3.dpsimplekscozumyontemi

Upload: geotechnique

Post on 14-Oct-2015

11 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    1/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    1

    MATEMATKSEL PROGRAMLAMA

    DORUSAL PROGRAMLAMA

    SMPLEKS ZM YNTEM

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    2/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    2

    DP Simpleks zm Yntemi

    Grafikle zmn uygulanamad ok deikenli

    dorusal programlama problemlerinin zmnde yaygnbiimde kullanlan yntemsimpleks yntemidir.

    George B. Dantzig tarafndan gelitirilen bu yntemtekrarl bir yntem olduundansimpleks algoritmaolarakda adlandrlmaktadr.

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    3/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    3

    Kanonik Ve Standart Biimler1.Kanonik Biim

    Zenb= C1x1+ C2x2+ ... + Cnxn

    a11x1+ a12x2 + ... + a1nxnb1a21x1+ a22x2 + ... + a2nxnb2. . ... . .

    am1x1+ am2x2+ ... + amnxnbm

    x10, x20, ..., xn0

    olarak formle edilen dorusal programlama aadaki zelliklere sahipse, kanoni biimde olduu sylenir.

    1. Tm karar deikenleri negatif deildir.

    2. Ama fonksiyonu en bykleme tipindedir.3. Tm kstlayc fonksiyonlar () iaretlidir.

    2.Standart Biim

    Zenk/enb= C1x1+ C2x2+ ... + Cnxn

    a11x1+ a12x2 + ... + a1nxn= b1

    a21x1+ a22x2 + ... + a2nxn= b2. . ... . .

    am1x1+ am2x2+ ... + amnxn= bmx10, x20, ..., xn0

    olarak formle edilen dorusal programlama modeli aadaki zelliklere sahipse,standartbiimde olduu sylenir.

    1. Tm karar deikenleri negatif deildir.2. Ama fonksiyonu en bykleme veya en kkleme tipindedir.3. Tm kstlayc fonksiyonlar (negatif olmama koulu dnda) = iaretlidir.4. Kstlayc fonksiyonlarn sa taraf sabitleri negatif deildir.

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    4/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    4

    Standart ve Kanonik Biim Dntrme lemleri1.En iyilemenin anlamn deitirmeZenb= C1x1+ C2x2+ ... + Cnxn olarak tanmlanmken,= (-Zenb) = -C1x1- C2x2- ... - Cnxn

    veya

    Zenk= C1x1+ C2x2+ ... + Cnxn olarak verilmiken,= (-Zenk) = -C1x1- C2x2- ... - Cnxn

    yazlabilir.rnek olmas bakmndan ama fonksiyonunun aadaki gibi formle edildiinidnelim.

    Zenk= 3x1- 4x2+ 2x3- 5x4Ama fonksiyonundaki tm terimlerin iaretlerinin deitirilmesiyle ama

    fonksi- yonu aadaki gibi yazlabilir.= (-Zenk) = -3x1+ 4x2- 2x3+ 5x4Dntrme ilemi, karar deikenlerinin en iyi deerlerini deitirmez.

    Problemi zdkten sonra ama fonksiyonunun en iyi deeri (-1) ile arplrsaorijinal problemin Zenk (Zenb) deeri bulunur.

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    5/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    5

    Dntrme lemleri-devam2.Eitsizliklerin ynn deitirme: Herhangi bir eitsizliin her ikitaraf (-1) ile arpldnda eitsizlik yn deitirir. Szgelimi, a

    11x

    1

    + a12x2b1ile her iki tarafnn (-1) ile arplmasyla elde edilen -a11x1- a12x2-b1birbirlerine eittir. Benzer biimde, a11x1+ a12x2

    b1yerine -a11x1- a12x2-b1yazlabilir.3.Eitlii eitsizlie dntrme: Eitlik biimindeki bir kstlayc

    fonksiyon iki eitsizlikle aklanabilir. rnein, a11x1+ a12x2= b1biimindeki bir fonksiyon yerine, a11x1+ a12x2b1 ve a11x1+ a12x2b1veya a11x1+ a12x2b ve -a11x1- a12x2-b1yazlabilir.4.areti snrlandrlmam deikenler: areti snrlandrlmam

    bir deiken (pozitif, negatif veya sfr) negatif olmayan iki deiken

    arasndaki fark olarak aklanabilir. Szgelimi, x iaretisnrlandrlmam bir deiken ise, x yerine (x+-x-) kullanlabilir.Burada, x+0 vex-0dr. Negatif olmayan x+ve x-deikenlerinden en fazla biri en iyi zmde pozitif deerli olur.

