Материал: 4539

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Упорядочим критерии согласно их нумерации, то есть будем в начале работать с критерием f1(x) , а затем с критерием f2 (x) .

При решении примера методом искусственного базиса была получена симплекс-таблица. Возьмем ее в качестве начальной, вычислив относи-

тельные оценки для функции f f1(x) .Получим таблицу 10. Таблица11

определяет точку, доставляющую функции f1(x) наибольшее значение f1* ,

равное 16.

 

 

Таблица 10.

 

 

 

 

Таблица 11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

cв

 

X1

 

x2

 

 

 

x4

 

x2

 

2

x3

-1

 

1

2

 

x3

1/3

2/3

 

3

-1

x4

3

 

-1

3

 

x1

1/3

-1/3

 

1

1

x5

3

 

2

6

 

x5

-1

 

3

 

3

 

f1

-9

 

5

7

 

f1

3

2

 

16

Далее переходим к решению задачи

f2(x)=x1-5x2-4x3+x4 max

при ограничениях задачи, к которым добавлено новое ограничение

f (x) f * :

 

 

 

1

1

 

 

 

 

-x1 +x2

+x3

=2,

 

 

3x1 -x2

+x4

=3 ,

(7)

 

5x1+2x2 +x3+x4 +x5 =11,

 

 

7x1

+2x3 - x4 +x5 16- ,

 

 

xi

0 для i=1,2,...,5.

 

 

Новое ограничение преобразуем в равенство и заменим переменные x1,

x3, x5 , используя таблицу 11, выражениями

 

 

x1=1/3x2 -1/3x4 +1, x3=-2/3x2 -1/3x4 +3,

x5=-3x2 +x4 +3.

30

В результате этих преобразований дополнительно введенное огра-

ничение примет вид -2x2 -x4+x6 =-16+ . Итак, получили задачу пара-

метрического программирования с параметром в правой части ограничений.

В качестве начальной таблицы для задачи (7) можно использовать таб-

лицу 12, которая получена из таблицы 11 в результате пополнения ее еще од-

ной строкой и пересчета строки относительных оценок. Решим задачу (7) для произвольного параметра 0. Для этого столбец правых частей ограниче-

ний в таблице 12 представим в виде двух столбцов z , z : z 0=z +z . При

 

 

 

i i i

выборе главной строки

в таблице 12 следует использовать значения из

столбца z . Полученная далее таблица 13

является оптимальной при =0 и

при всех значениях , удовлетворяющих условиям

 

3+(-1/9) 0,

1+(-1/9) 0,

3+1/3 0,

0+1/3 0.

Из этой системы неравенств получаем 0 9. При этих значениях парамет-

ра решением задачи является точка x*=(1+(-1/9) , 0, 3+(-1/9) , 0+1/3 , 3+1/3 ).

 

 

Таблица 12.

 

 

 

 

 

1

-5

 

 

 

 

 

св

 

x4

 

x2

z

z

-4

x3

1/3

2/3

3

0

1

x1

1/3

-1/3

1

0

0

x5

-1

3

3

0

0

x6

3

 

2

0

1

 

f2

-2

2

-11

0

Таблица 13.

 

 

 

 

 

 

x6

x2

z

z

x3

-1/9

4/9

3

-1/9

x1

-1/9

-5/9

1

-1/9

x5

1/3

11/3

3

1/3

x4

1/3

2/3

0

1/3

f2

2/3

10/3

-11

2/3

При > 9 таблица 13 не является оптимальной, и нужно выполнить шаг двой-

ственного симплекс-метода с главным элементом, стоящим на пересечение второй строки и первого или второго столбцов. Получим таблицу 14, из ко-

торой видно, что при >9 решениями являются точки, доставляющие функ-

31

ции f2(x)

значение

–5. Таблица

14 определяет

опорное решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =(0,0,2,3,6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

x2

z

 

z

 

 

 

 

x3

-1

 

1

2

 

0

 

 

 

 

x6

-9

 

5

-9

 

1

 

 

 

 

x5

3

 

2

6

 

0

 

 

 

 

x4

3

 

-1

3

 

0

 

 

 

 

f2

6

 

0

-5

 

0

 

 

Найдем эти решения. Выберем главным столбец с 0-оценкой. В зави-

симости от

главной строкой

будет первая или вторая строка. Если (-9+

)/5>2, то главной строкой будет выбрана 1-я. А значит,

следующей будет

таблица 15. Она определяет опорное решение ~ =(0,2, 0 ,5, 2), если –19+ 0. x

Итак, если 19, оптимальными решениями будут все точки выпуклой ком-

бинации

+(1- ) ~ =(0, 2-2 , 2 ,5-2 ,2+4 ), где [0,1].

xx

Таблица 15.

