Найти решение задачи используя геометрическую интерпретацию
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Найти решение задачи, используя геометрическую интерпретацию.
На мебельной фабрике из стандартных листов фанеры необходимо вырезать заготовки трех видов в количествах, соответственно равных 24, 31 и 18 шт. Каждый лист фанеры может быть разрезан на заготовки двумя способами. Количество получаемых заготовок при данном способе раскроя приведено в таблице. В ней же указана величина отходов, которые получаются при данном способе раскроя одного листа фанеры.
Вид заготовки Количество заготовок (шт.) при раскрое по способу
1 2
I 2 6
II 5 4
III 2 3
Величина отходов (см2) 12 16
Определить, сколько листов фанеры, и по какому способу следует раскроить так, чтобы было получено не меньше нужного количества заготовок при минимальных отходах.
Нужно полное решение этой работы?
Решение
1). Составляем математическую модель нашей задачи.
Вводим обозначения для количества листов фанеры, раскраиваемых обоими способами:
x1 – количество листов фанеры, раскраиваемых по первому способу (штук);
x2 – количество листов фанеры, раскраиваемых по второму способу (штук).
При этом величина отходов составит F = 12·x1 + 16·x2 см2.
Целью решения задачи является определение среди всех допустимых таких значений x1 и x2, которые обеспечивают не меньшие нужного количества заготовок при минимальных отходах.
Рассмотрим ограничения задачи.
Количества раскраиваемых листов фанеры не могут быть отрицательными, поэтому x1 ≥ 0, x2 ≥ 0. Кроме того, по смыслу задачи, x1 и x2 – целочисленные.
Другие ограничения задачи связаны с нужным количеством заготовок трех видов.
Математическая запись указанных ограничений такова:
2·x1 + 6·x2 ≥ 24 – количество вырезаемых заготовок вида I не может быть меньше 24 штук;
5·x1 + 4·x2 ≥ 31 – количество вырезаемых заготовок вида II не может быть меньше 31 штук;
2·x1 + 3·x2 ≥ 18 – количество вырезаемых заготовок вида III не может быть меньше 18 штук.
В целом соотношения математической модели задачи об оптимальном раскрое листов фанеры выглядят следующим образом:
F = 12·x1 + 16·x2 min
при ограничениях
2·x1 + 6·x2 ≥ 24;
5·x1 + 4·x2 ≥ 31;
2·x1 + 3·x2 ≥ 18;
xj ≥ 0; xj – целочисленные; j = 1,2.
Словесная формулировка задачи может быть такой: найти оптималные количества X = (x1, x2) листов фанеры, раскраиваемых по первому и второму способам, удовлетворяющие системе ограничений
2·x1 + 6·x2 ≥ 24;
5·x1 + 4·x2 ≥ 31;
2·x1 + 3·x2 ≥ 18;
и условиям xj ≥ 0; xj – целочисленные; j = 1,2, для которых целевая функция F = 12·x1 + 16·x2 принимает минимальное значение.
2
. Решаем задачу графическим методом.
В системе координат x1Ox2 строим область допустимых решений (ОДР) системы неравенств. Для этого неравенства системы заменяем равенствами и получаем уравнения прямых, образующих границу ОДР. При построении прямые выделяем цветом.
Определяем множество решений первого неравенства 2·x1 + 6·x2 ≥ 24. Решением уравнения 2·x1 + 6·x2 = 24 являются точки (–3; 5) и (18; –2). По этим точкам строим прямую, выделенную синим цветом. Множество решений строгого неравенства 2·x1 + 6·x2 > 24 определяем при помощи проверочной точки (0; 0), координаты которой подставляем в неравенство. Так как неравенство не выполняется, то стрелки на прямой направляем в сторону от точки (0; 0).
Определяем множество решений второго неравенства 5·x1 + 4·x2 ≥ 31. Решением уравнения 5·x1 + 4·x2 = 31 являются точки (–1; 9) и (7; –1). По этим точкам строим прямую, выделенную оранжевым цветом