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    6/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    6

    Dntrme lemleri-devam

    5.Eitsizlik biimindeki kstlayc fonksiyonlarn eitlik biimine dntrlmesi:

    Simpleks yntem bir eitlikler sistemine, standart ilemlerin tekrar tekraruygulanmasyla zm arayan bir sretir. Bu nedenle yntemin en nemli admkstlayc fonksiyonlarn eitlik biiminde yazlmasdr. Eitsizlik biimindeki birkstlaycnn eitsizliin yn bakmndan iki trl olduu bilinmektedir. Eitsiz-

    likler a xij ijj

    n

    1

    biveya a xij ijj

    n

    1

    bibiimindedir.

    () iaretli eitsizlikleri eitlik biimine dntrmek iin bunlarn sol taraflarnanegatif olmayan birer deiken eklenir. Aylak deiken ad verilen bu deikenlerxn+1, xn+2, ..., xn+m ile gsterilir. () iaretli eitsizlikler ise, sol taraflarndan negatiolmayan birer deiken kartlmasyla eitlik biimine dntrlr. Eitsizliin iki

    taraf arasndaki fark gsteren bu deikene artk deikendenir. Bu deikenler deaylak deikenler gibi xn+1, xn+2 , ..., xn+m, sembolleriyle gsterilirler. Yukardaakland gibi, negatif olmama koulu karar deikenlerinin yan sra aylak ve artkdeikenlere de uygulanmaktadr. Bunun nedeni, kstlayc fonksiyonlardaki () ve() artlarnn gereklemesini salamaktr.

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    7/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    7

    Dntrme lemleri-devam

    6. Mutlak deerli kstlayc fonksiyonlarn eitsizlik biiminde yazlmas: ok sk

    olmasa da mutlak deer ieren kstlayc fonksiyonlara rastlanabilir. Hangi yntemuygulanrsa uygulansn bu tr kstlayclarla zme ulalamaz. Bu yzden mutlakdeerden kurtulmak gerekir. rnek olmas bakmndan, kstlayc fonksiyonuna x + a x1 1 2 2 b eklinde formllendiini dnelim. Bu durumda yaplmas

    gereken a x + a x1 1 2 2 b yerine a1x1 + a2x2 -b ve a1x1 + a2x2 b ikilisini

    yerletirmektir. Kstlayc a x + a x1 1 2 2 b ise a x + a x1 1 2 2 b yerine geecekeitsizlikler a1x1+ a2x2b ve a1x1+ a2x2-b biimindedir.

    Herhangi bir dorusal programlama modelinin standart veya kanonik biimde yazl-masn bir rnek zerinde aklayalm.

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    8/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    8

    rnek 4.1

    rnek 4.1: Aadaki gibi verilmi olan dorusal programlama problemini,a

    .Kanonik biimde, b. Standart biimde yaznz.

    Zenk= -6x1+ 7x2+ 7x3- x4

    x1+ 2x2 - 4x3 302x1 + 9x2+ 6x3+ x4606x

    1 + x

    3+ x

    4= 15

    |3x1+ 4x2| 80

    x1, x2, x40, x3snrlandrlmam

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    9/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    9

    zm 4.1. a-

    Zenb

    ' = 6x1- 7x

    2- 7( x x

    3 3

    ) + x4

    -x1- 2x2+ 4( x x3 3 ) -30

    2x1+ 9x2+ 6( x x3 3 ) + x4 60

    6x1 + ( x x3 3 ) + x4 15

    -6x1 - ( x x3 3

    ) - x4 -153x1+ 4x2 80-3x1- 4x2 80

    x1, x2, x 3 , x

    3

    , x40

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    10/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    10

    zm 4.1. b-

    Zenk= -6x1+ 7x2+ 7( x x3 3 ) - x4

    x1+ 2x2- 4( x x3 3 ) - x5 = 30

    2x1+ 9x2+ 6( x x3 3 ) + x4 + x6 = 60

    6x1 + ( x x3 3 ) + x4 = 15

    -3x1- 4x2 + x7 = 803x1+ 4x2 + x8 = 80

    x1, x2, , x4, x 3

    , x3

    , x5, x6, x7, x80

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    11/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    11

    Simpleks zm Ynteminin AklanmasAadaki gibi bir modelin olduunu varsayalm.

