Контрольная работа: Решение задач оптимизации в Excel
(тыс. $)
Отчет по результатам
Отчет состоит из трех таблиц, расположенных на одном листе книги Excel.
Целевая ячейка (Максимум) | ||||||
Ячейка | Имя | Исходное значение | Результат | |||
$F$3 | Прибыль от 1 затраченного $ Сумм-ый доход | 26 | 3700 | |||
Изменяемые ячейки | ||||||
Ячейка | Имя | Исходное значение | Результат | |||
$B$2 | План запуска рекламы Х1 | 1 | 200 | |||
$C$2 | План запуска рекламы Х2 | 1 | 0 | |||
$D$2 | План запуска рекламы Х3 | 1 | 200 | |||
$E$2 | План запуска рекламы Х4 | 1 | 100 | |||
Ограничения | ||||||
Ячейка | Имя | Значение | Формула | Статус | Разница | |
$F$43 | Бюджет затрачиваемый на рекламу | 500 | $F$43<=$G$12 | связанное | 0 | |
$B$2 | План запуска рекламы Х1 | 200 | $B$2<=$G$8 | связанное | 0 | |
$C$2 | План запуска рекламы Х2 | 0 | $C$2<=$G$9 | не связан. | 100 | |
$D$2 | План запуска рекламы Х3 | 200 | $D$2>=$G$10 | не связан. | 100 | |
$E$2 | План запуска рекламы Х4 | 100 | $E$2<=$G$11 | связанное | 0 |
В первой таблице выводятся сведения о целевой функции. В столбце Исходное значение приведено значение целевой функции до начала вычислений, в столбце Результат - после оптимизации.
Следующая таблица содержит значения искомых переменных (изменяемых ячеек) до и после решения задачи.
оптимизация математическая электронная модель
Последняя таблица показывает значения левых частей ограничений на оптимальном решении задачи. В столбце Формула приведены зависимости, которые были введены в диалоговом окне Поиск решения, в столбце Разница показано количество неиспользованного ресурса. Если ресурс дефицитен, т.е. используется полностью, то в столбце Статус указывается связанное (соответствующее ограничение активно); при неполном использовании ресурса в этом столбце указывается не связанное (ограничение не активно).
Из отчета по результатам применительно к данной задаче видим, что оптимальный план распределения средств состоит в еженедельных затратах на телевидение в размере 200 000$, на газеты в размере 100 000$ и на радио в размере 200 000$, а вкладывать денежные средства в рекламные щиты не выгодно. Таким образом , и максимальный суммарный доход 000$. При этом полный бюджет на рекламу продукции используются полностью, т.е. является дефицитным, а также денежные средства отпущенные на телевидение и газеты расходуется полностью и также являются дефицитными, а денежные средства на рекламные щиты расходовать нецелесообразно.
Отчет по устойчивости
Отчет по устойчивости содержит информацию, позволяющую провести постоптимальный анализ решения задачи. Цель анализа заключается в определении таких границ изменения исходных данных задачи (коэффициентов целевой функции и правых частей ограничений), при которых ранее найденный оптимальный план сохраняет свою оптимальность и в изменившихся условиях.
Изменяемые ячейки | |||||||
Результ. | Нормир. | Целевой | Допустимое | Допустимое | |||
Ячейка | Имя | значение | стоимость | Коэффициент | Увеличение | Уменьшение | |
$B$2 | План запуска рекламы Х1 | 200 | 5 | 10 | 1E+30 | 5 | |
$C$2 | План запуска рекламы Х2 | 0 | -1 | 4 | 1 | 1E+30 | |
$D$2 | План запуска рекламы Х3 | 200 | 0 | 5 | 2 | 1 | |
$E$2 | План запуска рекламы Х4 | 100 | 2 | 7 | 1E+30 | 2 | |
Ограничения | |||||||
Результ. | Теневая | Ограничение | Допустимое | Допустимое | |||
Ячейка | Имя | значение | Цена | Правая часть | Увеличение | Уменьшение | |
$F$43 | Бюджет затрачиваемый на рекламу | 500 | 5 | 500 | 1E+30 | 100 |
Отчет состоит из двух таблиц, расположенных на одном листе книги Excel.
