Kvantitatiivsed meetodid majandusteaduses (KT)Modelleerimine-
on teatud objekti
uurimine tema mudeli abil
Modelleerimisprotsessis
osalevad: - subjekt (uurija)
- uurimisobjekt
- nende suhet väljendav mudel
Mudel-tähendab
näidist, mõõtu (ladina keeles
modulus ); selline
materiaalne või mõtteliselt kujuteldav objekt, mis
tunnetusprotsessis asendab originaali ja uurimiseesmärgist lähtudes
säilitab originaali olulised omadused
Mudelid
jagunevad: - materiaalsed (ainelised) mudelid (toiming, mille tulemusena saadavad mudelid annavad edasi objekti põhilisi füüsikalisi, geomeetrilisi , dünaamilisi ja funktsionaalseid tunnuseid. (N. Lennukimudel)
- mõttelised mudelid(ideaalsed)-koostatakse uurimisobjekti mõtteline analoog
-
kujutlusmudelid-põhinevad intuitiivsel ettekujutusel
reaalsest objektist. Ei allu formuleerimisele. (N.sõnalised
selgitused,
definitsioonid )
-
märkmudelid
( matemaatilised ka)-objekti mõtteline mudel, mis on esitatud
valemite,
jooniste ,
tabelite , graafikutena.
-Matemaatiline mudel on märkmudel, kus originaali
uurimine taandub matemaatiliste seoste uurimisele. Võimaldab
imiteerida originaali informatsionilist külge.
- Majandusmatemaatiline mudel on võrrandite ja/või võrratuste süsteem, mis uurimiseesmärgist tulenevalt kajastab majandusnähtuste olulisemaid jooni. Ta peegeldab matemaatiliste sümbolite ja valemite abil majanduselu protsesse ja seoseid .(Tulenevalt püstitatud eesmärgist).
Eeldused
matemaatiliste mudelite kasutamiseks majadnusprobleemide
lahendamisel: - Majandusprobleem peab olema kvantitatiivselt formuleeritav
- On olemas ülesande formaliseerimiseks ja lahendamiseks vajalikud andmed
- Ülesanne on arvutil lahendatav
- Lahendust osatakse tõlgendada ja loovalt kasutada
Majandusmatemaatilise
mudeli kasutamise eelised: - Täpsus
- Vabam subjektiivsetest hinnangutest
- Matemaatika väljendusvahendite kasutamine täpsustab majandusmõistete sisu, väldib kahemõttelisust, illustreerib järeldusi
- Võimalik hinnata mitmeid alternatiivseid arengusuundi
Majandusmatemaatilise
mudelite ja meetodite kasutamise võimalikud takistused: - Saab kasutada vaid kvantitatiivselt mõõdetavate majandusnähtuste hindamisel
- Majandusprobleeme ja –situatsioone ei analüüsita piisavalt enne nende matemaatilist formaliseerimist
- Alati ei osata piisavalt tõlgendada matemaatilise modelleerimise tulemusi ega neid efektiivselt ära kasutada
- Paljud inimesed ei talu matemaatikat
Mudel
on vaid siis väärtuslik, kui ta peegeldab uurimiseesmärgi
seisukohalt kõige olulisemaid aspekte .!!!Modelleerimise
kuldreegel: „
Mudel peab olema nii lihtne kui võimalik ja nii
keeruline kui vajalik!“ Ühe objekti
kohta võib koostada mitu erinevat mudelit (N: maja, mille valmimisel
on erinevad faasid-ehitus,
sisustus ,....) Ühte mudelisse kõike
kokku võtta on äärmiselt keeruline. Ettevõtte_ tootmismudel,
ressursid ,
personalitöö , finantside juhtimine, turundus.