    Zenb= C1x1+ C2x2+ ... + Cnxna11x1+ a12x2 + ... + a1nxnb1a21x1+ a22x2 + ... + a2nxnb2

    . . ... . .

    am1x1+ am2x2+ ... + amnxnbm

    x10, x20, ..., xn0

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    12/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    12

    Simpleks zm Ynteminin Aklanmas-devamSimpleks yntemin ilk adm tm eitsizliklerin (negatif olmama koulu hari) eitlikbiimine dntrlmesidir. Kesim 4.2de akland gibi () iaretli bir eitsizliieitlie dntrmek iin eitsizliin sol tarafna negatif olmayan bir aylak deikeneklenir. Her bir eitsizlik iin bir aylak deiken kullanlmasyla yukardakikstlayc fonksiyonlar aadaki gibi olur.

    a11x1+ a12x2+ ... + a1nxn+ 1xn+1+ 0xn+2+ ... + 0xn+m= b1a21x1+ a22x2+ ... + a2nxn+ 0xn+1+ 1xn+2+ ... + 0xn+m= b2

    . . ... . . . ... . .am1x1+ am2x2+ ... + amnxn+ 0xn+1+ 0xn+2+ ... + 1xn+m= bm

    Aylak deikenlerin eklendikleri kstlayc fonksiyonlardaki katsaylarnn +1, dier-lerinde sfra eit olduu grlebilir.

    Karar deikenleri ile aylak deikenler negatif olmadndan, standart biiminnegatif olmama koulu aadaki gibi olur.

    x1, x2, ..., xn, xn+1, xn+2, ..., xn+m0Aylak deikenlerin ama fonksiyonu katsaylar, bir baka deyile bu deikenlerinama fonksiyonuna birim katklar (birim krlar) sfrdrBu durumda ama fonksiyonu aadaki gibi olur.

    Zenb= C1x1+ C2x2+ ... + Cnxn+ 0xn+1+ 0xn+2+ ... + 0xn+m

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    13/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    13

    Standart Biimin Matris Gsterimi

    Standart biimdeki dorusal programlama modelinin kstlayc fonksiyonlar matris-

    lerle yle gsterilir.

    m

    2

    1

    mn

    2n

    1n

    n

    2

    1

    mn121m

    n22221

    n11211

    b

    .

    .

    b

    b

    =

    x

    .

    .

    x

    x

    x

    .

    .

    x

    x

    .

    1...00

    ......

    ......

    0...10

    0...01

    a...aa

    ......

    ......

    a...aa

    a...aa

    14

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    14/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    14

    Balang zm Tablosu

    Standart biimin oluturulmasndan sonra en iyi zmn

    aratrlmas ilemine geilebilir. Simpleks yntemin ardktekrarlar balang zm tablosuad verilen bir tablonundzenlenmesinden sonra balar. Balang zm tablosu,aadaki tablo esasna gre dzenlenir.

    M ik l P lS S 15

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    15/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    15

    3

    4

    Tablo 4.1

    Simpleks Balang zm Tablosu

    TDV x1 x2 xn xn+1 xn+2 xn+m V

    0 xn+1 a11 a12 a1n 1 0 0 b1

    0 xn+2 a21 a22 a2n 0 1 0 b2

    . . . . . . . .

    . . . . . . . .

    0 xn+m am1 am2. amn 0 0 1 bm

    Zj 0 0 0 0 0 0

    Zj- Cj -C1 -C2 -Cn 0 0 0 -

    Tablo 4.1 kapsamndaki blmler aada aklanmtr.1.Deikenler satr:Tablonun ilk satrdr. Standart biimin tm deikenleri ncekarar deikenleri, sonra dier deikenler olmak zere bu satrda gsterilir.

    2. Temel deikenler stunu: Tablonun ilk stunudur. Tablodaki zme karlkgelen temel zmn deikenleri ile bu deikenlerin ama fonksiyonu katsaylarngsterir.

