Решение оптимизационных задач
С помощью команды Подбор параметра решаются задачи, в которых требуется найти значение одного параметра.
Команда Сервис®Поиск решения... позволяет решать более сложные задачи: находить значения нескольких параметров или комбинации параметров, определяющих оптимальное (наибольшее или наименьшее) или фиксированное значение исследуемой функции. При этом для изменяемых параметров можно задавать ограничения, в пределах которых будет осуществляться поиск их значений.
Если команды Поиск решения нет в меню Сервис, то надо ее установить, т.к. она является надстройкой: выберите команду Сервис®Надстройки… и в списке Доступные надстройки выполните установку команды Поиск решения (флажок). |
Задачи, решаемые с помощью инструмента Поиск решения, можно сформулировать следующим образом:
дана функция (целевая функция);
найти такие, что целевая функция достигает минимального значения, максимального значения или некоторого фиксированного значения;
на искомые переменные могут накладываться ограничения (в виде равенств или неравенств).
|
Ø в поле Установить целевую ячейку указывается адрес ячейки, значение которой необходимо максимизировать, минимизировать или установить равной заданному значению;
Ø переключатель Равной служит для выбора варианта оптимизации значения целевой ячейки;
Ø поле Изменяя ячейки используется для указания ячеек, значения которых изменяются в процессе поиска решения (имена ячеек разделяются запятыми);
Ø кнопка Предположить используется для автоматического поиска ячеек, влияющих на формулу, ссылка на которую указана в поле Установить целевую ячейку;
Ø поле Ограничения служит для отображения списка граничных условий поставленной задачи (задаются ограничения с помощью кнопок Добавить, Изменить, Удалить);
Ø кнопка Параметры используется для вывода диалогового окна Параметры поиска решения, позволяющего сохранить параметры поиска (Сохранить модель…) или использовать уже сохраненные параметры (Загрузить модель…);
Ø кнопка Выполнить используется для запуска поиска решения поставленной задачи;
Ø кнопка Закрыть позволяет выйти из диалогового окна без запуска поиска решения поставленной задачи;
Ø кнопка Восстановить служит для очистки полей окна и восстановления параметров поиска, используемых по умолчанию.
Прежде чем использовать инструмент Поиск решения, необходимо сформулировать и оформить решаемую задачу: определить целевую функцию (формулу, которая ссылается на изменяемые ячейки); наложить ограничения на величины, участвующие в решении задачи; заполнить электронную таблицу данными.
С помощью инструмента Поиск решения можно решить не всякую задачу оптимизации. Если оптимальное решение не будет найдено, то в диалоговом окне Результаты поиска решения появится сообщение о неудачном завершении поиска.
6.Пусть в колхозе требуется распределить площадь пашни между двумя культурами в соответствии со следующими данными:
Культура | Площадь, га | Урожай, ц/га | Затраты, руб./га | Цена за 1 ц, руб. | Затраты, человеко-дней на 1 га |
x | |||||
y |
Кроме того, заданы ресурсы производства:
земли —1800 га, человеко-дней —8000.
Величины x и y являются неизвестными и подлежат определению.
Построение математической модели задачи включает в себя:
задание целевой функции (ее надо максимизировать или минимизировать);
задание системы ограничений в форме линейных уравнений и неравенств;
требование неотрицательности переменных.
Ограничения задачи имеют вид:
ограничение по площади: ;
ограничение по человеко-дням: , или .
Кроме того ясно, что , .
Для прибыли получаем: .
Учитывая все условия задачи, приходим к ее математической модели: найти решение системы неравенств
,
которое соответствует максимуму функции .
Щелкните на кнопке Параметры этого диалогового окна Поиск решения и установите флажки Линейная модель и Неотрицательные значения, <ОК>, <Выполнить>.
Оптимальное решение найдено: в ячейке С2 значение x=1250 (га), в ячейке С3 значение y=550 (га).
7.Создайте таблицу по форме, вставьте необходимые формулы в колонку “Сумма выручки” и ячейки “Объем выпуска-итого”.
Используя инструмент Поиск решения, выполните расчет объема выпуска каждого товара, обеспечивающего максимальную сумму общей выручки, считая, что объем выпуска Изделия1<=10. Изделия2<=15, Изделия3<=20, Изделие4<=5, а общее количество выпускаемых изделий <=35.
Наименование товара | Объем выпуска | Расчет реализации | |
Цена | Сумма выручки | ||
Изделие1 | |||
Изделие2 | |||
Изделие3 | |||
Изделие4 | |||
Итого |
8.Предполагается, что рацион коров составляется из двух видов кормов —сена и концентратов. Суточная потребность кормов на 1 корову равна 20 кормовым единицам. В таблице приведены числовые данные о себестоимости кормов в данном хозяйстве.
Виды кормов | Содержание кормовых единиц в 1 кг кормов | Себестоимость кормов в коп. |
Сено | 0,5 | 1,5 |
Концентраты | 1,0 | 2,5 |
Найти самый дешевый рацион, если ежедневный рацион кормления сельскохозяйственных животных должен включать не менее 16 кг сена.
Указание: ограничения , , целевая функция .
9.Мебельная фабрика выпускает кресла двух видов. На изготовление кресла первого типа расходуется 2 м досок стандартного сечения, 0,8 м2 обивочной ткани и затрачивается 2 человеко-часа, а на изготовление кресла второго типа — соответственно 4 м, 1,25 м2 и 1,75 человеко-часа. Известно, что цена одного кресла первого типа равна 15 рублей, второго типа — 20 рублей. Сколько кресел каждого типа надо выпускать, чтобы стоимость выпускаемой продукции была максимальной, если фабрика имеет в наличии 4400 м досок, 1500 м2 обивочной ткани и может затратить 3200 человеко-часов рабочего времени на изготовление этой продукции?
10.Хозрасчетной бригаде выделено для возделывания кормовых культур 100 га пашни. Эту пашню предполагается занять кукурузой и свеклой, причем свеклой решено занять не менее 40 га. Как должна быть распределена площадь пашни по культурам, чтобы получилось наибольшее число кормовых единиц? При этом должно быть учтено следующее: 1 ц кукурузного силоса содержит 0,2 кормовой единицы, 1 ц свеклы — 0,26 ц кормовой единицы, на возделывание 1 га кукурузного поля необходимо затратить 38 человеко-часов труда механизаторов и 15 человеко-часов ручного труда, а на 1 га поля, занятого свеклой, соответственно 43 и 185 человеко-часов, ожидаемый урожай кукурузы — 500 ц с 1 га, а свеклы — 200 ц с 1 га, наконец, всего на возделывание кормовых культур можно затратить 4000 человеко-часов труда механизаторов и 15000 человеко-часов ручного труда.