Majandusnähtuste uurimises võib eraldada kolme peamist etappi :1)
tutvumine ,
s.o. nende kõige tähtsamate (olulisemate) tunnuste
registreerimine ning nähtuste kirjeldamine;
2)
kvalitatiivne
analüüs, s.o. nähtuste olemuse põhjalik ja mitmekülgne
avamine , nende sisu, omavaheliste suhete, ajalise järjestuse,
alluvusvahekordade, majandusliku tähtsuse jms.
selgitamine ;
3)
kvantitatiivne analüüs, s.o. nähtuste tunnuste ning nende
muutumise põhjuste võimalikult täpne numbriline uurimine.
(Rakendus: riigi- ja valitsusasutused,
rahandus ja pangandus,
ettevõtted ja
organisatsioonid , audiitorid, teadus- ja
arendustegevus).
Simuleerimismudel-tuginedes
sellele on võimalik analüüsida erinevaid arengutsenaariume ning
saada täiendavat infot majandusprotsessi võimaliku käitumise kohta
erinevates keskkonnatingimustes.
Optimeerimismudel-võimaldab
selgitada
parima lahendi kooskõlas juhtimiseesmärgi ning selle
saavutamist piiravate tingimustega.
Optimeerimisülesannete
näiteid: - Optimaalse tootmisplaani leidmine
- Vastastikku mitteasendatavate (või asendatavate) seadmete optimaalse koormamise mudelid
- Materjalide optimaalne lahtilõikamine
- Tootmisvarude optimeerimine
- Segude mudelid
- Söödaratsioonide optimeerimine (ka dieediülesanne)
- Vedude teostamine vähimate kuludega
- Veomarsruutide määramine (tühisõitude minimeerimine)
Majandusprotsesside
suunamiseks on vaja teha
valikuid ning langetada otsuseid.
Otsustusprotsess -otse-ja
tagasisidemtega protsess, mille etapid on järgmised:
- Majandusprobleemi formuleerimine ja otsustuskeskkonna analüüs
- Vastav mudelipüstitus koos vajalike andmete ettevalmsitamisega
- Mudeli lahendamine ja lahendustulemuste analüüs ning info ettevalmistamist otsuste langetamiseks
- Otsuse tegemine
LINEAARSED PLANEERIMISÜLESANDEDKasumi saamine on
alati seotud teatud kitsendustega, mis tulenevad inimese
käsutuses olevate ressursside piiratusest.
Ekstreemumülesanded- leida selline
lahend , mis annab teatud funktsioonile suurima või
vähima võimaliku väärtuse.
Lineaarne
planeerimisülesanne- ülesannet leida muutujate (tundmatute)
sellised mittenegatiivsed väärtused, mis annaksid etteantud
lineaarsele funktsioonile (sihifunktsioonile) optimaalse (maksimaalse
või minimaalse) väärtuse ning rahuldaksid seejuures kõiki
etteantud lineaarseid võrratusi või võrdusi (kitsendusi).
Kui lisaks
sellele on esitatud nõue, et osa tundmatuid (või kõik tundmatud)
omandaksid vaid täisarvulisi väärtusi, siis vastavat ülesannet
nimetatakse osaliselt (või täielikult)
täisarvuliseks planeerimisülesandeks.
Seega
lineaarne planeerimisülesanne koosneb järgmistest osadest:
- sihifunktsioon,
- tingimuste (kitsenduste) süsteem,
- tundmatute mittenegatiivsuse nõue.
Selliseid
tundmatute väärtusi, mis rahuldavad kõiki tingimustesüsteemi
nõudeid ja mittenegatiivsuse nõuet, nimetatakse
lubatavaks lahendiks ehk plaaniks.
Tundmatute
väärtusi, mis nimetatule lisaks muudavad
sihifunktsiooni väärtuse
ekstremaalseks (suurimaks või vähimaks), nimetatakse
optimaalseks
lahendiks ehk optimaalseks plaaniks.
Optimaalsuskriteerium
- juhtimiseesmärgi
kvantitatiivne hinnang, näiteks võimalikult suur kasum, vähimad
tootmiskulud jne.