    2 5

    6

    7

    1

    M t tik l P lDP SMPLEKS ZM YNTEM 16

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    16/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    16

    3.Gvde: Problemin orijinal karar deikenlerinin kstlayc fonksiyonlardaki katsa-

    larndan (aij, i = 1, 2, ..., m; j = 1, 2, ..., n) oluan m x n matristir.

    4.

    Bir im matris: Aylak deikenlerin kstlayc fonksiyon katsaylarnn oluturduum x m birim matristir.

    5. zm vektr: Temeldeki deikenlerin zm deerlerini gsteren m x 1 stun

    vektrdr. Balangta, kstlayc fonksiyonlarn sa taraf sabitlerinden oluur.

    6. Zjsatr: Yrlkteki temelde bulunan deikenlerin ama fonksiyonu katsaylar

    ile xjstunundaki katsaylarn karlkl arpmlarnn toplamndan oluur. Buna gre

    rnein, Z1= 0(a11) + 0(a21) + ... + 0(am1) = 0 olur.3.Gvde: Problemin orijinal karar deikenlerinin kstlayc fonksiyonlardaki katsa-

    larndan (aij, i = 1, 2, ..., m; j = 1, 2, ..., n) oluan m x n matristir.

    4.Bir im matris: Aylak deikenlerin kstlayc fonksiyon katsaylarnn oluturduu

    m x m birim matristir.

    5. zm vektr: Temeldeki deikenlerin zm deerlerini gsteren m x 1 stun

    vektrdr. Balangta, kstlayc fonksiyonlarn sa taraf sabitlerinden oluur.6. Zjsatr: Yrlkteki temelde bulunan deikenlerin ama fonksiyonu katsaylar

    ile xjstunundaki katsaylarn karlkl arpmlarnn toplamndan oluur. Buna gre

    rnein, Z1= 0(a11) + 0(a21) + ... + 0(am1) = 0 olur.

    7.Zj- Cjsatr: Tablonun son satrdr. Elemanlar, Zjile o stunla ilgili deikenin

    ama fonksiyonu katsays arasndaki farka eittir. Zj- Cjfarklar xjdeikeninin

    temele alnmasnn ama fonksiyonunda yol aaca deiiklii ters iaretle gsterir.

    M t tik l P lDP SMPLEKS ZM YNTEM 17

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    17/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    17

    Anahtar Stun: Simpleks ynteminde, temeli terkeden deikenin bulunduu satraanahtar satrdenir.

    Anahtar satr: Simpleks ynteminde, temeli terkeden deikenin bulunduu satraanahtar satrdenir.

    Anahtar Say: Anahtar stun ile anahtar satrn kesitii gzedeki deere anahtarsaydenir.

    Temele girecek deikenin yeni deerlerinin hesaplanmas:(Anahtar Satr Deerleri/Anahtar Say)

    Dier Satr Deerlerinin Deerleri:

    Eski

    SatrElemanlar

    -

    Eski Satrla

    Anahtar StununKesitii Gzedeki Say

    x

    Anahtar

    Satrn Yeni

    Elemanlar

    M t tik l P lDP SMPLEKS ZM YNTEM 18

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    18/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    18

    rnek 4.2rnek 4.2: Bir sanayii iletmesi bakr, alminyum ve inko metallerinin farkl alamlarnkullanarak A ve B gibi iki eit rn retmektedir. letmenin elinde 20 ton bakr, 30 ton

    alminyum ve 40 ton inko vardr. Bir birim A ve bir birim Bnin retiminde kullanlanbakr, alminyum ve inko miktarlar (ton) ile A ve Bnin bir biriminden elde edilen karlar(TL) aadaki tabloda gsterilmitir.

    Bu bilgileri ve tablodaki verileri kullanarak problemin dorusal programlama modelinikurunuz ve iletmenin karn en bykleyen retim miktarlarn simpleks yntemle bulunuz.

    Hammadde

    rn Bakr Alminyum inko KrA 6 3 1 2

    B 4 1 1 3

    M t tik l P lDP SMPLEKS ZM YNTEM 19

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    19/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    19

    zm 4.2zm 4.2: Problemin dorusal programlama modeli aada gsterilmitir.

