Для решения задачи линейного программирования графически, начнем с построения неравенств на координатной плоскости. Ваша задача заключается в максимизации функции F(x)=x1+4x2 F(x) = x_1 + 4x_2 F(x)=x1+4x2 с учетом заданных ограничений.
Сначала запишем все неравенства:
−x1≤6-x_1 \leq 6 −x1≤6или(x1≥−6),чтонеограничиваетобластьвпервомквадрантеили ( x_1 \geq -6 ), что не ограничивает область в первом квадрантеили(x1≥−6),чтонеограничиваетобластьвпервомквадрантеx1+4x2≤6 x_1 + 4x_2 \leq 6 x1+4x2≤6x1−3x2≤5 x_1 - 3x_2 \leq 5 x1−3x2≤5−2x2≤5-2x_2 \leq 5 −2x2≤5или(x2≥−2.5),чтотакженеограничиваетобластьвпервомквадрантеили ( x_2 \ge -2.5 ), что также не ограничивает область в первом квадрантеили(x2≥−2.5),чтотакженеограничиваетобластьвпервомквадрантеx1≥0 x_1 \ge 0 x1≥0x2≥0 x_2 \ge 0 x2≥0
Теперь найдем границы для каждого ограничения по оси x1 x_1 x1 и x2 x_2 x2:
График x1+4x2=6 x_1 + 4x_2 = 6 x1+4x2=6:
Если x1=0 x_1 = 0 x1=0, то 4x2=6 4x_2 = 6 4x2=6 → x2=1.5 x_2 = 1.5 x2=1.5точка(0,1.5)точка (0, 1.5)точка(0,1.5).Если x2=0 x_2 = 0 x2=0, то x1=6 x_1 = 6 x1=6точка(6,0)точка (6, 0)точка(6,0).Это линия, которой соответствует область x1+4x2≤6 x_1 + 4x_2 \leq 6 x1+4x2≤6.
График x1−3x2=5 x_1 - 3x_2 = 5 x1−3x2=5:
Если x1=0 x_1 = 0 x1=0, то −3x2=5 -3x_2 = 5 −3x2=5 → x2=−53 x_2 = -\frac{5}{3} x2=−35неподходит,т.к.невпервомквадрантене подходит, т.к. не в первом квадрантенеподходит,т.к.невпервомквадранте.Если x2=0 x_2 = 0 x2=0, то x1=5 x_1 = 5 x1=5точка(5,0)точка (5, 0)точка(5,0).Если x1=5 x_1 = 5 x1=5, то 5−3x2=5 5 - 3x_2 = 5 5−3x2=5 → x2=0 x_2 = 0 x2=0точка(5,0)точка (5, 0)точка(5,0).Итак, эта линия проходит через точки 5,05, 05,0 и 0,−530, -\frac{5}{3}0,−35 и соответствует области x1−3x2≤5 x_1 - 3x_2 \le 5 x1−3x2≤5.
График −2x2=5 -2x_2 = 5 −2x2=5:
Если x2=0 x_2 = 0 x2=0, то нет ограничения по x1 x_1 x1.Если x1=0 x_1 = 0 x1=0, то x2=−2.5 x_2 = -2.5 x2=−2.5тоженеподходиттоже не подходиттоженеподходит.Эта линия соответствует тому, что x2 x_2 x2 не может быть отрицательным в первом квадранте.
Значения x1≥0 x_1 \ge 0 x1≥0 и x2≥0 x_2 \ge 0 x2≥0.
Теперь, когда мы построили все линии и определили область допустимых решений, мы определяем ее пересечения, чтобы найти все возможные точки, в которых будет достигнут минимум.
Теперь найдем остальные точки пересечения, чтобы иметь полный набор точек. После нахождения всех этих точек координаты будут следующим образом:
0,00, 00,06,06, 06,05,05, 05,0Другие значения.
После нахождения этих точек подставьте их в целевую функцию F(x)=x1+4x2 F(x) = x_1 + 4x_2 F(x)=x1+4x2 и найдите максимальное значение в пределах этой области.
Финальные координаты и значение функции позволят вам определить максимальное значение задачи.
Для решения задачи линейного программирования графически, начнем с построения неравенств на координатной плоскости. Ваша задача заключается в максимизации функции F(x)=x1+4x2 F(x) = x_1 + 4x_2 F(x)=x1 +4x2 с учетом заданных ограничений.