Optimeerimine
- fikseeritud kitsendustele ja püstitatud
optimaalsuskriteeriumile vastava parima lahendi leidmine.
MAX- põhikuju ,
MIN-põhikujuSihifunktsiooni
otsitava väärtuse z ja
muutuvate suuruste (tundmatute)
xj kõrval
esinevad lineaarses planeerimisülesandes max põhikujul veel ka
järgmised suurused:
C1,c2....cn-sihfunktsiooni
kordajad -(
cj) , j= 1,2...n
c0
⎯ sihifunktsiooni
vabaliige;
aij
⎯ kitsenduste
süsteemi kordajad,
(
i = 1, 2
,
... , m; j = 1, 2,
..., n);
bi
⎯ kitsenduse
süsteemi vabaliikmed (
i = 1, 2,
...,m).
n mSeega
lineaarne planeerimisülesanne on max-põhikujul,
kui :a) nõutakse
sihifunktsiooni
maksimumi ;
b) kõik
tundmatud võivad omandada ainult mittenegatiivseid väärtusi (≥
0);
c) kõik
kitsendused on antud võrratustena ≤ (väiksem või võrdne).
Lineaarne
planeerimisülesanne on min-põhikujuline, kui:
a)
sihifunktsioonile nõutakse minimaalset väärtust;
b) kõik
tundmatud võivad omandada ainult mittenegatiivseid väärtusi (≥0);
c) kõik
kitsendused on esitatud võrratustena ≥ (suurem või võrdne).
Lineaarne
planeerimisülesanne on max-kanoonilisel kujul,
kui:1) nõutakse
sihifunktsiooni maksimumi;
2) kõik
tundmatud võivad omandada ainult mittenegatiivseid väärtusi (≥0);
3) kõik
ülejäänud kitsendused on antud võrdustena,
Lineaarne
planeerimisülesanne on antud min-kanoonilisel kujul,
kui:1) nõutakse
sihifunktsiooni miinimumi;
2) kõik
kitsendused on esitatud võrdustena;
3) kõigile
tundmatutele on esitatud mittenegatiivsuse nõue (≥0).
Põhisammud
majandusprobleemi formuleerimiseks lineaarse planeerimisülesandenaLineaarse
planeerimisülesande saamiseks tuleb läbida järgmised etapid:
- Defineerida majandusprobleem. Selgitada põhieesmärk, mida tahetakse saavutada. Määratleda tundmatud (muutujad), mille väärtus on otsitav suurus (xj) ja määratleda, milliste tundmatute kohta kehtib mittenegatiivsuse nõue ning kas ja milliste kohta tuleb esitada veel lisaks täisarvulisuse nõue.
- Defineerida sihifunktsioon. Määratleda sihifunktsiooni kordajad, mis otseselt mõjutavad sihifunktsiooni kuuluvate tundmatute väärtuste kujunemist.
- Määratleda kitsendused, nende sisu ja mõju juhtimiseesmärgi saavutamisele.
- Selgitada ressursside olemasolevad kogused ja nende kulunormid (kitsendustesüsteemi kordajad).
- Esitada majandussituatsiooni iseloomustavad tunnused ja tingimused tabelina (vajadusel ja võimalusel).
- Formaliseerida matemaatiliste funktsioonidena sihifunktsioon ja kitsendused, s.t. esitada majandusprobleemi matemaatiline mudel.
- Kontrollida formuleeritud ülesannet, s.t. võrrelda majandusprobleemi ja formuleeritud lineaarset planeerimisülesannet, sest valesti formuleeritud ülesande lahendamine on ohtlik, kuna tehakse valed järeldused majandusprobleemi lahendamise ja saadud lahendi kohta.
LINEAARSE
PLANEERIMISÜLESANDE GRAAFILINE LAHENDAMINE2.1. Graafiline lahendusmeetodLineaarsete
planeerimisülesannete lihtsaimaks lahendusviisiks on graafiline
lahendamine.