    Zenb= 2x1+ 3x2

    6x1+ 4x220 (Bakr kst)3x1+ x230 (Alminyum kst)x1+ x240 (inko kst)

    x1, x20

    Standart Biim

    Zenb= 2x1+ 3x2+ 0x3+ 0x4+ 0x5

    6x1+ 4x2+ x3 + 0x4+ 0x5= 20

    3x1+ x2+ 0x3 + x4+ 0x5= 30

    x1+ x2+ 0x3 + 0x4+ x5= 40

    x1, x2, x3, x4, x50

    Tablo 4.2

    Simpleks Balang zm TablosuTDV x1 x2 x3 x4 x5 V Oran0 x3 6 4 1 0 0 20 20/4

    0 x4 3 1 0 1 0 30 30/1

    0 x5 1 1 0 0 1 40 40/1

    Zj 0 0 0 0 0 0

    Zj - Cj -2 -3 0 0 0 -

    AS

    ASZj satr elemanlar, bulunduklar stundaki katsaylarla temel deikenlerin amafonksiyonu katsaylarnn karlkl arpmlarnn toplam olarak aadaki gibihesaplanmtr.

    Z1= 0(6) + 0(3) + 0(1) = 0Z2= 0(4) + 0(1) + 0(1) = 0

    Z3= 0(1) + 0(0) + 0(0) = 0

    Z4= 0(0) + 0(1) + 0(0) = 0Z5= 0(0) + 0(0) + 0(1) = 0

    Z6= 0(20) + 0(30) + 0(40) = 0

    Yukardaki Zjdeerlerinin kullanlmasyla Zj- Cjdeerleri aadaki gibi bulunur.

    Z1- C1= 0 - 2 = -2

    Z2- C2= 0 - 3 = -3Z3- C3= 0 - 0 = 0

    Z4- C4= 0 - 0 = 0

    Z5- C

    5= 0 - 0 = 0

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM 20

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    20/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    20

    zm 4.2

    Bu durumda Z = 15, ama fonksiyonu iin bulunabilecek en byk deerdir. Bu zmde x1= 0, x2=5, x3= 0, x4= 25, x5= 35dir. Bu durumda, iletme Bden 5 birim retirken Adan hi retmeyecek,bylece en yksek kr 15 TL olacaktr.Aylak deikenlerin en iyi zmdeki deerleri x3= 0, x4= 25, x5= 35dir.

    Anahtar satrn yeni elemanlar,

    6 4 4 4 1 4 0 4 0 4 20 4/ / / / / /

    veya gerekli aritmetik ilemlerin yaplmasyla aadaki gibi olur.

    3 2 1 1 4 0 0 5/ /

    Bu deerlerin yeni zm tablosuna yerletirilmesinden sonra tablonun dierelemanlar hesaplanabilir.

    x4deiken satrndan balayarak dier satr elemanlarn hesaplayalm. x4deikensatrnn eski elemanlar aada gsterildii gibidir.

    3 1 0 1 0 30

    Bu satrla anahtar stunun kesitii yerdeki say 1 ve anahtar satrn yeni elemanlar,

    3 2 1 1 4 0 0 5/ / olduuna gre, x4deiken satrnn yeni elemanlar,

    3 1 0 1 0 30

    (-1) 3 2 1 1 4 0 0 5/ /

    3/2 0 -1/4 1 0 25olarak hesaplanr.

    Ayn yaklamla x5deiken satrnn yeni elemanlarnn,

    [1 1 0 0 1 40](-1)[3/2 1 1/4 0 0 5]

    -1/2 0 -1/4 0 1 35

    Tablo 4.3

    Simpleks Birinci (En yi) zm TablosuTDV x1 x2 x3 x4 x5 V3 x2 3/2 1 1/4 0 0 5

    0 x4 3/2 0 -1/4 1 0 25

    0 x5 -1/2 0 -1/4 0 1 35

    Zj 9/2 3 3/4 0 0 15

    Zj - Cj 5/2 0 3/4 0 0 -

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM 21

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    21/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    21

    rnek 4.3rnek 4.3: Aadaki dorusal programlama problemini simpleks yntemle znz.

    Zenb= 10x1+ 22x2+ 18x3x1+ 4x2+ 3x3 24

    2x1+ 2x2+ 4x3 463x1+ 5x2+ 6x3 604x1+ 8x2+ 3x3120

    x1, x2, x30

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM 22

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    22/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    22

    zm 4.3zm 4.3: Problemin standart biimi aada gsterilmitir.

