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Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 1 Método Simplex Prof. DSc. George Dantzig Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 2 Vimos que o modelo de programação linear reduz um sistema real a um conjunto de equações (ou inequações) onde pretendemos otimizar uma funfunçção ão objetivoobjetivo. Como fazemos para resolver este problema ? Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 3 Veremos, um método capaz de realizar tal resolução: O SimplexSimplex !!!!! Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 4 x1 x2 x1 x2 Sabemos que a solução ótima (desde de que exista) será encontrada num ponto extremo do conjunto das soluções viáveis. Solução Exata para os Modelos de PL Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 5 Dificuldades: � O número de pontos extremos (vértices) é, em geral, exponencialmente proporcional ao número de variáveis. Solução Exata para os Modelos de PL Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 6 Dificuldades: � Para resolver um sistema indeterminado de equaequaçções ões lineares lineares (PPL na forma padrão), devemos: � Obter soluções básicas viáveis para o sistema. � Evitar o teste de todas as soluções básicas viáveis para garantir a otimização do sistema. Solução Exata para os Modelos de PL Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 7 Solução: � Usar o algoritmo simplexsimplex que é... � Extremamente eficiente para a resolução do sistema � Adaptável ao cálculo computacional Solução Exata para os Modelos de PL Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 8 Algoritmo SimplexAlgoritmo Simplex Este algoritmo foi uma das grandes contribuições à Programação Matemática ocorrida no século XX. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 9 O SimplexSimplex é: � Um algoritmo que emprega ferramental da Álgebra Linear � Método iterativo � Eficiente Fundamentos Teóricos do SimplexSimplex Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 10 A concepção geral do SimplexSimplex é a seguinte: � Iniciar numa solução básica viável do sistemas de equações formado pelas restrições do PPL � Identificar novas soluções viáveis melhores ou iguais à corrente � Identificar se uma dada solução viável é, ou não, um vértice ótimo Fundamentos Teóricos do SimplexSimplex Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 11 n Otimizar [Max/Min] Q(X) = Σ cj.xjj=1 sujeito a n Σ aij . xj ≥ di i = 1, 2, ..., mj=1 xj ≥ 0 j = 1, 2, ..., n M = {1, 2, ... , m }, o conjunto dos índices das restrições N = {1, 2, ..., n }, conjunto dos índices das variáveis Formulação Algébrica Geral Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 12 – Forma Canônica – Forma Padrão – Forma Matricial Formulações Equivalentes Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 13 PadrãoPadrão CanônicaCanônica MatricialMatricial Todas as formulações são equivalentes ! Formulações Equivalentes Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 14 Otimizar [MIN] Q(X) = C.X sujeito a A . X = B, B ≥≥≥≥ 0 X ≥≥≥≥ 0 Forma Padrão Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 15 Qualquer PPL pode ser escrito numa das formas anteriores por meio das seguintes operações: �� OperaOperaçção 1ão 1: Mudança de critério de otimização Maximizar Q(X) Minimizar -Q(X) Minimizar Q(X) Maximizar -Q(X) Operações Elementares Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 16 �� OperaOperaçção 2ão 2: Transformação de termo independente negativo bi ≤≤ 00 Basta multiplicar toda a restrição por –1. Operações Elementares Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 17 �� OperaOperaçção 3ão 3: Transformação de desigualdades em igualdades (e vice-versa) x1 + x2 + ... + xn ≤≤ b (inequação original) x1 + x2 + ... + xn + xn+1 = b Variável de folga Operações Elementares Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 18 �� OperaOperaçção 4ão 4: Transformação de desigualdades em igualdades (e