Lineaarse
planeerimisülesande graafiline lahendamine- tundmatute
väärtuste interpreteerimist sirge, tasandi või ruumi punktide
koordinaatidena, kitsendusi rahuldava punktide hulga väljaeraldamist
ja sihifunktsioonile maksimaalset või minimaalset väärtust andvate
punktide
leidmist jooniselt saadava informatsiooni põhjal.Seda
kasutatakse juhul kui:
- ülesannete korral, mis sisaldavad kahte tundmatut või taanduvad kahte tundmatut sisaldavaks ülesandeks. Graafilise lahendamise korral pole lineaarse planeerimisülesande viimine maksimum-põhikujule vajalik.
- Kahte tundmatut x1 ja x2 sisaldava planeerimisülesande graafilisel lahendamisel interpreteerime tundmatute väärtusi kui x1x2 – tasandi punkti koordinaate.
Lineaarse
planeerimisülesande korral peavad tundmatud rahuldama mitte ainult
üht, vaid mitmeid erinevaid kitsendusi. Kõiki kitsendusi korraga
rahuldavatele tundmatute
väärtustele vastavad tasandil punktid, mis
on ühised kõigile lubatavatele pooltasanditele.
Nende
punktide hulka nimetatakse lubatavaks piirkonnaks ja selleks on alati kumer hulknurk.Ülesanne
seisneb lubatava piirkonna sellise punkti (selliste
punktide) leidmises, milles sihifunktsioon saavutab ekstremaalse,
(s.o. kas maksimaalse või minimaalse) väärtuse.
Ülesandel
on optimaalne lahend siis, kui
lubatavate
lahendite piirkond sisaldab vähemalt ühte punkti ja
sihifunktsiooni muutumise suunas on lahendite piirkond
tõkestatud.Samakõrgusjooned-
punktide hulk tasandil, millede koordinaadid annavad
sihifunktsioonile ühe ja sama väärtuse. Sihifunktsiooni
väärtustele
z = K (
K –
const .) vastavaks
samakõrgusjooneks on tasandi need punktid, mis rahuldavad seost
c0 + c1x1 +
c2x2 = K.Sihifunktsiooni
erinevate väärtuste
K (K = K1 , K2 ,…) korral saame seega
samakõrgusjoonteks paralleelsed
sirged . Ülesande lahendamisel
piisab aga ühe samakõrgusjoone väljajoonistamisest ning seejärel
määratakse suund, kuhupoole seda sirget
iseendaga paralleelselt
nihutades (s.o. tegelikult uusi samakõrgusjooni joonistades)
sihifunktsiooni väärtus kasvab (maksimumi leidmise korral) või
kahaneb (miinimumi leidmise korral). Lubatavate lahendite piirkonna
viimase punkti (viimaste punktide) koordinaadid määratlevad antud
ülesande optimaalse plaani.Seega
lineaarse planeerimisülesande graafilisel lahendamisel tuleb teha
järgmist:1) tingimusele
vastava piirsirge määramine;
2) piirsirge
paigutamine joonisele;
3) tingimusele
vastava lubatava pooltasandi määramine;
4) punktide 1)-3)
läbimine iga tingimuse korral;
5) kogu
tingimustesüsteemi ja mittenegatiivsuse nõuet rahuldavate punktide
hulga, s.o. lubatavate lahendite piirkonna leidmine;
6)
sihifunktsiooni samakõrgusjoone leidmine;
7)
samakõrgusjoone nihutamise suuna kindlaksmääramine;
8) lubatavate
lahendite piirkonnas sihifunktsioonile optimaalset väärtust
andva(te) punkti(de) kindlaksmääramine;
9) leitud
punkti(de) koordinaatide leidmine;
10)
sihifunktsiooni väärtuse arvutamine saadud punkti koordinaatide
alusel.