    Zenb= 10x1+ 22x2+ 18x3+ 0x4+ 0x5+ 0x6+ 0x7

    x1+ 4x2+ 3x3+ x4 + 0x5+ 0x6+ 0x7= 242x1+ 2x2+ 4x3+ 0x4 + x5+ 0x6+ 0x7= 463x1+ 5x2+ 6x3+ 0x4 + 0x5+ x6+ 0x7= 60

    4x1+ 8x2+ 3x3+ 0x4 + 0x5+ 0x6+ x7= 120

    x1, x2, x3, x4, x5, x6, x70

    Problemin simpleks balang zm tablosu yledir.

    Tablo 4.4

    Simpleks Balang zm Tablosu

    TDV x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 V Oran

    0 x4 1 4 3 1 0 0 0 24 24/4 = 6

    0 x5 2 2 4 0 1 0 0 46 46/2 = 23

    0 x6 3 5 6 0 0 1 0 60 60/5 = 12

    0 x7 4 8 3 0 0 0 1 120 120/8 = 15

    Zj 0 0 0 0 0 0 0 0

    Zj - Cj -10 -22 -18 0 0 0 0 -

    AS

    AS

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM 23

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    23/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    23

    zm 4.3Anahtar satrn yeni deerleri:

    [1 4 3 1 0 0 0 24]

    olduuna gre, anahtar satrn yeni elemanlar,[1/4 4/4 3/4 1/4 0/4 0/4 0/4 24/4]

    veya gerekli aritmetik ilemlerin yaplmasyla aadaki gibi bulunur.

    [1/4 1 3/4 1/4 0 0 0 6]

    Bu deerlerin yeni zm tablosuna yerletirilmesinden sonra bu tablonun dierelemanlar hesaplanabilir.

    x5deiken satrndan balayarak dier satr elemanlarn hesaplayalm. Sz konusu

    deerler aadaki gibi bulunur.

    x5deiken satrnn yeni elemanlarnn hesaplanmas:

    [2 2 4 0 1 0 0 46]

    (-2)[1/4 1 3/4 1/4 0 0 0 6]

    3/2 0 5/2 -1/2 1 0 0 34

    x6deiken satrnn yeni elemanlarnn hesaplanmas:

    [3 5 6 0 0 1 0 60](-5)[1/4 1 3/4 1/4 0 0 0 6]

    7/4 0 9/4 -5/4 0 1 0 30

    x7deiken satrnn yeni elemanlarnn hesaplanmas:

    [4 8 3 0 0 0 1 120]

    (-8)[1/4 1 3/4 1/4 0 0 0 6]

    2 0 -3 -2 0 0 1 72

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM 24

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    24/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    24

    zm 4.3Tablo 4.5

    Simpleks Birinci zm Tablosu

    TDV x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 V Oran22 x2 1/4 1 3/4 1/4 0 0 0 6 6/(1/4) = 24.00

    0 x5 3/2 0 5/2 -1/2 1 0 0 34 34/(3/2) = 22.33

    0 x6 7/4 0 9/4 -5/4 0 1 0 30 30/(7/4) = 17.11

    0 x7 2 0 -3 -2 0 0 1 72

    Zj 11/2 22 33/2 11/2 0 0 0 132

    Zj - Cj -9/2 0 -3/2 11/2 0 0 0 - -

    Tablo 4.6

    Simpleks kinci (En iyi) zm TablosuTDV x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 V

    22 x2 0 1 3/7 3/7 0 -1/7 0 12/7

    0 x5 0 0 4/7 4/7 1 -6/7 0 58/7

    10 x1 1 0 9/7 -5/7 0 4/7 0 120/7

    0 x7 0 0 -39/7 -4/7 0 -8/7 1 264/7

    Zj 10 22 156/7 16/7 0 18/7 0 1464/7

    Zj - Cj 0 0 30/7 16/7 0 18/7 0 -

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM 25

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    25/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    25

    rnek 4.4rnek 4.4: Aadaki dorusal programlama problemini simpleks yntemle znz.

    Zenb= -2x1- 3x2- x3

    x1+ 4x2+ 2x383x1+ 2x2+ x36

    x1, x2, x30

    zm 4.4: Simpleks yntemle zm yapabilmek iin nce eitsizlikleri eitlikbiiminde yazalm. Her bir kstlayc fonksiyona birer yapay deiken eklenir, aynkstlayclardan birer artk deiken kartlrsa rnek problemin modeli simpleksyntem iin uygun biime dntrlm olur.

    Zenb= -2x1- 3x2- x3+ 0x4+ 0x5- MA1- MA2

    x1+ 4x2+ 2x3- x4+ A1 = 8

    3x1+ 2x2+ x3- x5 + A2= 6

    x1, x2, x3, x4, x5, A1, A20

    Standart biimdeki bilgilerin kullanlmasyla oluturulan tablo aada gsterilmitir.

    Tablo 4.7

    Simpleks Balang zm Tablosu

    TDV x1 x2 x3 x4 x5 A1 A2 V Oran

    -M A1 1 4 2 -1 0 1 0 8 8/4 = 2

    -M A2 3 2 1 0 -1 0 1 6 6/2 = 3

    Zj -4M -6M -3M M M M M -14M

    Zj - Cj -4M+2 -6M+3 -3M+1 M M 0 0 -

    AS

    AS

    Z1= (-M)(1) + (-M)(3) = -4MZ2= (-M)(4) + (-M)(2) = -6MZ3= (-M)(2) + (-M)(1) = -3M

    Z4= (-M)(-1) + (-M)(0) = M

    Z5= (-M)(0) + (-M)(-1) = MZ6= (-M)(1) + (-M)(0) = -M

    Z7= (-M)(0) + (-M)(1) = -MZ8= (-M)(8) + (-M)(6) = -14M

    Z1- C1= (-4M) - (-2) = -4M + 2Z2- C2= (-6M) - (-3) = -6M + 3

    Z3- C3= (-3M) - (-1) = -3M + 1

    Z4- C4= M - (0) = MZ5- C5= M - (0) = M

    Z6- C6= (-M) - (-M) = 0Z7- C7= (-M) - (-M) = 0

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM 26

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    26/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    zm 4.4Tablo 4.8

    Simpleks Birinci zm Tablosu

    TDV x1 x2 x3 x4 x5 A1 A2 V-3 x2 1/4 1 1/2 -1/4 0 1/4 0 2

    -M A2 5/2 0 0 1/2 -1 -1/2 1 2

    Zj 3 10

    4

    M -3 -3/23 2

    4

    M M 3 2

    4

    M -M -2M-6

    Zj - Cj5 10

    4

    M 0 -1/2 3 24

    M M 3 64

    M 0 -

    Tablo 4.9

    Simpleks kinci zm TablosuTDV x1 x2 x3 x4 x5 A1 A2 V

    -3 x2 0 11/2

    -3/10 1/10 3/10 -1/10 9/5-2 x1 1 0 0 1/5 -2/5 -1/5 2/5 4/5

    Zj -2 -3 -3/2 1/2 1/2 -1/2 -1/2 -7

    Zj - Cj 0 0 -1/2 1/2 1/22 1

    2

    M 2 12

    M -

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM 27

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    27/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    zm 4.4Tablo 4.10

    Simpleks nc (En iyi) zm TablosuTDV x1 x2 x3 x4 x5 A1 A2 V

    -1 x3 0 2 1 -3/5 1/5 3/5 -1/5 18/5

    -2 x1 1 0 0 1/5 -2/5 -1/5 2/5 4/5

    Zj -2 -2 -1 1/5 3/5 -1/5 -3/5 -26/5

    Zj - Cj 0 1 0 1/5 3/55 1

    5

    M

    5 3

    5

    M

    -

    Tablo 4.10daki temel uygun zmde tm Zj - Cj0 olduundan zm en iyidir.Bu zmde, x1 = 4/5, x2 = 0, x3 = 18/5, x4 = 0, x5= 0, A1 = 0, A2 = 0 olarakbelirlenmitir. Ama fonksiyonunun en byk deeri Zenb= -26/5dir.

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM 28

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    28/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    rnek 4.5rnek4.5: Aadaki dorusal programlama problemini simpleks yntemle znz.

    Zenb= 21x1+ x2+ x3

    2x1+ x2+ 4x3= 20x1+ 3x2+ 4x3= 30

    x1, x2, x30

    zm 4.5: Kstlayclar eitlik biiminde olduundan, her birine (+1) katsayl yapaydeiken eklenmesi gerekir. Bu yolla elde edilen model aada gsterilmitir.

