Метод основан на закономерностях выведенных в геометрическом способе решения о том, что решения находятся на границах области допустимых решений. Тогда поиск решения сводится к перебору вершин, вычислению в каждой вершине значения целевой функции и выбору экстремального значения.
Для определения области допустимых решений нам нужно решить эту систему ограничений. Она состоит из двух уравнений с 4 неизвестными. Придавая двум неизвестным произвольные значения и решая систему относительно оставшихся мы будем получать решения ( не всегда допустимые). Интерес представляют то решение, когда лишние неизвестные полагаются равными нулю. Если оно имеется и единственное, то оно называется базисным. А если оно к тому же и допустимое, то называется базисным допустимым. Для задачи с n переменными, подчиненными m ограничениям базисные решения могут быть получены, приравнивая нулю n-m переменных и решая m уравнений относительно оставшихся. Переменные приравненные нулю называются небазисными, остальные -базисными. Для нашего примера 2 небазисные переменные можно выбрать 6 способами. Базисные решения можно свести в таблицу, где каждое решение соответствует паре небазисных переменных (x1x2)(x1x3)(x1x4)(x2x3)(x2x4)(x3x4). Из этих 6 базисных решений только 4 являются допустимыми и они соответствуют вершинам многоугольника.
Запишем таблицу для нашего случая
|
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
|
1 |
0 |
0 |
1700 |
1600 |
0 |
2 |
0 |
425 |
0 |
-525 |
|
3 |
0 |
320 |
420 |
0 |
A |
4 |
566.3 |
0 |
0 |
466.3 |
C |
5 |
800 |
0 |
-700 |
0 |
|
6 |
300 |
200 |
0 |
0 |
B |
В основу построения симплекс метода положено наблюдение, что оптимальному решению всегда соответствует одна из угловых точек пространства решений. Процесс начинается с некоторой исходной допустимой угловой точки (обычно начала координат) и осуществляются последовательные переходы от одной допустимой точки к другой до тех пор, пока не будет найдено оптимальное решение. Решение в точке А называется начальным из нее осуществляется переход к некоторой смежной точке В или D. Выбор каждой последующей точки определяется двумя правилами:
1)каждая последующая точка должна быть смежной с предыдущей, т.е.переход идет по ребрам, по границам области решений
2)обратный переход к предшествующей точке производится не может.
Переменные х1,х2,х3,х4 можно упорядочить исходя из того, какое значение
( нуль или нет) имеет данная переменная в экстремальной точке.
Таблица
Экстремальная точка |
Нулевые переменные |
ненулевые переменные |
0 |
х1х2 |
х3х4 |
С |
х3х2 |
х1х4 |
В |
х3х4 |
х1х2 |
А |
х1х4 |
х3х2 |
Можно заметить закономерность, что смежные экстремальные точки отличаются друг от друга только одной переменной в каждой группе ( нулевых и ненулевых переменных). Она полезна при построении вычислительной процедуры последовательного перехода от одной точки к смежной другой. Так как смежные точки отличаются только одной переменной, можно определить каждую последующую (смежную) экстремальную точку путем замены одной из текущих небазисных переменных (нулевых) текущей базисной перемененной. Из решения 0 переход в точку С следует при увеличении небазисной переменной х1 от исходного 0 значения до значения соответствующего точке С. В точке С переменная х3 ( которая в точке 0 была базисной) автоматически обращается в 0 и становится небазисной переменной.
Следовательно, при переходе к соседней точке одна переменная выводится из базиса, а другая вводится в базис.