!!!Graafiliselt
saab lahendada ka osaliselt või täielikult täisarvulisi kahe
tundmatuga planeerimisülesandeid. Niisuguste ülesannete lahendamine
pole tavaliselt teostatav sel teel, et leitakse lihtsalt
täisarvulisuse nõuet arvestamata ülesande optimaalne lahend ja
siis ümmardatakse tundmatute saadud väärtused lähimateks
täisarvudeks.
Selliselt saadud lahend võib osutuda mittelubatavaks
ja isegi siis, kui selliselt saadakse täisarvuline lahend, ei
tarvitse see olla täisarvuliste hulgast optimaalne.
Täisarvulise
lineaarse planeerimisülesande lubatava piirkonnana tuleb võrratuste
poolt määratud pooltasandite ühiste punktide hulgast vaadata vaid
neid, kus mõlemad koordinaadid on
täisarvud . Seejuures ei pea
täisarvulise planeerimisülesande optimaalseks lahendiks olema ilma
selle nõudeta
lahendatud ülesande optimaalsele lahendile kõige
lähem täisarvuliste koordinaatidega punkt.
Täisarvulisi
optimaalseid
lahendeid ei tarvitse olla tingimata ainult üks, kuigi
mittetäisarvulisi optimaalseid lahendeid on täpselt üks, või
vastupidi.
Lineaarse
planeerimisülesande lahenduvusest graafilisel lahendamiselKuna lineaarse
planeerimisülesande tingimusi rahuldavate punktide hulk võib olla
tõkestatud, tõkestamata või tühi hulk, siis ülesandel ei pruugi
alati olla vaid üks optimaalne lahend; optimaalne lahend võib
puududa, võib olla mitu samaväärset lahendit (alternatiivsed
lahendid ), võib olla lõpmata palju lahendeid ning ülesandel ei
pruugi olla ühtegi lubatavat lahendit.
1. Ülesandel on
üks
optimaalne lahend, mis langeb kokku lubatavate lahendite
piirkonna ühe tipuga,
kusjuures lubatavate lahendite piirkond võib
olla tõkestatud või tõkestamata.
2. Ülesandel
on
lõpmata palju optimaalseid lahendeid – sihifunktsiooni
samakõrgusjoon on paralleelne lubatavate lahendite piirkonna küljega
või kiirega.
3. Ülesandel
puudub lahend, sest lubatavate lahendite piirkond on tühi
hulk.
4.
Sihifunktsiooni väärtus on tõkestamata
ja ülesandel lahend
selle tavalises mõttes puudub. DUAALSED PLANEERIMISÜLESANDED Duaalne planeermisülesanne-Iga lineaarse planeerimisülesandega
seotud teine lineaarne planeerimisülesanne.
Duaalsete
ülesannete paar-selle moodustavad esialgne ülesanne ja
temaga duaalne ülesanne.
Lineaarne
planeerimisülesanne (esialgne ülesanne) ja temale vastav duaalne
ülesanne on seotud nii formaalselt (s.t. vormiliselt – nende
valises kujus esineb teatav sümmeetria) kui sisuliselt.
Duaalse
ülesande saamiseks tuleb teha järgmist:1. Esialgse ülesande igale tingimusele seada vastavusse duaalse
ülesande tundmatu ehk esialgse ülesande
m tingimusele
vastavad duaalsed tundmatud yi (
y1,
y2, ...,
ym).
2.
Esialgse ülesande
n tundmatule
xj (
x1 , x2 ,…,
xn) seada vastavusse sama arv tingimusi duaalses ülesandes.
3. Duaalse
ülesande sihifunktsiooni kordajateks võtta esialgse ülesande
tingimustesüsteemi vabaliikmed
bi (
b1 , b2 , … , bm).
