MATEMATİKSEL PROGRAMLAMA

... konulu sunumlar: "MATEMATİKSEL PROGRAMLAMA"— Sunum transkripti:

1 MATEMATİKSEL PROGRAMLAMA
DOĞRUSAL PROGRAMLAMA GRAFİK ÇÖZÜM YÖNTEMİ

2 Temel Kavramlar Çözüm: Bir doğrusal programlama probleminin kısıtlayıcı fonksiyonlarının hepsini birden sağlayan karar değişkenlerinin (x1, x2, ..., xn) oluşturduğu kümeye çözüm denir. Uygun çözüm: Negatif olmama koşulunu sağlayan çözüme uygun çözüm denir. En iyi çözüm: Amaç fonksiyonuna en iyi değeri (en küçük veya en büyük) sağlayan uygun çözüme en iyi çözüm denir.

3 Grafik Çözüm Yönteminin Aşamaları
Bir doğrusal programlama probleminin grafik çözümünde aşağıdaki adımlar izlenir: 1. Değişkenlerin koordinat sisteminin yatay ve dikey eksenlerine yerleştirilmesi, 2. Kısıtlayıcı fonksiyonların grafiğinin çizilmesi, 3. Uygun çözüm bölgesinin belirlenmesi, 4. En iyi çözümün araştırılması.

4 Örnek 1

5 Örnek 1-devam

6 Örnek 1-devam

7 Örnek 3

8 Örnek 3-devam

9 Örnek 3-devam

10 Örnek 4 Aşağıdaki doğrusal programlama problemini grafik yöntemiyle çözünüz Zenk = 3x1 + 5x2 3x1 + x2 ³ 9 x1 + 2x2 ³ 8 x1 + 5x2 ³ 10 x1, x2 ³ 0

11 Örnek 4-devam Doğruların çizilmesiyle ilgili aritmetik işlemler aşağıda topluca gösterilmiştir. 3x1 + x2 = 9 eşitliğinde x1 = 0 için x2 = 9, x2 = 0 için x1 = 3, x1 + 2x2 = 8 eşitliğinde x1 = 0 için x2 = 4, x2 = 0 için x1 = 8, x1 + 5x2 = 10 eşitliğinde x1 = 0 için x2 = 2, x2 = 0 için x1 = 10 ZA = Z(0, 9) = 3(0) + 5(9) = 45 Zenk =ZB = Z(2, 3) = 3(2) + 5(3) = 21* ZC = Z(20/3, 2/3) = 3(20/3) + 5(2/3) = 23.3 ZD = Z(10, 0) = 3(10) + 5(0) = 30

12 Örnek 5 Aşağıdaki doğrusal programlama problemini grafik yöntemiyle çözünüz. Zenk = 2x1 + 3x2 3x1 + 2x2 ³ 6 x1 - 2x2 £ 4 x £ 5 x2 £ 3 x1, x2 ³ 0

13 Örnek 5-devam Uç noktaların koordinatlarının ayrı ayrı hesaplanıp amaç fonksiyonunda yerine konulmasıyla ulaşılan değerler de (aşağıda topluca verilmiştir) E noktasının en iyi çözümü sağlayan nokta olduğunu göstermektedir. ZA = Z(0, 3) = 2(0) + 3(3) = 9 ZB = Z(5, 3) = 2(5) + 3(3) = 19 ZC = Z(5, 0,5) = 2(5) + 3(0.5) = 11.5 ZD = Z(4, 0) = 2(4) + 3(0) = 8 ZE = Z(2, 0) = 2(2) + 3(0) = 4

14 Grafik Çözümde Karşılaşılan Özel Durumlar
Eşitsizliklerin Tutarsız Olması Sınırsız Çözüm Uygun Çözüm Bölgesinin Bir nokta Olması Alternatif Eniyi Çözümün Bulunması

15 1. Eşitsizliklerin Tutarsız Olması
Aşağıdaki doğrusal programlama problemini grafik yöntemiyle çözünüz. Zenb = 6x1 + 3x2 x1 + 2x2 £ 2 2x1 + x2 ³ 6 x1, x2 ³ 0

16 1. Eşitsizliklerin Tutarsız Olması-devam
Aşağıdaki doğrusal programlama problemini grafik yöntemiyle çözünüz. Zenb = 6x1 + 3x2 x1 + 2x2 £ 2 4x1 + 3x2 ³ 12 x1, x2 ³ 0

17 2. Sınırsız Çözüm Aşağıdaki doğrusal programlama problemini grafik yöntemiyle çözünüz. Zenb = 2x1 + x2 -2x1 + x2 £ 4 x1 - x2 £ 1 x1, x2 ³ 0

18 3. Uygun Çözüm Bölgesinin Bir Nokta Olması
Aşağıdaki doğrusal programlama problemini grafik yöntemiyle çözünüz. Zenb = 6x1 + 3x2 x1 + x2 £ 6 3x1 + 5x2 ³ 24 x2 = 3 x1, x2 ³ 0 Üç doğrunun kesiştiği noktanın koordinatlarının belirlenmesi amacıyla bunlardan rasgele seçilen ikisi, 3x1 + 5x2 = 24 ve x2 = 3 olsun. Bu iki denklemin çözümünden x1 = 3, x2 = 3 elde edilir. Buradan amaç fonksiyonunun en büyük değeri, Z’de x1 = 3, x2 = 3 yerleştirilmesiyle, Zenb = 6(3) + 3(3) = 27 olarak hesaplanır.

19 4. Alternatif Eniyi Çözümün Bulunması
Aşağıdaki doğrusal programlama problemini grafik yöntemiyle çözünüz. Zenb = 8x1 + 8x2 2x1 + 3x2 ³ 12 3x1 + 2x2 ³ 12 x1 + x2 £ 6 x1, x2 ³ 0 Problemin uygun çözüm bölgesi ABC üçgen alanıdır. Amaç fonksiyonunun ABC üçgeninin uç noktalarındaki değerleri aşağıda verilmiştir. ZA = Z(0, 6) = 8(0) + 8(6) = 48 ZB = Z(6, 0) = 8(6) + 8(0) = 48 ZC = Z(12/5, 12/5) = 8(12/5) + 8(12/5) = 192/5 Amaç fonksiyonu en büyük değerine A(0, 6) ve B(6, 0) noktalarında ulaşmıştır. Dolayısıyla A ve B noktalarındaki çözümler birbirlerine alternatif olan en iyi çözümlerdir.

20 Ödev Aşağıdaki DP problemini grafik çözüm yöntemi ile çözünüz.
Zenb = 3x1 + 6x2 x1 + x2  4 x1 + x2  1 x x2  -1 x1, x2 ³ 0