В первой таблице (Изменяемые ячейки) приводится следующая информация о переменных:
· результирующее значение - оптимальные значения переменных;
· нормированная стоимость - ее величина равна значению соответствующей симплексной оценки с противоположным знаком. Для невыпускаемой продукции нормированная стоимость показывает, на сколько изменится целевая функция при принудительном включении единицы этой продукции в оптимальное решение;
· коэффициенты целевой функции;
· предельные значения приращения коэффициентов целевой функции, которые показывают на сколько можно увеличить и уменьшить каждый целевой коэффициент в отдельности, сохраняя при этом оптимальные значения переменных.
Во второй таблице (ограничения) приводятся аналогичные значения для ограничений задачи:
· величины использованных ресурсов (левые части ограничений) при оптимальном плане выпуска продукции;
· теневые цены, т.е. оптимальные значения двойственных переменных, которые показывают, как изменится целевая функция при изменении соответствующего запаса ресурса на единицу;
· исходные запасы ресурсов (правые части ограничений);
· предельные значения приращений ресурсов (их допустимое увеличение и уменьшение), при которых сохраняется оптимальный план двойственной задачи и базисный набор переменных, входящих в оптимальное решение исходной задачи (ассортимент выпускаемой продукции).
Используем результаты отчета по устойчивости для проведения постоптимального анализа в данной задаче:
Исследуем сначала влияние на оптимальный план изменений коэффициентов целевой функции - прибыль от 1 затраченного $ на рекламу определенного вида.
Из первой таблицы следует, что оптимальный план затрат на рекламу не изменится, если первоначальная прибыль долл. рекламы Х1 возрастет на 1Е+30 доллара или уменьшится на 5 доллара. Другими словами, условие сохранения оптимального плана при изменении прибыли от рекламы Х1 имеет вид: или .
Аналогично, условие сохранения оптимального плана при изменении прибыли рекламы Х3 имеет вид: или , и условие сохранения оптимального плана при изменении прибыли рекламы Х4 имеет вид: или .
Наконец, при изменении прибыли от рекламы Х2 ранее найденный план останется оптимальным, если исходная цена возрастет не более чем на 1 доллар. В то же время любое уменьшение цены не влияет на оптимальный план , так как число равно , т.е. практически является бесконечно большим числом. Таким образом, условие сохранения оптимальности плана при изменении цены примет вид . Это означает, что рекламу Х2 не выгодно запускать (), если прибыль от нее будет не выше 5 долларов. Если же прибыль превысит 5 долларов от использования рекламных щитов, то план перестанет быть оптимальным, и в новом оптимальном решении будет положительным т.е. использование рекламы в виде рекламных щитов станет выгодным.
Отчет по пределам
Третий отчет для данной задачи, называемый отчетом по пределам, состоит из двух таблиц.
Первая таблица в комментариях не нуждается.
Целевое | ||||||
Ячейка | Имя | Значение | ||||
$F$3 | Прибыль от 1 затраченного $ Сумм-ый доход | 3700 | ||||
Изменяемое | Нижний | Целевой | Верхний | Целевой | ||
Ячейка | Имя | Значение | предел | результат | предел | результат |
$B$2 | План запуска рекламы Х1 | 200 | 0 | 1700 | 200 | 3700 |
$C$2 | План запуска рекламы Х2 | 0 | 0 | 3700 | -1,15597E-09 | 3700 |
$D$2 | План запуска рекламы Х3 | 200 | 100 | 3200 | 200 | 3700 |
$E$2 | План запуска рекламы Х4 | 100 | 0 | 3000 | 100 | 3700 |