Файл: Математическое программирование и производственные задачи..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 52
Скачиваний: 0
Задача Д<^ ». Найти
шах У nm+i,^/ У-1
при условиях
|
л |
|
|
__ |
, |
/ = |
1, |
2, |
. . ., |
/и, |
|
|
|
|
^O ijX j ^ a i , п+1 |
|
|
||||||||||
|
)-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* j > |
0, |
у '= |
1 , 2 ............я; |
|
|
|
|||||
г) |
если |
Z(i+1) — /(4'+‘)<2s |
(/<л+1> и |
—решения задач |
|||||||||
|
_ |
|
|
_ |
|
/й+D -j-Z^+D |
|
|
|
||||
д(^+п и |
Л'4+1)), |
то |
/('ч1) = |
---------- ^ |
-------- |
— решение |
ис |
||||||
ходной задачи (в противном случае |
переходим к пункту |
а). |
|||||||||||
Прежде |
чем |
перейти |
|
к |
доказательству |
сходимости |
|||||||
предложенного |
алгоритма, |
отметим, |
что если на |
некотором |
|||||||||
s-ом шаге /(*)— |
2е, то в качестве приближенного плана |
||||||||||||
исходной задачи |
можно |
|
взять |
оптимальный |
план |
|
|||||||
= |
* 2S)> • • •• |
задачи |
Л<5>. |
(Как |
будет |
видно |
из |
теоремы 6.2, x^s) удовлетворяет ограничениям исходной стохастической задачи).
|
Пусть {/<*>} —случайная последовательность, |
полученная |
|||
описанным алгоритмом. |
|
|
|||
|
Теорема 6.2. Каковы бы |
ни были заданные положи |
|||
тельные |
числа е и |
а (0 < а < 1 ), |
всегда найдется такой номер |
||
N(e, |
а), |
что для всех s!>ZV(e, |
а) выполняется неравенство |
||
|
|
|
Р(|/— |
|
|
|
Доказательство. Вначале покажем, что на любом s-ou |
||||
шаге |
задачи AR> и |
относительно исходной |
являются а- |
||
доверительными задачами. |
|
|
|||
|
Обозначим через R{s) и R(s)—множества, определяемые |
||||
соответственно ограничениями задач A^s) и |
и покажем, |
||||
что они являются |
а'—доверительными множествами относи |
||||
|
|
|
|
|
33 |
3-450
тельно |
R, где |
R —множество |
тех |
точек |
X , |
которые удов- |
|||||||
летворяют ограничениям |
исходной |
задачи, а а' = |
т л+1 |
||||||||||
П П $„а. |
|||||||||||||
Действительно, |
возьмем |
произвольную |
точку |
|
Р - 1 |
|
|||||||
x £ R < sK Тог |
|||||||||||||
да, так как а% '^М (ард) |
и х ^ О , |
то |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
v |
п<)Ъс/>2 M (ai j )x'f, |
i= |
1, |
2, |
. |
. ., |
т |
|
|
|
||
|
i - i |
i - i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
П |
П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,„+1> |
/=1, |
2, |
. . ., |
/и, |
|
|||||||
|
v U i j X j < y |
|
|||||||||||
|
y-1 |
/“> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t . e. |
/?. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда следует, что R (S)CZR- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Аналогично можно |
показать, |
что если x £ R t то x£R<s). |
|||||||||||
Учитывая |
предложение 6.1, получим: |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
P \ R ^ R ^ R ^ } > a ' . |
|
|
|
|
|
|
||||
Далее, |
в силу |
последнего неравенства |
легко |
заметить, |
что |
||||||||
max |
п |
|
п |
|
|
)х,- sSmax |
п |
«т-п,; |
•*/. |
||||
2 |
ая,+1,у-*/=£тах ^ М (а т+и |
|
2 |
||||||||||
x £ R (s)J~ l |
|
j " 1 |
|
|
|
|
|
7 - 1 |
|
|
Отсюда (с учетом того же предложения 6.1) получаем, что
задачи |
и |
относительно |
исходной являются а-дове- |
||
рительными задачами, где а = |
mil |
п -fl |
|
||
П |
П fW |
||||
|
|
|
Р™1 9 -1 |
|
|
Очевидно, что на любом s-ом шаге выполняется нера |
|||||
венство |
|
|
|
|
|
|
Р [ | / _ / < * ) [ < / ( * ) _ |
/(*)) |
> < х . |
||
С другой |
стороны, |
так как для всех р и q limja^—а<^>|==0, |
|||
то, очевидно, что |
{ /(4)— |
также |
стремится к нулю с |
вероятностью не меньше, чем а. Поэтому в силу последне
го неравенства с такой |
же вероятностью стремится |
к нулю |
и последовательность |
\1— №\, что и требовалось |
доказать |
34
|
4°. Алгоритм решения задачи Минца и Финкельштей- |
|||||||||||||||
иа. В работе [45] была поставлена |
|
следующая |
задача сто |
|||||||||||||
хастического программирования: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
определить математическое ожидание |
величины |
|
|
||||||||||||
|
|
с = |
|
П |
a m+i, fXj |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
ш1п 2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
i -1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при условиях |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
< Й |
1 , и + ь |
* |
= |
1 , |
2 |
.....................т , |
|
|
|
|||||
|
j - 1 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X j> 0, |
у = |
1, |
2, |
. |
. |
га, |
|
|
|
|
|
|||
где |
Qpq—независимая |
случайная |
величина. |
Для решения |
||||||||||||
этой |
задачи в |
случае, |
когда |
а у |
и |
|
|
|
|
|
2, . . |
|
/га; |
|||
