1. **Muammo bayoni:**
Berilgan chiziqli tenglamalar tizimi va cheklovlar asosida quyidagi chiziqli dasturlash masalasini grafik usulda yechish kerak:
$$\begin{cases} 3x_1 - x_2 - x_3 = 4, \\ x_1 - x_2 - x_3 - x_4 = 1, \\ 2x_1 + x_2 + 2x_3 + x_5 = 7, \end{cases}$$
$$x_j \geq 0, \quad j=1,2,3,4,5,$$
Maqsad funksiyasi:
$$F = -5x_1 + x_2 - x_3 \to \max.$$
2. **Chiziqli dasturlashda grafik usul:**
Grafik usul faqat ikki o'zgaruvchili masalalarda qulay, shuning uchun o'zgaruvchilar sonini kamaytirish kerak. Bu yerda 5 o'zgaruvchi bor, shuning uchun tenglamalar yordamida $x_4$ va $x_5$ ni ifodalab, faqat $x_1,x_2,x_3$ ga bog'liq tizimga o'tamiz.
3. **Tenglamalardan $x_4$ va $x_5$ ni ifodalash:**
Ikkinchi tenglamadan:
$$x_4 = x_1 - x_2 - x_3 - 1,$$
Uchinchi tenglamadan:
$$x_5 = 7 - 2x_1 - x_2 - 2x_3.$$
4. **Cheklovlarni tekshirish:**
$$x_4 \geq 0 \Rightarrow x_1 - x_2 - x_3 - 1 \geq 0 \Rightarrow x_1 - x_2 - x_3 \geq 1,$$
$$x_5 \geq 0 \Rightarrow 7 - 2x_1 - x_2 - 2x_3 \geq 0.$$
Shuningdek, barcha $x_j \geq 0$:
$$x_1,x_2,x_3 \geq 0.$$
5. **Birinchi tenglama:**
$$3x_1 - x_2 - x_3 = 4,$$
Bu chiziqni grafikda chizish mumkin.
6. **Grafik usul uchun o'zgaruvchilar sonini kamaytirish:**
Masalani grafik yechish uchun $x_3$ ni ifodalab, $x_1,x_2$ o'zgaruvchilarida chiziqlarni chizamiz:
$$x_3 = 3x_1 - x_2 - 4.$$
7. **Cheklovlarni $x_1,x_2$ ga yozamiz:**
$$x_3 \geq 0 \Rightarrow 3x_1 - x_2 - 4 \geq 0 \Rightarrow 3x_1 - x_2 \geq 4,$$
$$x_1 - x_2 - x_3 \geq 1 \Rightarrow x_1 - x_2 - (3x_1 - x_2 - 4) \geq 1 \Rightarrow x_1 - x_2 - 3x_1 + x_2 + 4 \geq 1,$$
$$-2x_1 + 4 \geq 1 \Rightarrow -2x_1 \geq -3 \Rightarrow x_1 \leq \frac{3}{2} = 1.5,$$
$$7 - 2x_1 - x_2 - 2x_3 \geq 0 \Rightarrow 7 - 2x_1 - x_2 - 2(3x_1 - x_2 - 4) \geq 0,$$
$$7 - 2x_1 - x_2 - 6x_1 + 2x_2 + 8 \geq 0 \Rightarrow 15 - 8x_1 + x_2 \geq 0 \Rightarrow x_2 \geq 8x_1 - 15.$$
8. **Maqsad funksiyani $x_1,x_2$ ga yozamiz:**
$$F = -5x_1 + x_2 - x_3 = -5x_1 + x_2 - (3x_1 - x_2 - 4) = -5x_1 + x_2 - 3x_1 + x_2 + 4 = -8x_1 + 2x_2 + 4.$$
9. **Natija:**
Endi $x_1,x_2$ o'qlarida quyidagi chiziqlar va cheklovlar mavjud:
- $3x_1 - x_2 \geq 4$
- $x_1 \leq 1.5$
- $x_2 \geq 8x_1 - 15$
- $x_1,x_2 \geq 0$
Bu chiziqlar kesishmasini grafikda chizib, maqsad funksiyaning maksimal qiymatini topish mumkin.
10. **Xulosa:**
Grafik usulda yechish uchun o'zgaruvchilar sonini kamaytirib, cheklovlarni $x_1,x_2$ ga ifodaladik va maqsad funksiyani shu o'zgaruvchilar orqali yozdik. Keyin chiziqlar kesishmasini grafikda chizib, maksimal qiymatni topish mumkin.
**Javob:** Grafik usulda yechish uchun $x_3,x_4,x_5$ ni ifodalab, faqat $x_1,x_2$ o'zgaruvchilarida chiziqlarni chizish va kesishma nuqtalarini topish kerak. Maksimal qiymatni topish uchun maqsad funksiyani $F = -8x_1 + 2x_2 + 4$ ko'rinishida ishlatamiz.
Linear Programming 251329
Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.