Файл: Говар В.М. Математическое программирование учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.06.2024
Просмотров: 141
Скачиваний: 0
|
|
|
|
|
- 215 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
13.5 |
|
||
|
|
t |
Ьиды |
î |
Цена |
единицы |
j |
Вес единицы |
||||
|
|
грузо*, |
! |
груза - |
с. |
і |
груза |
- р , |
||||
|
|
І |
I |
|
|
|
23 |
|
i |
|
10 |
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
32 |
|
j |
|
14 |
|
|
|
|
|
|
3V |
|
J |
|
Іъ |
|
||
|
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|||
Из рекуррентной |
формула |
(13.13) |
лидно, |
что для вычисления |
||||||||
fui*') ВДзюо иметь |
^(vv - ji, |
x,.J |
> поэтому |
будем находить после |
||||||||
довательно |
значения |
£ (w), f^(w) |
'•J f3 (w) |
|
|
|
|
|||||
Для нахождения |
максимальной стоимости |
груза, |
если |
вся грузопсд- |
||||||||
емность |
w |
(0 ^ |
w |
s |
4?) расходуется только на перевоаку |
|||||||
предметов |
первого типа, |
то есть |
f, |
(w j |
, |
находим |
|
|||||
Составляем |
таблицу(ІЗ.ь) |
для значений |
|>ДѵѴ) при Xj = 0,1,2,3,4. |
При заполнении судна только предметами первого типа грузоподьем-.
ность может использоваться ь следующих замкнутых |
промежутках |
|||
0 - 9, 10 - 19, 20 - 29, |
30 - 29, 40 - 47. |
|
||
|
|
|
Таблица 13,ь |
|
! |
о - |
9 |
с |
0 |
! |
ю - |
19 |
23 |
I |
J |
20 - |
29 |
4Ь |
2 |
j |
3 0 - |
39 |
о9 |
3 |
{ |
40 - |
47 |
92 |
4 |
Далее |
находим f* (w) по формуле |
|
||
' Л 2 > |
f.. j » : m их |
У j |
С х 2 ) , f, |
^ / - ; \ X,) J |
|
° - Л 2 - |
— I »• |
' |
J |
|
|
|
|
|
|
- |
216 |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где <jz |
(хг) |
= с ^ г . |
Находки |
|
пии |
х^[~Ѵг\= |
3' |
1 |
0 |
е с І |
Ь |
|
|||||||
» для рассматриваемого примера |
|
х^ |
= |
0,1,2»3. |
|
|
|
|
|
||||||||||
Используя |
значения |
|
при |
|
0 £ |
W -È |
47, записанные в |
||||||||||||
іаблице(ІЗ.б), |
приступаем |
к заполнению |
таблицы |
(13.7), |
|
определяя |
|||||||||||||
оптимальную |
стратегию |
при загрузке |
судна |
предметами |
только первы |
||||||||||||||
дь-ух видов. В этом случае грузоподьемность разбивается |
на отрезке |
||||||||||||||||||
(0-9, 10-13, |
14-19, |
20-23, |
24-27, 28-29, |
30-33, 34-37, |
38-39, |
||||||||||||||
40-41, 42-43, 44-47), в которых fa (w) |
принимает |
одни |
и те же |
||||||||||||||||
численные |
значения. Для каждого из этих |
отрезков |
находим суммы |
||||||||||||||||
С 2Х 2 + |
Ь |
^w |
-»2^2) |
П Р К в с е |
х |
допустимых |
целочисленных значе |
||||||||||||
ниях |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наибольшее значение, so есть f2 (wj, |
для каждого из рассматривае- |
||||||||||||||||||
мых отрезков |
заносим л таблицу |
(13.7). |
|
|
|
Таблица |
13.7 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
|
{ |
|
/ 2 ( w j |
|
j |
|
х 2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0-9 |
|
i |
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10-13 |
|
|
|
23 |
|
|
І |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14-19 |
|
|
|
32 |
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20-23 |
|
|
|
4b |
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
24-27 |
|
|
|
55 |
|
|
|
|
I |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28-29 |
|
|
|
Ь4 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30-33 |
|
|
|
69 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
34-37 |
|
|
|
78 |
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38-39 |
|
|
|
87 |
|
|
j |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40-41 |
|
|
|
92 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
42-43 |
|
|
|