у '= 1 , 2, . . |
га)—известные |
величины, |
a |
a m+i,/= a(n[]t.u |
-t- |
|||||||||||
+ ш т+1 ; ’ где '-—случайная переменная, |
был предложен не |
|||||||||||||||
прямой метод, идея которого заключается |
в следующем. |
|
||||||||||||||
|
„Игнорируя" вероятностную природу случайной |
вели |
||||||||||||||
чины X, вместо исходной |
рассматривается |
следующая одно |
||||||||||||||
параметрическая задача линейного программирования. |
|
|
||||||||||||||
|
Найти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П |
^m+l,y |
|
== У('■) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
mill ^ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
j - |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при условиях |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У-1 |
ssaj» |
, f |
a & V - |
* e |
l . 2’ |
• • - |
от- |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•Ху > 0 , |
|
|
|
|
У = 1 , |
2 , . . |
|
. , га. |
|
|
|
|||
|
Далее, предполагая, что известен отрезок |
[ X, X] |
изме |
|||||||||||||
нения величины X, с |
помощью |
методов |
|
параметрического |
||||||||||||
линейного программирования |
разбивают |
ее |
на такие конеч |
|||||||||||||
ные подмножества [Xr, Xr+1] ( r |
= |
1 , |
2 , . . |
|
. , |
S; |
\ = = к , |
Х2=Х), |
||||||||
на которых функция /(Х) = /Г(Х) порождается одним |
и |
тем |
||||||||||||||
же базисом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зная плотность распределения <р(Х) случайной величины |
|||||||||||||||
X, вычисляем |
значение |
интеграла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35
\р+1
у; ( cpQ.)v(l)d).,
р- 1J
>р
которое и является математическим ожиданием величины с (для рассматриваемого частного случая).
Однако в общем случае этот подход практически не приемлем. Достаточно указать на тот факт, что в настоя щее время не существует алгоритма решения общей пара метрической задачи линейного программирования.
Здесь предлагается прямой метод* решения этой зада чи. Пусть на s-ом шаге получены 5 реализаций каждой из случайных величин и задача не решена с требуемой точ ностью и вероятностью.
Тогда:
а) получаем (s-j-l)-yio реализацию каждой случайной величины apq\
б) решаем следующую задачу линейного программи рования (предполагается, что она имеет конечное решение)-
Найти |
|
|
|
|
|
|
|
min ^ |
am+i1);-*y =C (i+1) |
|
|
|
|||
)-1 |
|
|
|
|
|
|
|
при условиях |
|
|
|
|
|
|
|
VaSj+1»x; ^ fl(;+ 1', |
i = l , |
2, |
. |
. ., |
т. |
||
/- I |
|
|
|
|
|
|
|
х, |
35 0, |
j = |
1, |
2, |
. |
. ., |
«; |
в) по (s—f—1) реализациям величины |
|
с |
строим довери |
||||
тельный интервал (<3i+1>, с(Л+1)) для М (с) |
с |
вероятностью |
|||||
не меньше, чем <*; |
|
|
|
|
|
|
|
_ |
|
2е, то |
_ |
|
c(s+1)-|-c(s+l> |
||
г) если с('+1) — сЫ+1) ^ |
^5+1)= ------ —=------- —ре |
||||||
шение задачи в требуемом |
смысле;в |
противном случае пе |
|||||
реходим к пункту а). |
|
|
|
|
|
|
|
* В разработке данного метода принимала участие С. Ш. Арутюнова.
36
Рассмотрим случайную последовательность (cw). кото рая получается описанным алгоритмом.
Теорема 6.3. Каковы бы ни были заданные числа е и
а, где -^ -< jx< 1, всегда найдется такой номер N (е, а), что
для всех s>/V(e, а) выполняется неравенство
Р{ |с — с(?+’)|< е j Зга.
Доказательство этой теоремы непосредственно следует из условия, что при S-*оо {c(i) _ -£<^)}—»о с вероятностью не меньше, чем заданное а.
§7 . ПРИМЕНЕНИЕ КВАЗИФЕЙЕРОВСКИХ П О С Л ЕД О В А Т ЕЛ ЬН ^ Т ЕЙ
КРЕШ ЕНИЮ ЗАДАЧ СТОХАСТИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Понятие фейеровской последовательности имеет боль шое значение при решении систем неравенств, а также мо жет быть применено для решения задач выпуклого прог раммирования.
В этом параграфе будут введены понятия случайной фейеровской и квазифейеровской последовательности (см. (35)), которые могут быть применены для решений системы стохастическихнеравенств и задач стохастического прог
раммировании. |
|
|
|
|
|
|
I. Пусть D —некоторое замкнутое |
множество |
из /?и, а |
||||
C (D )—его |
выпуклая оболочка. |
|
|
|
|
|
Определение 7.1. Случайную последовательность |уса(*й)|, |
||||||
А = 0, 1, . |
. . назовем случайной |
фейеровской последова |
||||
тельностью |
относительно множества |
D, |
если |
|
||
М{ II у—х к ' 1 II *jx°, |
х ' , ........... **}«£ |
II |
у—x k \\\ k = |
0. 1, . . . |
||
для произвольного |
y£D и |
|
|
|
|
|
|
|
|л:° | const < о о . |
|
|
Очевидно, что если последовательность |ага} является случайной фейеровской относительно множества D, то она случайная фейеровская и относительно множества C(D).
Основные свойства случайных фейеровских последова тельностей, которые с небольшим изменением аналогичны
37