 

x1

x3

z

z

x2

-1

1

2

0

x6

-4

-5

-19

1

x5

5

-2

2

0

x4

2

1

5

0

f2

6

0

-5

0

Если (-9+ )/5 2, то главной строкой будет выбрана 2-я. А значит, сле-

дующей после таблицы 14 будет таблица 16. Таблица 16 определяет решение

x =(0, (-9+ )/5, (19- )/5, (6+ )/5, (48-2 )/5), если –19+ 0. Итак, если 19,

оптимальными решениями будут все точки выпуклой комбинации

x +(1- ) x =(0, (1- )(-9+ )/5, (19- )/5+ (-9+ )/5, (6+ )/5+

+ (9- )/5, (48-2 )/5+ (-18+2 )/5), где [0,1].

32

Таблица 16.

 

x1

x6

z

z

x3

4/5

-1/5

19/5

-1/5

x2

-9/5

1/5

-9/5

1/5

x5

33/5

-2/5

48/5

-2/5

x4

6/5

1/5

6/5

1/5

f2

6

0

-5

0

Окончательный результат формулируется следующим образом: реше-

нием многокритериальной задачи являются :

точки x*=(1+(-1/9) , 0, 3+(-1/9) , 0+1/3 , 3+1/3 ), если 0 9,

точки x**=(0, (1- )(-9+ )/5, (19- )/5+ (-9+ )/5, (6+ )/5+ (9- )/5,(48-2 )/5+ (-18+2 )/5), если 9< 19,

точки x***=(0, 2-2 , 2 ,5-2 ,2+4 ), если 19,

где [0,1].

Сравнив полученный результат с описанием множества Парето в примере 3,

приходим к выводу, что множество решений x* совпадает с множеством Па-

рето. Остальные из найденных решений не являются эффективными точками.

Пример. Методом последовательных уступок найти решение задачи примера 2, считая, что критерии упорядочены по важности в последователь-

ности {f2,f1}, и 2 =1.

Первая задача из последовательности (6) в данном случае имеет вид:

f2(x)=4x1 -x2 max ,

при ограничениях

 

 

 

 

-x1 +x2 1 ,

x1 +x2 3,

x1 -2x2 0 ,

x1 4 ,

x2 3 .

Решение этой задачи можно найти графически. Из рисунка 1 видно, что максимум критерия f2(x) на множестве X достигается в вершине x5=(4,2) и f 2* =f2(x5)=14. Графическое решение примера

33

Рис.1.

Добавим к ограничениям задачи условие f2 f 2* - и сформулируем

вторую задачу последовательности (6): f1=-x1+3x2 max,

-x1 +x2 1 ,

x1 +x2 3,

x1 -2x2 0 , x1

4 ,

x2 3,

4x1 -x2 13

 

 

 

 

Ее решением (рис.1) будет вершина x4=(4,3) и

f1* = f1(x4)=5. Так как, оп-

тимальное решение последней задачи единственно, то в силу утверждения 5, x4 принадлежит множеству Парето.

Отметим, что при [0,1] методом последовательных уступок будет найдена одна из точек отрезка [x4,x5], а при >1, одна из точек отрезка

[x3,x4]. Все эти точки и только они принадлежит множеству Парето.

 

 

 

Метод идеальной точки

Предположим, что X ограниченное замкнутое множество, тогда все

задачи f * max f

 

 

 

(x) (i

1, m) имеют решения. Полученную точку

i

x X

i

 

 

 

 

 

 

 

 

f * (f1*, f2*,..., fm* ) назовем идеальной [5], так как ни по одному критерию нельзя получить большее значение. Идеальной точкой для множества X бу-

дет точка =( 1, 2,…, m), в которой fi ( i ) fi* (i 1, m). Обычно точка

34

Источник: https://studfile.net/preview/16414574/