96 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44-47 |
|
|
|
101 |
|
|
|
|
I |
|
Для рассматриваемого примера рекуррентное соотношение (13.12) |
|||||||||||||||||||
примет вид: f 2 |
W r |
w o x ^ |
| 3 2 |
X |
t + |
j» |
|
|
|
J |
, |
|
|
|
|
||||
При значениях |
0 |
£ |
w |
£ |
Э |
max х 2 =4Ï4~] = |
°* |
П 0 Э І 0 1 , у |
|||||||||||
f 2 (9) |
= 3 |
2 |
• 0 |
+ f |
i |
(9 - |
14 . |
0) |
» |
0, |
при атом |
= С. Значения |
|
|
|
|
|
|
- |
217 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(, (9) и X j , равные |
нулю, |
находим |
из таблицы |
(13.6) |
|
|
||||||||||||||
|
При значениях |
ІО =• w |
в |
m<.i*x2 |
= [ р ~ | - |
0, |
поэтому |
|
||||||||||||
j \ z (I3) |
= 32 |
. О * |
f, |
(13 - 14 . О ) = |
fi (13) = 23, при этом |
|||||||||||||||
х 2 = О. Значения |
f, |
(13) |
= 23 и x-j- = I |
находим |
также из |
таб |
||||||||||||||
лицы |
(13. ь). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(191 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
При значениях 14 S ѵѴ -а 19 |
гшдх2 |
=vj% = I , to |
есть x-2 может |
||||||||||||||||
принимать |
значения |
0 и I . Вычисляем |
f„ (19) |
при допустимых |
||||||||||||||||
значениях |
х 2 |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
32.0 + |
|
(19-14*0) |
=0 |
+ |
f, |
(19) = |
0 + 23,при х 2 |
= О, |
|||||||||||
I |
32 Л + |
|
(I9 - I4 . I) |
=32 |
+ |
f, |
(5) |
= 32 + |
0 при * 2 |
= I . |
||||||||||
Следовательно, |
fA |
(19) |
= 32, |
при х 2 |
= I |
и X j = 0. |
|
|
|
|||||||||||
При значениях 20 é |
w |
- |
|
23 |
гпилХ2 = |
j| Ц | |
= I , то есть |
|||||||||||||
х 2 может принимать |
значения |
0 и I . Вычисляем |
f., (23; при допус |
|||||||||||||||||
тимых |
значениях |
х 2 : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
! |
32.0 + |
jl. (23-14.0) |
= 0 + |
f, |
(23) = О + 46 = |
4ь,при |
Х£ |
= О, |
||||||||||||
[ |
31.1 + |
|
(23-I4.I) |
=32 + |
f, |
(9) |
=32 + |
0 = 32,при |
х 2 |
= I . |
||||||||||
Следовательно, |
(23) |
= 46, |
при х ? = 0 и Xj- = 2. |
|
|
|
|
|
||||||||||||
Вычисляя аналогично |
значения |
f2 (w; |
в остальных промежутках |
|||||||||||||||||
и заполняя |
соответствующие |
строки |
таблицы |
(13.7), |
|
находим и |
fz(V7): |
|||||||||||||
при 44 ^ |
\Ѵ |
|
47 |
maxx 2 |
= |
|
= 5 » 5 0 |
e c |
ï b |
х 2 |
|
= |
0,1,2,3. |
|
||||||
|
32'0 •+ } t |
(47-14*0) = 0+1; |
(47) |
= О + 92 = 92, |
при Х 2 |
= О, |
||||||||||||||
< |
32*1 * |
f. |
(47-14*I) =32 t (, |
(33) |
=32 + Ь9 =101, |
при Х£ |
= I , |
|||||||||||||
|
32*2 + |
f, |
(47-14*2) |
=fc>4 + f, |
(19) |
=64 + 23 = 87, при х 2 |
= 2, |
|||||||||||||
|
32*3 |
t |
(t, (47-14.3) |
=9b + f,( |
5) |
=9b + |
0 = 96, |
при x 2 |
= 3. |
|||||||||||
Следовательно, |
fa |
(47) = 101 при x 2 |
= |
I и Xj = 3. |
|
|
|
|
|
|||||||||||
Таким |
образом, |
оптимальная |
стратегия |
при загрузке судна пред |
||||||||||||||||
метами только |
первых Двух типов: Xj = з и х^ = I . Действительно, |
|||||||||||||||||||
при х-, = I , на долю предметов первого |
типа остается грузоподъем |
|||||||||||||||||||
ность, равная 33 вес.ед.(47-14*1)-Из |
таблицы |
( В , ь ) |
fj (33) |
= Ь9 |
||||||||||||||||
при X j = 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 218 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Переходим к отысканию оптимальной стратегии при загрузке |
|
||||||||||
судна |
предметами трех видов по рекуррентному соотношению: |
|
|
|||||||||
|
( 13. 14) |
^ (vv) |
= ^ m eu ( | 9 . ( N ) r}z{«- |
К x,) j |
, |
|
|
|
||||
где |
| 3 { Х з ) = |
c 3 x 3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При заполнении корабля предметами всех трех ^идов грузоподь- |
|||||||||||