4. Duaalse
ülesande tingimustesüsteemi vabaliikmeteks võtta esialgse ülesande
sihifunktsiooni kordajad
cj ().
cccn12,,...,
5. Duaalse
ülesande tingimustesüsteemi kordajate maatriksi saamiseks
transponeerida esialgse ülesande tingimustesüsteemi tundmatute
kordajate
maatriks , seega
6. Duaalse
ülesande sihifunktsiooni väärtusele
w nõuda miinimumi, kui
esialgse ülesande sihifunktsiooni väärtusele
z nõutakse
maksimumi; ja vastupidi.
7. Duaalse
ülesande
j-nda tingimuse märk ( ≤ , ≥ või = )
määratakse esialgse ülesande vastavale tundmatule (s.t.
xj-le)
kehtestatud nõude alusel (vt. lk. 26-27).
Märkus :
Max-põhikujulise ülesandega duaalse ülesande kõik kitsendused
on ≥-tüüpi võrratused.
8. Duaalse
ülesande tundmatule
yi kehtestatav nõue (≤ , ≥ või
märgi poolest kitsendamata) fikseeritakse esialgse ülesande vastava
(s.t.
i-nda tingimuse märgi alusel (vt. lk. 26-27).
Märkus:
Max-põhikujulise ülesandega duaalse ülesande kõikidelt
tundmatutelt nõutakse mittenegatiivsust (
yi ≥ 0).
Järgnevalt
selgitame duaalse ülesande tingimustesüsteemi tingimuste märkide
ja duaalsetele tundmatutele esitavate nõuete määramist.
Kõigepealt sõltub see sellest, kas esialgses ülesandes nõutakse
sihifunktsioonile maksimumi või miinimumi.
Kui
esialgses
ülesandes nõutakse
sihifunktsiooni maksimumi, siis1) duaalse
ülesande tingimusele märgi fikseerimiseks tulenevalt esialgses
ülesandes tundmatule esitatavast nõudest mittenegatiivsuse kohta on
järgmised võimalused:
a) duaalses
ülesandes tuleb j-nda tingimuse märgiks ≥, kui esialgses
ülesandes duaalse ülesande tingimusele vastava tundmatu kohta oli
nõutud mittenegatiivsust (; )
xj≥0
b) duaalses
ülesandes tuleb j-nda tingimuse märgiks ≤, kui sellele
tingimusele vastava tundmatu kohta esialgses ülesandes oli esitatud
mittepositiivsuse nõue ()
xj≤0;
c) duaalses
ülesandes tuleb tingimus esitada võrdusena (=), kui sellele
tingimusele vastava tundmatu kohta esialgses ülesandes ei olnud
mittenegatiivsuse ega mittepositiivsuse nõuet (s.t. tundmatu oli
märgi poolest kitsendamata);
2) duaalse
ülesande tundmatutelt (
yi) nõutakse mittenegatiivsust (≥
0), kui esialgse ülesande i-s tingimus oli esitatud ≤-tüüpi
tingimusena; mittepositiivsust (≤ 0), kui esialgse ülesande i-s
tingimus oli esitatud ≥-tüüpi tingimusena; või jäetakse märgi
poolest kitsendamata (∼), kui esialse ülesande vastava tingimus
oli esitatud võrrandina (=).
Kui
esialgses
ülesandes nõutakse
sihifunktsiooni miinimumi, siis:
1) duaalse
ülesande
k-ndas tingimuses on märk ≤, ≥ või = sõltuvalt
sellest, kas antud tingimusele vastava tundmatu (
xi) kohta
esialgses ülesandes oli nõutud mittenegatiivsust (≥),
mittepositiivsust (≤) või oli märgi poolest kitsendamata (∼);
2) duaalse
ülesande tundmatutelt nõutakse mittenegatiivsust (≥ 0),
mittepositiivsust (≤ 0) või on tundmatu märgi poolest
kitsendamata vastavalt sellele, kas esialgses ülesandes esineb
vastava tingimuse korral märk ≤, ≥ või =.
