3.dpsimplekscozumyontemi
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.