Главная страница
Навигация по странице:

  • Шаг:1

  • Шаг:2

  • Решение Отношение r

  • Решение задачи ЛП онлайн симплекс-методом

  • Уравнение плоскости, проходящей через три точки находится по формуле


    Скачать 5.25 Mb.
    НазваниеУравнение плоскости, проходящей через три точки находится по формуле
    Анкорkr uravn.docx
    Дата16.08.2018
    Размер5.25 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаkr uravn.docx
    ТипДокументы
    #23045
    КатегорияМатематика





















    Уравнение плоскости, проходящей через три точки находится по формуле:









    Прямая, заданная как пересечение двух плоскостей перпендикулярна нормалям обеих плоскостей, поэтому направляющий вектор прямой 

    можно найти как векторное произведение нормалей заданных плоскостей.

    Для плоскости P1: 3x+5y-z−7=0 нормальный вектор имеет координаты N1(3,5,-1);

    для плоскости P2: x-3y+4z−16=0, нормальный вектор имеет координаты N2(1,-3,4).

    Находим векторное произведение:



    Таким образом, направляющий вектор прямой ; имеет координаты S¯(17,-13,-14).



    Пусть z=1, тогда















    Уравнение прямой пересечения плоскостей













    Теперь необходимо найти уравнение плоскости, проходящей через точки M, M0, M1.



     Ответ: 18x+30y-7z-41=0



    Найти значения переменных x1...x2, при которых функция:

    Q =




    2

    x1

    +

    5

    x2

    принимает минимальное значение, при условии следующих ограничений :




    2

    x1

    +




    x2






    8




       (1)







    x1

    +

    2

    x2






    15




       (2)




    2

    x1

    +




    x2






    10




       (3)

    x1, x2 ≥ 0


    Шаг:1
    Избавимся от неравенств в ограничениях, введя в ограничения 1, 2, 3 неотрицательные балансовые переменные s1, s2, s3.




    2

    x1

    +




    x2

    -




    s1



















    =




    8




       (1)







    x1

    +

    2

    x2










    +




    s2










    =




    15




       (2)




    2

    x1

    +




    x2



















    +




    s3

    =




    10




       (3)

    x1, x2, s1, s2, s3 ≥ 0

    Шаг:2
    Ищем в системе ограничений базисные переменные.
    Из последней системы ограничений можно выделить базисные переменные s2,s3.
    Не все уравнения содержат базисные переменные, это значит, что исходная задача не содержит в себе допустимого базисного решения. Для его нахождения вначале составим и решим вспомогательную задачу. Такое решение еще называют решением с искусственным базисом.

    Введем в уравнение 1 искусственную неотрицательную переменную r1 .
    Получим следующую систему ограничений,




    2

    x1

    +




    x2

    -




    s1



















    +




    r1

    =




    8




       (1)







    x1

    +

    2

    x2










    +




    s2



















    =




    15




       (2)




    2

    x1

    +




    x2



















    +




    s3










    =




    10




       (3)

    x1, x2, s1, s2, s3, r1 ≥ 0

    с базисными переменными r1,s2,s3.





    Целью решения вспомогательной задачи является получение допустимого базисного решения не содержащего искусственных переменных (r1). Для этого сформируем вспомогательную целевую функцию :

    G =




    r1

    и проведем ее минимизацию в заданной системе ограничений. Если после минимизации функции G ее оптимальное значение будет равно нулю и все искусственные переменные окажутся выведенными из базиса, то полученное базисное решение есть допустимое базисное решение исходной задачи. Если же после минимизации функции G ее оптимальное значение окажется отличным от нуля, значит исходная система ограничений противоречива (область допустимых решений пуста) и исходная задача решения не имеет.

    Для решения вспомогательной задачи симплекс-методом выразим функцию G через свободные переменные, для этого:
      - вычтем из функции G уравнение 1

    Функция G примет вид :

    G =

    -

    2

    x1

    -

    x2

    +

    s1

    +

    8





    Теперь мы можем сформировать начальную симплекс-таблицу.


