diff --git a/optimierung/Uebungsblatt3.tex b/optimierung/Uebungsblatt3.tex index 4f165da..3698256 100644 --- a/optimierung/Uebungsblatt3.tex +++ b/optimierung/Uebungsblatt3.tex @@ -202,7 +202,7 @@ Stephan Niendorf (6242417)} \underline{Starttableau}: \begin{alignat*}{5} - x_{3} \,&=&\, -4 \,&-&\, x_{1} \,&+&\, x_{2} \,&+&\, x_{0} \\ + x_{3} \,&=&\, -4 \,&+&\, x_{1} \,&+&\, x_{2} \,&+&\, x_{0} \\ x_{4} \,&=&\, 2 \,&-&\, x_{1} \,&-&\, 2x_{2} \,&+&\, x_{0} \\ x_{5} \,&=&\, -1 \,&+&\, x_{1} \,&-&\, x_{2} \,&+&\, x_{0} \\ \cline{1 - 9} w &=& && && \,&-&\, x_{0} @@ -215,55 +215,75 @@ Stephan Niendorf (6242417)} Es folgt \begin{alignat*}{2} - -x_{0} \,&=&&\, -4 - x_{1} + x_{2} - x_{3} \\ - x_{0} \,&=&&\, 4 + x_{1} - x_{2} + x_{3} \\ - x_{4} \,&=&&\, 2 - x_{1} - 2x_{2} + \left(4 + x_{1} - x_{2} + x_{3}\right) \\ - &=&&\, 2 - x_{1} - 2x_{2} + 4 + x_{1} - x_{2} + x_{3} \\ - &=&&\, 6 - 3x_{2} + x_{3} \\ - x_{5} \,&=&&\, -1 + x_{1} - x_{2} + \left(4 + x_{1} - x_{2} + x_{3}\right) \\ - &=&&\, -1 + x_{1} - x_{2} + 4 + x_{1} - x_{2} + x_{3} \\ - &=&&\, 3 + 2x_{1} - 2x_{2} + x_{3} \\ - w \,&=&&\, -\left(4 + x_{1} - x_{2} + x_{3}\right) \\ - &=&&\, -4 - x_{1} + x_{2} - x_{3} \\ + -x_{0} \,&=&&\, -4 + x_{1} + x_{2} - x_{3} \\ + x_{0} \,&=&&\, 4 - x_{1} - x_{2} + x_{3} \\ + x_{4} \,&=&&\, 2 - x_{1} - 2x_{2} + \left(4 - x_{1} - x_{2} + x_{3}\right) \\ + &=&&\, 2 - x_{1} - 2x_{2} + 4 - x_{1} - x_{2} + x_{3} \\ + &=&&\, 6 - 2x_{1} - 3x_{2} + x_{3} \\ + x_{5} \,&=&&\, -1 + x_{1} - x_{2} + \left(4 - x_{1} - x_{2} + x_{3}\right) \\ + &=&&\, -1 + x_{1} - x_{2} + 4 - x_{1} - x_{2} + x_{3} \\ + &=&&\, 3 - 2x_{2} + x_{3} \\ + w \,&=&&\, -\left(4 - x_{1} - x_{2} + x_{3}\right) \\ + &=&&\, -4 + x_{1} + x_{2} - x_{3} \\ \end{alignat*} \underline{Ergebnis des Umwandelns}: \begin{alignat*}{5} - x_{0} \,&=&\, 4 \,&+&\, x_{1} \,&-&\, x_{2} \,&+&\, x_{3} \\ - x_{4} \,&=&\, 6 \,&& &-&\, 3x_{2} \,&+&\, x_{3} \\ - x_{5} \,&=&\, 3 \,&+&\, 2x_{1} \,&-&\, 2x_{2} \,&+&\, x_{3} \\ \cline{1 - 9} - w &=& -2 \,&-&\, x_{1} \,&+&\, x_{2} \,&-&\, x_{3} + x_{0} \,&=&\, 4 \,&-&\, x_{1} \,&-&\, x_{2} \,&+&\, x_{3} \\ + x_{4} \,&=&\, 6 \,&-&\, 2x_{1} \,&-&\, 3x_{2} \,&+&\, x_{3} \\ + x_{5} \,&=&\, 3 \,&& &-&\, 2x_{2} \,&+&\, x_{3} \\ \cline{1 - 9} + w &=& -4 \,&+&\, x_{1} \,&+&\, x_{2} \,&-&\, x_{3} \end{alignat*} \underline{1. Iteration}: - Eingangsvariable: $x_{2}$ \\ - Ausgangsvariable: $x_{5}$ + Eingangsvariable: $x_{1}$ \\ + Ausgangsvariable: $x_{0}$ Es folgt \begin{alignat*}{2} - 2x_{2} &=&& 3 + 2x_{1} + x_{3} - x_{5} \\ - x_{2} &=&& \frac{3}{2} + x_{1} + \frac{1}{2}x_{3} - \frac{1}{2}x_{5} \\ - x_{0} &=&& 4 + x_{1} - \left(\frac{3}{2} + x_{1} + \frac{1}{2}x_{3} - \frac{1}{2}x_{5}\right) + x_{3} \\ - &=&& 4 + x_{1} - \frac{3}{2} - x_{1} - \frac{1}{2}x_{3} + \frac{1}{2}x_{5} + x_{3}\\ - &=&& \frac{5}{2} + \frac{1}{2}x_{3} + \frac{1}{2}x_{5} \\ - x_{4} &=&& 6 - 3\left(\frac{3}{2} + x_{1} + \frac{1}{2}x_{3} - \frac{1}{2}x_{5}\right) + x_{3} \\ - &=&& 6 - \frac{9}{2} - 3x_{1} + \frac{3}{2}x_{3} - \frac{3}{2}x_{5} + x_{3}\\ - &=&& \frac{3}{2} - 3x_{1} + \frac{5}{2}x_{3} - \frac{3}{2}x_{5} \\ - w &=&& -2 - x_{1} + \left(\frac{3}{2} + x_{1} + \frac{1}{2}x_{3} - \frac{1}{2}x_{5}\right) - x_{3} \\ - &=&& -2 - x_{1} + \frac{3}{2} + x_{1} + \frac{1}{2}x_{3} - \frac{1}{2}x_{5} - x_{3} \\ - &=&& \frac{1}{2} - \frac{1}{2}x_{3} - \frac{1}{2}x_{5} + x_{1} \,&=&&\, 4 - x_{2} + x_{3} - x_{0} \\ + x_{4} \,&=&&\, 6 - 2\left(4 - x_{2} + x_{3} - x_{0}\right) - 3x_{2} + x_{3} \\ + &=&&\, 6 - 8 + 2x_{2} - 2x_{3} + 2x_{0} - 3x_{2} + x_{3}\\ + &=&&\, -2 - x_{2} - x_{3} + 2x_{0} \\ + x_{5} \,&=&&\, 3 - 2x_{2} + x_{3} \\ + w \,&=&&\, -4 + \left(4 - x_{2} + x_{3} - x_{0}\right) + x_{2} - x_{3} \\ + &=&&\, -4 + 4 - x_{2} + x_{3} - x_{0} + x_{2} - x_{3} \\ + &=&&\, 0 - x_{0} \end{alignat*} \underline{Ergebnis der 1. Iteration}: \begin{alignat*}{5} - x_{2} \,&=&\, \frac{3}{2} \,&+&\, x_{1} \,&+&\, \frac{1}{2}x_{3} \,&-&\, \frac{1}{2}x_{5} \\ - x_{0} \,&=&\, \frac{5}{2} \,&& &+&\, \frac{1}{2}x_{3} \,&+&\, \frac{1}{2}x_{5} \\ - x_{4} \,&=&\, \frac{3}{2} \,&-&\, 3x_{1} \,&+&\, \frac{5}{2}x_{3} \,&-&\, \frac{3}{2}x_{5} \\ \cline{1 - 9} - w &=& \frac{1}{2} \,&& &-&\, \frac{1}{2}x_{3} \,&-&\, \frac{1}{2}x_{5} + x_{1} \,&=&\, 4 \,&-&\, x_{2} \,&+&\, x_{3} \,&-&\, x_{0} \\ + x_{4} \,&=&\, -2 \,&-&\, x_{2} \,&-&\, x_{3} \,&+&\, 2x_{0} \\ + x_{5} \,&=&\, 3 \,&-&\, 2x_{2} \,&+&\, x_{3} \,&& \\ \cline{1 - 9} + w &=& && && &-&\, x_{0} \end{alignat*} - Da das Hilfsproblem keine optimale Lösung besitzt, besitzt das ursprüngliche Problem keine zulässige Lösung und ist damit unlösbar. + Das Tableau ist optimal. Als optimale Lösung des Hilfsproblem erhält man: + \[ + x_{0} = 0, x_{1} = 4, x_{2} = 0 + \] + + Als zulässige Lösung für das ursprüngliche Problem ergibt sich: + \[ + x_{1} = 4, x_{2} = 0 + \] + + Die ursprüngliche Zielfunktion lautet $z = x_{1} + 3x_{2}$. Setzt man für $x_{1}$ die rechte Seite der Gleichung im obigen Tableau ein, erhält man: + + \[ + z = 4 - x_{2} + x_{3} + 3x_{2} + \] + + Daraus ergibt sich dieses Starttableau: + + \begin{alignat*}{4} + x_{1} \,&=&\, 4 \,&-&\, x_{2} \,&+&\, x_{3} \\ + x_{4} \,&=&\, -2 \,&-&\, x_{2} \,&-&\, x_{3} \\ + x_{5} \,&=&\, 3 \,&-&\, 2x_{2} \,&+&\, x_{3} \\ \cline{1 - 7} + z \,&=&\, 4 \,&+&\, 2x_{2} \,&+&\, x_{3} + \end{alignat*} \subsection{} %b \textbf{Aufgabe:} Lösen Sie das folgende LP-Hilfsproblem mit dem Simplexverfahren: