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Resolución de un problema de optimización usando el método de Simplex, Apuntes de Matemáticas

Cómo resolver un problema de optimización lineal utilizando el método de simplex. Se presenta un ejemplo concreto con cinco desigualdades y seis variables, mostrando todos los pasos de la resolución, desde poner el problema en forma estándar hasta obtener la tabla óptima. Además, se explica qué significa que la tabla es óptima y se ofrecen algunas observaciones finales sobre la solución.

Tipo: Apuntes

2015/2016

Subido el 24/06/2016

alvarez77-1
alvarez77-1 🇪🇸

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Ejemplo de Simplex 4 filas
1. Resolver con Simplex el problema siguiente
Max -x + y
s.a. -2x + 2y 4
y 3
x 4
3x +3y 15
x, y 0
Resolución
Lo ponemos en forma estándar y calculamos la matrizcnica.
Max -x + y
s.a. -2x + 2y + r = 4
y + s = 3
x + t = 4
3x +3y + u= 15
x, y, r, s, t, u 0
𝐴𝐴=2 2 1
0 1 0
1 0 0
0 0 0
1 0 0
0 1 0
3 3 0 0 0 1
n = 6, m = 4
Cogemos como básicas r, s, t, u.
B = I, por lo que todo se simplifica, B-1A = A, B-1b = b
1ª Tabla. SPB = (0, 0, 4, 3, 4, 15), f = 0
-1
1
0
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x
y
s
t
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wj
-1
1
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0
0
No es una tabla óptima, pq hay una variable no básica
con w > 0.
Entra la variable “y, pq su w es el más grande.
Sale la variable r, pq min{4/2, 3/1, 15/3} = 2
El pivote es 2.
En la columna dely queremos conseguir 1
0
0
0
Cálculo de la nueva tabla:
En la fila del pivote tenemos que conseguir un 1, por lo que dividimos por 2. La nueva fila del pivote es
-1 1 0.5 0 0 0 2
Ahora usaremos esta fila para conseguir 0s en el resto de la columna.
En la fila como hay un 0 no tenemos que hacer nada.
2ª fila. Hay un 1 y queremos conseguir un 0. fila Hay un 3 y queremos conseguir un 0
Vieja fila
- 1 · Nueva fila del pivote
0 1 0 1 0 0 3
- (-1 1 0.5 0 0 0 2)
-------------------------------------------
1 0 -0.5 1 0 0 1
Vieja 4ª fila
- 3 · Nueva fila del pivote
3 3 0 0 0 1 15
- (-3 3 1.5 0 0 0 6)
-------------------------------------------
6 0 -1.5 0 0 1 9
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¡Descarga Resolución de un problema de optimización usando el método de Simplex y más Apuntes en PDF de Matemáticas solo en Docsity!

Ejemplo de Simplex – 4 filas

1. Resolver con Simplex el problema siguiente

Max -x + y

s.a. -2x + 2y ≤ 4

y ≤ 3

x ≤ 4

3x +3y ≤ 15

x, y ≥ 0

Resolución

Lo ponemos en forma estándar y calculamos la matriz técnica.

Max -x + y

s.a. -2x + 2y + r = 4

y + s = 3

x + t = 4

3x +3y + u= 15

x, y, r, s, t, u ≥ 0

n = 6, m = 4

Cogemos como básicas r, s, t, u.

B = I, por lo que todo se simplifica, B

A = A, B

b = b

1ª Tabla. SPB = (0, 0, 4, 3, 4, 15), f = 0

-1 1 0 0 0 0 x y r s t u 0 r -2 (^) 2 1 0 0 0 4 0 s 0 1 0 1 0 0 3 0 t 1 0 0 0 1 0 4 0 u 3 3 0 0 0 1 15 z (^) j 0 0 0 0 0 0 0 wj -1 1 0 0 0 0

No es una tabla óptima, pq hay una variable no básica con w > 0. Entra la variable “y”, pq su w es el más grande. Sale la variable “r”, pq min{4/2, 3/1, 15/3} = 2

El pivote es 2.

En la columna del “y” queremos conseguir �

Cálculo de la nueva tabla:

En la fila del pivote tenemos que conseguir un 1, por lo que dividimos por 2. La nueva fila del pivote es -1 1 0.5 0 0 0 2

Ahora usaremos esta fila para conseguir 0’s en el resto de la columna. En la 3ª fila como hay un 0 no tenemos que hacer nada.

2ª fila. Hay un 1 y queremos conseguir un 0. 4ª fila Hay un 3 y queremos conseguir un 0

Vieja 2ª fila

  • 1 · Nueva fila del pivote

Vieja 4ª fila

  • 3 · Nueva fila del pivote

La tabla quedaría como sigue

2ª Tabla. SPB = (0, 2, 0, 1, 4, 9), f = 2

-1 1 0 0 0 0 x y r s t u 0 y -1 1 0.5 0 0 0 2 0 s 1 0 -0.5 1 0 0 1 0 t 1 0 0 0 1 0 4 0 u 6 0 -1.5 0 0 1 9 z (^) j -1 1 0.5 0 0 0 2 wj 0 0 -0.5 0 0 0

Es una tabla óptima, pq todos los w ≤ 0.

x es no básica y w (^) x = 0 → Hay soluciones alternativas. No podemos saber si es de arista finita o infinita, pq en la columna de la x hay valores positivos.

Podemos dibujar el problema y ver lo que ha pasado.

Hemos empezado en el vértice (0,0), con f = 0. Luego nos hemos movido al vértice (0,2) con f = 2. Esta solución es óptima. Si hubiese entrado x, nos habríamos movido al vértice (1,3), por lo que la solución es de arista finita.