    Zenb= 21x1+ x2+ x3- MA1- MA2

    2x1+ x2+ 4x3+ A1 = 20x1+ 3x2+ 4x3 + A2= 30

    x1, x2, x3, A1, A20

    Tablo 4.11

    Simpleks Balang zm TablosuTDV x1 x2 x3 A1 A2 V

    -MA1

    2 1 4 1 0 20

    -MA2

    1 3 4 0 1 30

    Zj -3M -4M -8M -M -M -50M

    Zj - Cj -3M-21 -4M-1 -8M-1 0 0 -

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM 29

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    29/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    zm 4.5Tablo 4.14

    Simpleks nc (En yi) zm TablosuTDV x1 x2 x3 A1 A2 V

    21 x1 1 0 8/5 3/5 -1/5 6

    1 x2 0 1 4/5 -1/5 2/5 8

    Zj 21 1 172/5 62/5 -19/5 134

    Zj - Cj 0 0 167/2

    5 62

    8

    M 5 19

    5

    M

    -

    Son satrn tm elemanlar 0 olduundan, en iyi zm elde edilmitir. Bu en iyizmde, x1= 6, x2= 8, x3= x4= x5= 0 ve Zenb= 134dr.

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM 30

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    30/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    r.Gr.Dr.Habip KOAKMarmaraniversitesi

    Enkkleme Problemlerirnek 4.6: Aadaki dorusal programlama problemini simpleks yntemle znz.

    Zenk= 3x1+ 2x2+ x3

    2x1+ 3x2+ x321x1+ x2+ x312

    x1, x2, x30zm 4.6: nceden olduu gibi ncelikle problemin standart biimde yazlmasgerekmektedir. Yukarda yaplan aklamalar dorultusunda eklenen ve kartlandeikenlerle problemin standart biimi aadaki gibi elde edilir.

    Zenk= 3x1+ 2x2+ x3+ 0x4+ 0x5+ MA1+ MA2

    2x1+ 3x2+ x3- x4+ A1 = 21x1+ x2+ x3- x5 + A2= 12

    x1, x2, x3, x4, x5, A1, A20Problemin standart biimindeki bilgilerin kullanlmasyla dzenlenen balangzm tablosu aada gsterilmitir.

    Tablo 4.15

    Simpleks Balang zm TablosuTDV x1 x2 x3 x4 x5 A1 A2 V

    M A1 2 3 1 -1 0 1 0 21

    M A2 1 1 1 0 -1 0 1 12

    Zj 3M 4M 2M -M -M M M 33M

    Zj - Cj 3M-3 4M-2 2M-1 -M -M 0 0 -

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM 31

  • 5/25/2018 3.DPSIMPLEKSCOZUMYONTEMI

    31/31

    Matematiksel ProgramlamaDP SMPLEKS ZM YNTEM

    zm 4.6Tablo 4.16

    Simpleks Birinci zm Tablosu

    TDV x1 x2 x3 x4 x5 A1 A2 V2 x2 2/3 1 1/3 -1/3 0 1/3 0 7

    M A2 1/3 0 2/3 1/3 -1 -1/3 1 5

    ZjM4

    3

    2

    2 2

    3

    M M23

    -M

    M 2

    3

    M 5M+14

    Zj - Cj

    M5

    3

    0

    2 1

    3

    M M23

    -M

    4 2

    3

    M 0 -

    Tablo 4.17

    Simpleks kinci (En yi) zm Tablosu

    TDV x1 x2 x3 x4 x5 A1 A2 V

    2 x2 1/2 1 0 -1/2 1/2 1/2 -1/2 9/2

    1 x3 1/2 0 1 1/2 -3/2 -1/2 3/2 15/2

    Zj 3/2 2 1 -1/2 -1/2 1/2 1/2 33/2

    Zj - Cj -3/2 0 0 -1/2 -1/2 2 1

    2

    M 2 12

    M -

    Tm Zj- Cj 0 olduundan, en iyi zme ulalm ve x1= 0, x2= 9/2, x3= 15/2, x4= 0, x5= 0, A1= 0, A2= 0 ve Zenk = 33/2 olarak belirlenmitir.