Сначала запишем все неравенства:
−x1≤6-x_1 \leq 6 −x1 ≤6 или(x1≥−6),чтонеограничиваетобластьвпервомквадрантеили ( x_1 \geq -6 ), что не ограничивает область в первом квадрантеили(x1 ≥−6),чтонеограничиваетобластьвпервомквадрантеx1+4x2≤6 x_1 + 4x_2 \leq 6 x1 +4x2 ≤6x1−3x2≤5 x_1 - 3x_2 \leq 5 x1 −3x2 ≤5−2x2≤5-2x_2 \leq 5 −2x2 ≤5 или(x2≥−2.5),чтотакженеограничиваетобластьвпервомквадрантеили ( x_2 \ge -2.5 ), что также не ограничивает область в первом квадрантеили(x2 ≥−2.5),чтотакженеограничиваетобластьвпервомквадрантеx1≥0 x_1 \ge 0 x1 ≥0x2≥0 x_2 \ge 0 x2 ≥0Теперь найдем границы для каждого ограничения по оси x1 x_1 x1 и x2 x_2 x2 :
График x1+4x2=6 x_1 + 4x_2 = 6 x1 +4x2 =6:
Если x1=0 x_1 = 0 x1 =0, то 4x2=6 4x_2 = 6 4x2 =6 → x2=1.5 x_2 = 1.5 x2 =1.5 точка(0,1.5)точка (0, 1.5)точка(0,1.5).Если x2=0 x_2 = 0 x2 =0, то x1=6 x_1 = 6 x1 =6 точка(6,0)точка (6, 0)точка(6,0).Это линия, которой соответствует область x1+4x2≤6 x_1 + 4x_2 \leq 6 x1 +4x2 ≤6.График x1−3x2=5 x_1 - 3x_2 = 5 x1 −3x2 =5:
Если x1=0 x_1 = 0 x1 =0, то −3x2=5 -3x_2 = 5 −3x2 =5 → x2=−53 x_2 = -\frac{5}{3} x2 =−35 неподходит,т.к.невпервомквадрантене подходит, т.к. не в первом квадрантенеподходит,т.к.невпервомквадранте.Если x2=0 x_2 = 0 x2 =0, то x1=5 x_1 = 5 x1 =5 точка(5,0)точка (5, 0)точка(5,0).Если x1=5 x_1 = 5 x1 =5, то 5−3x2=5 5 - 3x_2 = 5 5−3x2 =5 → x2=0 x_2 = 0 x2 =0 точка(5,0)точка (5, 0)точка(5,0).Итак, эта линия проходит через точки 5,05, 05,0 и 0,−530, -\frac{5}{3}0,−35 и соответствует области x1−3x2≤5 x_1 - 3x_2 \le 5 x1 −3x2 ≤5.График −2x2=5 -2x_2 = 5 −2x2 =5:
Если x2=0 x_2 = 0 x2 =0, то нет ограничения по x1 x_1 x1 .Если x1=0 x_1 = 0 x1 =0, то x2=−2.5 x_2 = -2.5 x2 =−2.5 тоженеподходиттоже не подходиттоженеподходит.Эта линия соответствует тому, что x2 x_2 x2 не может быть отрицательным в первом квадранте.Значения x1≥0 x_1 \ge 0 x1 ≥0 и x2≥0 x_2 \ge 0 x2 ≥0.
Теперь, когда мы построили все линии и определили область допустимых решений, мы определяем ее пересечения, чтобы найти все возможные точки, в которых будет достигнут минимум.
Пересечения ограничений:
Пересечение x1+4x2=6 x_1 + 4x_2 = 6 x1 +4x2 =6 и x1−3x2=5 x_1 - 3x_2 = 5 x1 −3x2 =5:[
\begin{align}
x_1 + 4x_2 &= 6 \quad (1)\
x_1 - 3x_2 &= 5 \quad (2)
\end{align}
]
Выразим x1 x_1 x1 из 222:
x1=5+3x2. x_1 = 5 + 3x_2.
x1 =5+3x2 . Подставим в 111:
5+3x2+4x2=6 ⟹ 7x2=1 ⟹ x2=17. 5 + 3x_2 + 4x_2 = 6 \implies 7x_2 = 1 \implies x_2 = \frac{1}{7}.
5+3x2 +4x2 =6⟹7x2 =1⟹x2 =71 . Подставим значение x2 x_2 x2 в 222 для нахождения x1 x_1 x1 :
x1=5+3⋅17=5+37=387. x_1 = 5 + 3 \cdot \frac{1}{7} = 5 + \frac{3}{7} = \frac{38}{7}.
x1 =5+3⋅71 =5+73 =738 .
Теперь найдем остальные точки пересечения, чтобы иметь полный набор точек. После нахождения всех этих точек координаты будут следующим образом:
0,00, 00,06,06, 06,05,05, 05,0Другие значения.После нахождения этих точек подставьте их в целевую функцию F(x)=x1+4x2 F(x) = x_1 + 4x_2 F(x)=x1 +4x2 и найдите максимальное значение в пределах этой области.
Финальные координаты и значение функции позволят вам определить максимальное значение задачи.