    Шаг:3
    Начальная симплекс-таблица

    БП

    x1

    x2

    s1

    s2

    s3

    r1

    Решение

    Отношение

    r1

    2

    1

    -1

    0

    0

    1

    8

    8

    /

    2

    =

    4




    s2

    1

    2

    0

    1

    0

    0

    15

    15

    /

    1

    =

    15




    s3

    2

    1

    0

    0

    1

    0

    10

    10

    /

    2

    =

    5




    Q

    2

    5

    0

    0

    0

    0

    0

    --

    G

    -2

    -1

    1

    0

    0

    0

    -8

    --



    Итерация 0-a

    БП

    x1

    x2

    s1

    s2

    s3

    Решение

    Отношение

    x1

    1

    1




    2




    -1




    2




    0

    0

    4

    --

    s2

    0

    3




    2




    1




    2




    1

    0

    11

    --

    s3

    0

    0

    1

    0

    1

    2

    --

    Q

    0

    4

    1

    0

    0

    -8

    --

    G

    0

    0

    0

    0

    0

    0

    --


    Получено оптимальное решение вспомогательной задачи (найден минимум функции G т.к. в строке целевой функции нет отрицательных коэффициентов). Все искусственные переменные вышли из базиса и поэтому мы можем приступить к решению исходной задачи, приняв полученное базисное решение в качестве опорного. Сторка "G" нам больше не нужна, принятие решения о направляющем столбце, во всех последующих итерациях, будем принимать по строке "Q"

    Итерация 1

    БП

    x1

    x2

    s1

    s2

    s3

    Решение

    Отношение

    x1

    1

    1




    2




    -1




    2




    0

    0

    4

    --

    s2

    0

    3




    2




    1




    2




    1

    0

    11

    --

    s3

    0

    0

    1

    0

    1

    2

    --

    Q

    0

    4

    1

    0

    0

    -8

    --



    Достигнуто оптимальное решение, т.к. в строке целевой функции нет отрицательных коэффициентов.

    Ответ:

    Оптимальное значение функции Q(x)=

    8

    достигается в точке с координатами:

    x1=

    4

    x2=

    0

    s1=

    0

    s2=

    11

    s3=

    2



    Решение задачи ЛП онлайн симплекс-методом

    Целевая функция:

    -3X1-2X2+1X3→min
    Условия:

    -3X1+1X2+2X3≤3
    1X1+2X2+3X3≤14
    2X1+1X2+3X3≤16

    Приведем систему ограничений к каноническому виду, для этого необходимо неравенства преобразовать в равенства, с добавлением дополнительных переменных. Если в преобразуемом неравенстве стоит знак ≥, то при переходе к равенству знаки всех его коэффициентов и свободных членов меняются на противоположные. Тогда система запишется в виде:


    -3X1+1X2+2X3+X4=3
    1X1+2X2+3X3+X5=14
    2X1+1X2+3X3+X6=16
    Переходим к формированию исходной симплекс таблицы. В строку F таблицы заносятся коэффициенты целевой функции.
    Из данных задачи составляем исходную симплекс таблицу.




    X1

    X2

    X3

    Своб член

    F

    -3

    -2

    1

    0

    X4

    -3

    1

    2

    3

    X5

    1

    2

    3

    14

    X6

    2

    1

    3

    16



    Так как в столбце свободных членов нет отрицательных элементов, то найдено допустимое решение.В строке F имеются отрицательные элементы, это означает что полученое решение не оптимально. Определим ведущий столбец. Для этого найдем в строке F максимальный по модулю отрицательный элемент - это -3 Ведущей строкой будет та для которой отношение свободного члена к соответствующему элементу ведущего столбца минимально. Ведущей строкой является X6, а ведущий элемент: 2.




    X6

    X2

    X3

    Своб член

    F

    1.5

    -0.5

    5.5

    24

    X4

    1.5

    2.5

    6.5

    27

    X5

    -0.5

    1.5

    1.5

    6

    X1

    0.5

    0.5

    1.5

    8


    В строке F имеются отрицательные элементы, это означает что полученое решение не оптимально. Определим ведущий столбец. Для этого найдем в строке F максимальный по модулю отрицательный элемент - это -0.5 Ведущей строкой будет та для которой отношение свободного члена к соответствующему элементу ведущего столбца минимально. Ведущей строкой является X5, а ведущий элемент: 1.5.




    X6

    X5

    X3

    Своб член

    F

    1.333

    0.333

    6

    26

    X4

    2.333

    -1.667

    4

    17

    X2

    -0.333

    0.667

    1

    4

    X1

    0.667

    -0.333

    1

    6








    Так как в строке F нет отрицательных элементов, то найдено оптимальное решение. Так как исходной задачей был поиск минимума, оптимальное решение есть свободный член строки F, взятый с противоположным знаком. Найдено оптимальное решение F=-26 при значениях переменных равных: X2=4, X1=6,


    написать администратору сайта