;

0,1x1 + 0,7x2 ≤ 7.

Кроме того, очевидно, что количество выпускаемой продукции не может быть отрицательным или дробным числом. Поэтому добавляются также следующие условия:

x1 ≥ 0; x2 ≥ 0;

x1, x2 – целые числа.

Завершив составление неравенств, можно приступить к решению задачи в Excel. Для этого, следует воспользоваться подпунктом Поиск решения... пункта меню Сервис.

Предварительно введём в ячейку А3 формулу целевой функцию в следующем виде: «=25000*A1+50000*A2».

Значения в ячейках А1 и А2 отведём под значения переменных x1 и x2 соответственно. Числовые значения переменных x1 и x2 в эти ячейки будут введены автоматически в процессе решения задачи.

В ячейки В1, В2 и В3 введём математические формулы ограничений:

в В1: «=1,2*А1+1,9*А2»;

в В2: «=2,3*А1+1,8*А2»;

в В3: «=0,1*А1+0,7*А2».

Затем введём в ячейки С1, С2 и С3 значения 37, 57,6 и 7 соответственно, ограничивающие численные значения переменных задачи.

Таким образом, все исходные данные задачи записаны в том виде, в котором они используются в окне «Поиск решения».

Теперь воспользуемся подпунктом меню Excel Поиск решения...

В появившемся окне, в поле «Установить целевую ячейку» указываем ячейку А3. Решение ищем для максимального значения, что указывается переключателем поля «Равной», установленным на записи со словами «максимальному значению».

В поле «Изменяя ячейки» указываем диапазон изменения ячеек от А1 до А2, а именно $A$1:$A$2.

Для приведения в рабочее состояние математической программы поиска оптимального решения заданной задачи необходимо установить ограничения, учитываемые при её решении. Для этого нажимаем на кнопку «Добавить», расположенную справа от поля «Ограничения». В появившемся окне, для добавления первого ограничения, необходимо, в поле «Ссылка на ячейку» указать ячейку В1, затем в списке, расположенном посередине, выбрать знак «<=» и в поле «Ограничение» указать ячейку С1. После этого следует нажать на кнопку «Добавить». Аналогично добавляются остальные ограничения задачи, при этом в качестве ограничения, могут выступать адреса ячеек, численные константы или типы переменных.

После указания всех ограничений, следует нажать на кнопку «Выполнить» и на кнопку «ОК» в появившемся окне «Результаты поиска решения». В результате, в ячейках, отведённых для записи решения задачи, появятся числа.

В ячейке А3 находим значение целевой функции F, соответствующее найденному решению. В ячейках А1 и А2 указаны соответствующие значения переменных x1, x2.

Для решаемой нами задачи оптимальное решение имеет следующий вид:

F = 825000, x1 = 19, x2 = 7.

Задание на лабораторную работу

1. Дана следующая задача:

На складах имеется груз, количество которого определяется в следующей таблице:

Склад 1

Склад 2

Склад 3

Запас груза

19

76

33

Этот груз необходимо перевезти в пункты назначения в соответствии с таблицей:

Пункт 1

Пункт 2

Потребность в грузе

47

81

Стоимость перевозок определяется таблицей:

Пункт 1

Пункт 2

Склад 1

19

8

Склад 2

13

15

Склад 3

11

10

Необходимо составить план перевозок так, чтобы полностью удовлетворить потребность пунктов в грузах и при этом стоимость перевозок была минимальной (сколько из какого склада в какой пункт нужно перевезти).

2. На основании задания 1, рассчитать, сколько грузов следует предварительно завести на каждый из складов, чтобы впоследствии можно было удовлетворить указанные потребности пунктов в грузах с наименьшими возможными затратами.

Отчет

Файл .xls с выполненной работой.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29682. МОЛОКО 82.5 KB
  В 1 мл молока 3 млн жировых шариков. При сквашивании молока образуется молочная кислота которая отщепляет от казеина Са. Соли N и К обеспечивают стабильность молока как коллоидной системы при нагревании. Проба на редуктазу говорит об бактериальной обсемененности молока.
29683. Сливки 14.34 KB
  1 Не допустить вытапливание молочного жира. Пластические сливки предварительно расплавляют в ванне погружая в горячее молоко Т не слишком высокая чтобы не допустить вытапливания молочного жира. 2 Не допустить отстоя жира и его дестабилизации. жировые шарики прогреваются медленнее плазмы изза низкой теплопроводности жира прогревать нужно для уничтожении микрофлоры попавшей на поверхность жировых шариков.
29684. Производство сметаны 24.76 KB
  Операции: нормализации сливок пастеризации и гомогенизации их охлаждения до температуры заквашивания и сквашивания охлаждения и созревания. Однако чрезмерное дробление жировых шариков при гомогенизации может привести в образованию больших скоплений ― гроздьев. Оптимальными режимами гомогенизации сливок для получения сметаны жирностью 25 и 30 являются температура 70 С и давление 10 Мпа. Если температура гомогенизации выше или ниже 70 С то образуются большие скопления жировых шариков что ухудшает консистенцию сметаны.
29686. Номотетический и идеографический подходы в психологии 28.5 KB
  Номотетическое познание производится как правило путем количественных исследований. Номотетическое познание производится как правило путем количественных исследований КИ психических явлений. В противном случае возникают угрозы надежности и валидности результатов количественных исследований. При проведении количественных исследований особенно большое значение имеет создание искусственных ситуаций и условий.
29687. Эмпирическая и априорные психологии 35 KB
  Тем самым эмпирическая психология стремится понять природу человеческого универсума. Решая эти задачи эмпирическая психология опирается на законы мышления и доверяет опыту. Эмпирическая психология отвергает некое мистическое скрытое единое начало приводящее к идее единого космического организма. априорная психология: Априорная психология уходит своими корнями в метафизику.
29688. Парадигмы, аномалии, кризисы, научные революции 30 KB
  Парадигмы и кризисы. Рано или поздно появляются важные теоретические проблемы не имеющие решений в рамках данной парадигмы а накопленные аномалии достигают критического порога. Существование некоторого предела в способности парадигмы усваивать аномалии и нарастание аномалий подрывающих самые основы парадигмы приводят к парадигмальным кризисам.
29689. Психология естественно-научная и гуманитарная 28.5 KB
  В отечественной психологии естественнонаучная традиция наиболее последовательно обнаруживается в психофизиологии и психофизике дифференциальной психологии инженерной психологии и психологии труда в исследованиях стилей деятельности и когнитивных стилей установок индивидуальности способностей интеллекта творчества и пр.
29690. Априорное знание, метафизика и объективность 36.5 KB
  Знание напротив характеризуется полной ясностью и свободно от ошибок Объектами мнений являются чувственные впечатления которые характеризуются нестабильностью. априорное знание предшествующее опыту и независимое от него. Априорное знание противоположно апостериорному эмпирическому знанию.