diff --git a/optimierung/Uebungsblatt1.tex b/optimierung/Uebungsblatt1.tex index 28b40bf..ea847fb 100644 --- a/optimierung/Uebungsblatt1.tex +++ b/optimierung/Uebungsblatt1.tex @@ -26,7 +26,8 @@ \makeatother \begin{document} -\author{Jim Martens (6420323)} +\author{Jan Branitz (6326955), Jim Martens (6420323),\\ +Stephan Niendorf (6242417)} \title{Hausaufgaben zum 21. Oktober} \maketitle \section{} %1 @@ -56,12 +57,28 @@ \multicolumn{10}{r}{$x_{1}^{'}, x_{1}^{''}, x_{2}, x_{3}, x_{4}$} \,&\geq &\, 0 \end{alignat*} \subsection{} %b + Es gilt das folgende Problem mit der grafischen Methode zu lösen. + \begin{alignat*}{3} + \text{maximiere}\; & 2x_{1} &+& 5x_{2}&& \\ + \multicolumn{6}{l}{\text{unter den Nebenbedingungen}} && \\ + & 3x_{1} &-& 2x_{2} &\leq &\, 6 \\ + & x_{1} &+& x_{2} &\leq &\, 6 \\ + -& 2x_{1} &+& 6x_{2} &\leq &\, 18 \\ + \multicolumn{4}{r}{$x_{1}, x_{2}$} \,&\geq &\, 0 + \end{alignat*} + Nach Umstellen der Nebenbedingungen nach $x_{2}$ ergibt sich dieses: + \begin{alignat*}{3} + x_{2} &\geq & \frac{3}{2}x_{1} &-& 3 \\ + x_{2} &\leq & -x_{1} &+& 6 \\ + x_{2} &\leq & \frac{1}{3}x_{1} &+& 3 + \end{alignat*} + Daraus lässt sich die Fläche aller gültigen Werte zeichnen. \begin{tikzpicture}[>=stealth] \begin{axis}[ ymin=0,ymax=7, - x=1em, - y=1em, + x=1cm, + y=1cm, axis x line=middle, axis y line=middle, axis line style=->, @@ -72,13 +89,30 @@ \addplot[no marks, black, -] expression[domain=2:6,samples=100]{1.5*x - 3} node[pos=0.65,anchor=north]{}; \addplot[no marks, black, -] expression[domain=0:6,samples=100]{-1*x + 6} node[pos=0.65,anchor=north]{}; - \addplot[no marks, black, -] expression[domain=0:6,samples=100]{0.33333*x + 3} node[pos=0.65,anchor=north]{}; - \addplot[no marks, black, -] expression[domain=0:7,samples=100]{-0.4*x + 4.6} node[pos=0.65,anchor=north]{}; - %\node at (axis cs: 2.75,-3) {f}; - %\node at (axis cs: 1.75,-2.5) {A}; + \addplot[no marks, black, -] expression[domain=0:6,samples=100]{0.3333333333333*x + 3} node[pos=0.65,anchor=north]{}; + \addplot[no marks, black, -] expression[domain=0:7,samples=100]{-0.4*x + 4.65} node[pos=0.65,anchor=north]{}; + \node at (axis cs: 2.5,4.5) {(2.2,3.75)}; + \node at (axis cs: 6,2) {z}; %\draw[>=stealth] (axis cs:1,0) -- (axis cs:1,-6) node [pos=0.65,anchor=north]{}; \end{axis} - \end{tikzpicture} + \end{tikzpicture}\\ + Das optimale Ergebnis kann folgendermaßen bestimmt werden: + + \begin{alignat*}{5} + I &-&\; 2x_{1} &+& 6x_{2} &=& 18 && \;| + 2II\\ + II &&\; x_{1} &+& x_{2} &=& 6 && \\ + \overset{I+2II}{\Rightarrow} &&\; && 8x_{2} &=& 30 && \;| \cdot \frac{1}{8} \\ + \Leftrightarrow &&\; && x_{2} &=& \frac{30}{8} = \frac{15}{4} && + \intertext{Einsetzen in II} + \overset{II}{\Rightarrow} &&\; x_{1} &+& \frac{15}{4} &=& 6 &&\;| - \frac{15}{4} \\ + &&\; x_{1} && &=& \frac{24}{4} - \frac{15}{4} = \frac{9}{4} && + \end{alignat*} + Anhand der beiden $x$-Werte kann nun der Wert der Zielfunktion berechnet werden. + + \[ + 2 \cdot \frac{9}{4} + 5 \cdot \frac{15}{4} = \frac{18}{4} + \frac{75}{4} = \frac{93}{4} = 23,25 + \] + Damit ist $\frac{93}{4}$ das optimale Ergebnis für die Zielfunktion $2x_{1} + 5x_{2}$ unter den gegebenen Nebenbedingungen. \section{} %2 \subsection{} %a Pauls Diätproblem:\\ @@ -109,14 +143,14 @@ \multicolumn{12}{r}{$x_{1}^{'}, x_{1}^{''}, x_{2}, x_{3}, x_{4}^{'}, x_{4}^{''}$} \,&\geq &\, 0 \end{alignat*} \subsection{} %b - \begin{alignat*}{10} - \text{maximiere}\; & 5a_{1} &+& 13a_{2} &+& 8a_{3} &+& 9b_{1} &+& 15b_{2} &+& 12b_{3} &+& 5c_{1} &+& 14c_{2} &+& 10c_{3} && \\ - \multicolumn{20}{l}{\text{unter den Nebenbedingungen}} && \\ - & a_{1} &+& a_{2} &+& a_{3} && && && && && && &\leq &\, 400 \\ - & && && && b_{1} &+& b_{2} &+& b_{3} && && && &\leq &\, 480 \\ - & && && && && && && c_{1} &+& c_{2} &+& c_{3} &\leq &\, 230 \\ - & && a_{2} && && &+& b_{2} && && &+& c_{2} && &\leq &\, 420 \\ - & && && a_{3} && && &+& b_{3} && && &+& c_{3} &\leq &\, 250 \\ - \multicolumn{18}{r}{$a_{1}, a_{2}, a_{3}, b_{1}, b_{2}, b_{3}, c_{1}, c_{2}, c_{3}$} \,&\geq &\, 0 + \begin{alignat*}{7} + \text{maximiere}\; & 13a_{1} &+& 8a_{2} &+& 15b_{1} &+& 12b_{2} &+& 14c_{1} &+& 10c_{2} && \\ + \multicolumn{14}{l}{\text{unter den Nebenbedingungen}} && \\ + & a_{1} &+& a_{2} && && && && &\leq &\, 400 \\ + & && && b_{1} &+& b_{2} && && &\leq &\, 480 \\ + & && && && && c_{1} &+& c_{2} &\leq &\, 230 \\ + & a_{1} && &+& b_{1} && &+& c_{1} && &\leq &\, 420 \\ + & && a_{2} && &+& b_{2} && &+& c_{2} &\leq &\, 250 \\ + \multicolumn{12}{r}{$a_{1}, a_{2}, b_{1}, b_{2}, c_{1}, c_{2}$} \,&\geq &\, 0 \end{alignat*} \end{document}