Kokkuvõtteks
võib öelda järgmist1.
Max-põhikujulise lineaarse planeerimisülesandega duaalne
planeerimisülesanne on min-põhikujuline ja vastupidi. Need
ülesanded moodustavad
sümmeetriliste
ülesannete paari.
2. Kui esialgne
ülesanne ei ole max- või min-põhikujuline, siis ka vastav duaalne
ülesanne ei saa olla min- või max-põhikujuline. Nimetatud juhul on
tegemist nn.
ebasümmeetriliste
duaalsete ülesannete paariga.
3. Kui esialgse
ülesande tingimustesüsteemis esineb lisaks võrratustele ka
võrrandeid, siis vastavas duaalses ülesandes võivad mõned
(vastavad) tundmatud omada igasuguseid väärtusi (ka negatiivseid).
Iga ülesanne
duaalsete ülesannete paarist kujutab formaalselt endast
iseseisvat ülesannet ja teda on võimalik lahendada teisest paari kuuluvast
ülesandest sõltumatult. Kuid leides ühele ülesandele duaalsete
ülesannete paarist optimaalse lahendi, on see hõlpsasti väljaloetav
ka teisele
samasse paari kuuluvale ülesandele.
Et leida duaalse
ülesande lahendit, lahendatakse esialgne ülesanne nt.
simpleksmeetodil. Kui esialgsele ülesandele üldse on leitav
optimaalne lahend, siis mingi lõpliku arvu sammude tulemusena
saadakse lõppsimplekstabel, kust on leitavad ka duaalse ülesande
optimaalsed lahendid (asuvad sihifunktsiooni reas abitundmatute
veergudes).
Kui tegemist on
nn. tootmisplaani leidmise ülesandega (kasumi maksimeerimine
piiratud ressursside tingimustes), siis duaalse ülesande tundmatute
yi väärtused väljendavad täiendavat kasumit, mida oleks
võimalik saada, kui i-ndat ressurssi oleks ühe ühiku võrra
rohkem. Sel juhul duaalset tundmatut
yi nimetatakse ka
ressursi
fiktiivseks hinnaks, s.t. tegemist on maksimaalse
hinnaga, mida tootja võiks iga täien-dava ressursiühiku eest
maksta. Selle hinnaga (või kallimalt) võiks tootja ka ressurssi
(toorainet) müüa. Näiteks minimaalselt selle hinnaga on
otstarbekas maad välja rentida või maksimaalselt selle hinnaga maad
juurde rentida.
Duaalsuse põhiteoreem : kui üks
duaalsete ülesannete paari kuuluv ülesanne (kas esialgne või
duaalne) omandab optimaalse lahendi, siis ka teisel samasse paari
kuuluval ülesandel on optimaalne lahend, kusjuures optimaalsete
lahendite korral on sihifunktsioonide ekstremaalsed väärtused
võrdsed, seega kehtib seos
zmax = wmin .
- Kui duaalse min-põhikujulise ülesande sihifunktsioon on lubatavate lahendite hulgal alt tõkestamata, siis esialgsel ülesandel ei ole lubatavaid lahendeid;
- Kui esialgse max-põhikujulise ülesande sihifunktsioon on lubatavate lahendite hulgal ülalt tõkestamata, siis vastaval duaalsel ülesandel puuduvad lubatavad lahendid ehk teisisõnu : kui ühe ülesande sihifunktsiooni väärtus on tõkestamata, siis on teise samasse paari kuuluva ülesande tingimustesüsteem vastuoluline .