емноегь разбивается на отрезки (0-9, 10-13, 14-15, |
Іь-І9, |
20-23, |
|
|||||||||
24-25,'2b-2Y, 28-29, 30-31, 32-33, |
34-35, Зь-ЗѴ, |
38-39, |
4 0 - « , |
|
||||||||
42-43, 44-45, 4ь-4У), и которых |
iwj |
принимает |
одни и |
те же |
|
|||||||
численные значения. Для каждого из зтих |
отрезков |
находим суммы |
|
|||||||||
|
с3*3 * |
|
С ^ |
~ Рзх 3^ п р |
и " с |
е х |
Д°п Ус г имых целочислен |
|
||||
ных значениях i L . Наибольшее значение, |
то есть f-) (w; |
, для каж |
|
|||||||||
дого |
из рассматриваемых |
отрезков заносим |
и таблицу(13.8) |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
Таблица 13.8 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
W |
|
|
h M |
|
|
|
*3 |
|
|
|
|
! |
0-9 |
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
i |
10-13 |
|
|
23 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
н |
14-15 |
|
|
32 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
•f |
Ib-I9 |
|
|
37 |
|
|
|
I |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
20-23 |
|
|
4b |
|
|
|
0 |
- |
|
|
|
і |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
! |
24-25 |
|
|
55 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
2b-27 |
|
|
60 |
|
|
|
I |
|
|
|
|
1 |
28-29 |
|
|
64 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
] |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
i |
30-31 |
|
|
b9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
I1• • |
|
|
|
, |
|
I |
|
||
|
|
|
i |
32-33 |
|
|
74 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
34-35 |
|
|
78 |
|
! |
|
0 |
|
|
|
|
! |
Зь-ЗУ |
|
|
83 |
|
|
|
i |
|
|
|
|
1 |
38-39 |
|
|
87 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
40-41 |
|
|
92 |
|
|
|
i |
|
|
|
|
ï |
42-43 |
|
|
97 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
44-45 |
|
101 |
|
1 |
|
0 |
|
||
|
|
|
1 4ь-4Ѵ |
|
IOb |
|
|
2 или I |
|
|||
Для рассматриваемого примера рекуррентное соотношение (13.14) |
|
|||||||||||
примет вид: ІЛЫ)- |
шох^ J3 ?X 3 - t - |
f - (W - І С л 3 ) | > |
|
|
|
|
Так, например, при 4ь ^ w « 47 |
ци.».х3 = | - j £ ~|= 2 ' 10 |
есгь |
|||||
х 3 = 0,1,2. |
|
|
|
|
|
|
|
Вычисляем |
(47) при допусгимых |
|
значениях х 3 : |
|
|||
[37'0 1- |
?й (47-ІЬ'О) |
= 0 + h (47) |
= О + ІОІ = ІОІ.при Х3 = О, |
||||
І З Ѵ І |
+ |
^ ( 4 7 - І ь * І ) |
=ЗУ + f 2 (3I) |
=37 + |
ь9 = ІОЬ.при х3 = I , |
||
[37.2 + |
^ ( 4 7 - І Ь ' 2 ) |
=74 + ^(15) |
= 74+ |
32 = 106,при |
х3 = 2. |
||
Следовательно, |
(47) = 106 либо при х 3 = J , либо при х 3 |
= 2. |
|||||
Таким образом, в рассматриваемом |
примере допустимы Две опти |
||||||
мальные стратегии: |
|
|
|
|
|
||
а) |
(Xj; Х 2 ; Х 3 ) = |
( 3 ; 0 ; І ) , |
|
|
|
|
|
б) |
( X j ; х 2 ; х 3 ) = (0*1,2). |
|
|
|
|
В обоих случаях вес загружаемых предметов рэ^-ен 46 весовым
единицам, а ценность груза - 106 денежным единицам.
Решение, приведенное в таблицах (13.ь) - (13.8), позволяет
определять оптимальную стратегию и в тех случаях,когда тгрузоподъем ность корабля будет составлять не только 47 весовых едия "ц, но и
при любой меньшей грузоподъемности. Например, при w = 38 из таб лицы (13.8) находим, что f j (38)=87, при х 3 =0,следовательно, и
£ 2 (38) = 87. По таблице(І3.7) находим, что при атом х 2 = 2. Два предмета второго вида весят 28 весовых единиц. Оставшаяся грузо
подъемность 38-28-10 вес.ед.может быть использована для загрузки
предметами первого вида. По таблице (13.ь) находим, что | , (І0)=23„
при Xj=I, таким образом, при W =38,оптимальная стратегия будет следующей: Xj=I, x^Z и х 3 = О.
Задача о загрузке корабля поясняет основные принципы динами
ческого программирования, играя чисто иллюстративную роль.