Selleks et xj
(x1, x2, …, xn) ja yi (y1, y2, … , ym) oleksid duaalsete
ülesannete paari kuuluvate ülesannete optimaalseteks lahenditeks,
on tarvilik ja piisav järgmiste seoste täitmine:
a
) xj
(- cΣ=miiijya1j
) = 0 j = 1, 2, … , nb) yi
(- bΣ=njjijxa1i
) = 0 i = 1, 2, … , ms.t. kui ühe
ülesande tingimustesüsteemis mingi tingimus on rahuldatud range
võrratusena, siis vastav tundmatu duaalses ülesandes peab
võrduma nulliga ja kui mingi tundmatu optimaalses plaanis ei võrdu nulliga,
siis vastav tingimus peab olema rahuldatud täpselt võrrandina
ehk
kui xj
≥ 0, siis = cΣ=miiijya1jkui Σ
c=miiijya1j ,
siis xj = 0kui yi
≥ 0, siis = bΣ=njjijxa1i
33kui Σ
b=njjijxa1i ,
siis yi = 0 .Selles teoreemis
väljendatut kasutatakse lahendi õigsuse ja loogilisuse kontrolliks.
SIMPLEKSMEETOD Simpleksmeetod-
lineaarsete planeerimisülesannete põhiline
lahendusmeetod.
- Kui kanoonilisel kujul antud ülesanne sisaldab n-tundamtut ja m-võrrandit, siis simpleksmeetodil leitud lahendis võivad nullist erineda mitte rohkem kui m(kitsenudste arv) tundamtu väärtused mida nimetatakse lahendielementideks.
- Simplekstabelit nimetatakse baastabeliks, kui kitsenudste süsteemi kordajatele vastav tabeliosa sisladab m-erinevat ühikveergu (m-kitsenudste arv).
(
Ühikveerg-veerg, milles nullist erieneb vaid üks element)
- Baastabel on lubatav kui kõik elemendid b1(vabaliimed) on mittenegatiivsed.
- Lubatav baastabel on optimaalne, kui baastundamtutele vastavad elemendid sihifukntsiooni reas on 0-d ja ülejäänud selle rea elemendid (-cj) on mittenegatiivsed
Baasmuutujad-
muutujad, mis on baastabelis ühikveergude kohal
Vabad
muutujad-ülejäänud muutujad, mis ei asu ühikveergude
kohal.
Põhireeglid
simpleksteisendusteks:Juhtveeru valik. Valitakse veerg, kus 0-nda rea kordaja on negativne ja soovitatavalt absoluutväärtuselt suurim.
Arvutatakse juhtveeru kõikide positiivsete elementide aij alusel suhe bi/aij (i=1,2..m)
Valitakse juhtrida. Juhtreaks on rida, kus suhe bi/aij on väikseim.
Juhtelement, mis ümbiritsetakse rõngakesega.
Juhtteisendused. Juhtveerg tuleb teisendada ühikveeruks, juhtlement võrdub veerus 1ga, ülejäänud elemendid on 0id.
Lahendi
stabiilsuse analüüs ehk teeme kindalsk, millistes
piirides võib muuta esialgse sihifunktsiooni kordajaid cj (millistes
piirides nad vüivad muutuda), et leitud optimaalne lahend oleks ka
uue sihifunktsiooni kordajaga ülesande optimaalseks lahendiks.
Tuleb teha järgmist:
1)lisada
optimaalse baasitabeli sihifunktsiooni reas k-ndas veerus seisvale
arvule suurus –ek
2) Teisendada
optimaalne baasitabel uuesti kujule , kus sihifunktsiooni reas
baasimuutuajtele vastavates veergudes seisavad nullid .
3) kirjutada
välja kitsendused suuruse ek jaoks. Nendes saavad võrratused
nõudega, et pärast teisendamist saadavas reas kõik elemendid, v.a
vabaliikme veerus seisev, oleksid mittenegatiivsed. Pärast
teisendamist saadavas reas vabaliikme veerus seisev avaldis näitab
sihifunktsiooni maksimaalset väärtust pärast kordaja ck
suurenemist
4) lahendada
võrratuste süsteem suuruse ek suhtes.
Kõik kommentaarid