vice-versa) x1 + x2 + ... + xn ≥≥ b (inequação original) x1 + x2 + ... + xn - xn+1 = b Variável de excesso Operações Elementares Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 19 �� OperaOperaçção 5ão 5: Transformação de uma variável livre em variável não-negativa, ou seja, uma variável é substituída por duas variáveis auxiliares, ambas positivas xn = xn ´´ – xn ´ Xn´´ ≥ 0 , xn´ ≥ 0 Operações Elementares Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 20 �� OperaOperaçção 6ão 6: Transformação de uma variável negativa em variável não-negativa, ou seja, uma variável é substituída por uma auxiliar, positiva xn = – xn ´ xn ´ ≥ 0 Operações Elementares Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 21 Min Q(X) = 2x1 + 5x2 sujeito a -x1 - 2x2 ≤ -18 x1 + x2 ≥ 6 x1 , x2 ≥ 0 Exemplo 1 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 22 Min Q(X) = 2x1 + 5x2 sujeito a -x1 - 2x2 ≤≤≤≤ -18 x1 + x2 ≥≥≥≥ 6 x1 , x2 ≥ 0 Exemplo 1 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 23 � Multiplicar a restrição -x1 - 2x2 ≤ -18 por (-1) x1 + 2x2 ≥ 18 � Adicionar uma variável de excesso, x3: x1 + 2x2 - x3 = 18; x3 ≥ 0 Exemplo 1 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 24 � Introduzir uma variável de excesso em x1 + x2 ≥ 6 x1 + x2 – x4 = 6 x4 ≥ 0 Exemplo 1 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 25 Min Q(X) = 2x1 + 5x2 (Forma Padrão Forma Padrão -- MinMin) sujeito a x1 + 2x2 - x3 = 18 x1 + x2 – x4 = 6 x1 , x2 , x3 , x4 ≥ 0 Exemplo 1 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 26 Max Q(X) = -2x1 - 5x2 (Forma Padrão Forma Padrão -- MaxMax) sujeito a x1 + 2x2 - x3 = 18 x1 + x2 – x4 = 6 x1 , x2 , x3 , x4 ≥ 0 Exemplo 1 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 27 Obtenha a forma padrão associada: Max Q(X) = x1 + 2x2 - 3x3 sujeito a 2x1 + 3x2 - x3 = 6 3x1 - x2 + 2x3 ≤ 9 - x1 + x2 - 2x3 ≥ -3 x1 ≤ 0 , x2 ≥ 0 Exercício Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 28 MIN Q(X) = C.X s. a A . X = B X ≥ 0 Onde: A é a matriz dos coeficientes das variáveis nas restrições X é a matriz das variáveis (coluna) C é a matriz dos coeficientes das variáveis na FO (linha) B é a matriz dos termos independentes Forma Matricial Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 29 Escreva a forma padrão abaixo na notação matricial. Min Q(X) = 2x1 + 5x2 s. a x1 + 2x2 - x3 = 18 x1 + x2 – x4 = 6 x1 , x2 , x3 , x4 ≥ 0 Exemplo 1 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 30 MIN Q(X) = C.X s. a A . X = B X ≥ 0 Onde: Exemplo 1 [ ]0052=C = 4 3 2 1 x x x x X − − = 1011 0121 A = 6 18 B Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 31 Exemplo 1 [ ]0052=C = 4 3 2 1 x x x x X 41 x C 14 x X [ ] 11 x= 21 52 xx += Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 32 Exemplo 1 = 4 3 2 1 x x x x X − − = 1011 0121 A == 6 18 B 14 x X 42 x A 12 xB[ ] == 12 x =−++ =+−+ = 60 1802 4321 4321 xxxx xxxx Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 33 Exercício Escreva a forma matricial associada a forma padrão obtida no exercício anterior. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 34 Método Simplex Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 35 Resolva o seguinte PPL por meio do emprego do Método Simplex: Max Q(X) = 5x1 + 3x2 s.a 3x1 + 5x2 ≤≤≤≤ 15 5x1 + 2x2 ≤≤≤≤ 10 xi ≥≥≥≥ 0, i = 1,2 Exemplo 1 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 36 Visualizando Graficamente 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 X1 X2 Região Viável A B C D A (0,0) B (2,0) C (20/19,45/19) D (0,3) Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 37 Max Q´(X) = -5x1 -3x2 s.a 3x1 + 5x2 + x3 =15 5x1 + 2x2 + x4 = 10 xi ≥≥≥≥ 0, i = 1,2,3,4 1) Obter Forma Padrão Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 38 2) Colocar o PPL no Quadro Simplex Q´(X)00-3-5 101025 150153 x4x3x2x1 Variáveis Restrições FO Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 39 Q´(X)00-3-5 101025x4 150153x3 x4x3x2x1VB 3) Determinar as variáveis básicas e uma solução básica viável inicial Básicas Variáveis básicas são aquelas cujas colunas têm 1 numa posição e 0 nas demais. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 40 No Simplex as Variáveis Não Básicas (VNB) sempre valem 0: x1 = 0; x2 = 0 Logo, as Variáveis Básicas (VB) valem: x3 = 15; x4 = 10 Corresponde ao vértice A (0,0,15,10). Valor da função objetivo (F.O.) nesta base: Q(X) = -5x1 -3x2 + 0.x3 + 0.x4 = -5 . 0 -3 . 0 + 0 . 15 + 0 . 10 = 0 3) Determinar as variáveis básicas e uma solução básica viável inicial Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 41 Visualizando Graficamente 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 X1 X2 Região Viável A A (0,0) Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 42 Q´(X)00-3-5 101025x4 150153x3 x4x3x2x1VB 4) Essa solução é ótima? Este quadro não é ótimo pois existem variáveis com coeficientes negativos na linha da FO. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 43 Fazendo uma mudança de base. Para isso precisamos definir quem entra e quem sai da base. 5) Como encontrar um novo vértice? Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 44 Qual, entre as variáveis não básicas, deve entrar para a base ? Resposta: Deve entrar para a base a variável que possuir o COEFICIENTE MAIS NEGATIVO na linha da FO. Se duas ou mais variáveis têm o mesmo coeficiente negativo, você pode escolher qualquer uma delas. 5.1) Quem Entra? Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 45 Resposta (continuação): Se todas as variáveis tiverem coeficientes positivos então atingimos o ponto de ÓTIMO da função objetivo e, conseqüentemente, o processo do Método Simplex chegou ao seu final. Os valores assumidos pelas variáveis são os que corresponderão ao ótimo da F.O. 5.1) Quem Entra? Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 46 Q´(X)00-3-5 101025x4 150153x3 x4x3x2x1VB X1 entra na base pois é a que tem o coeficiente mais negativo na linha da FO. 5.1) Quem entra na base? Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 47 5.2) Quem sai da base? Resposta: Deve sair da base a variável cujo coeficiente RHS (termo independente), em relação à variável que está entrando para a base, for MÍNIMO. O coeficiente RHS somente pode ser calculado se o mesmo for resultar em número positivo pois caso contrário teremos uma inconsistência ou seja uma variável assumindo um valor negativo. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 48 Q´(X)00-3-5 101025x4 150153x3 x4x3x2x1VB x3 x4 Min {15/3,10/5} = 10/5, logo x4 sai da base 5.2) Quem sai da base? Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 49 Denominamos de pivô ao elemento que se encontra na interseção entre a linha da variável que irá sair da base e a coluna da variável que deverá entrar para a base ou ao denominador do menor quociente. Na linha do pivô temos a variável que deixa a base. Assim temos que... 5.3) Determinando o elemento pivô da base atual Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 50 Q´(X)00-3-5 10102x4 150153x3 x4x3x2x1VB 5.3) Determinando o elemento pivô da base atual Elemento pivô 5 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 51 Q´(X)00-3-5 101025x4 150153x3 x4x3x2x1VB 5.4) Realizando o pivoteamento da base atual Como X1 entra na base no lugar de X4, X1 deve passar a fazer o papel que era de X4. Portanto a coluna de X1 deve se transformar na coluna de X4. Logo no lugar do pivô deve aparecer 1 e nas demais posições 0. Para efetuarmaos a mudança de base devemos fazer operações elementares. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 52 Operações Elementares Linha do Pivô: Lpivô←←←← 1 / pivô * Lpivô; Demais Linhas: Lj←←←← Lj – (elemento que queremos zerar na linha) / pivô * Lpivô; 5.4) Realizando o pivoteamento da base atual Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 53 Q´(X)00-3-5 10102x4 150153x3 x4x3x2x1VB 5.4) Realizando o pivoteamento da base atual 5 Operações Elementares: L2← 1/5 L2; L1← L1 - 3/5 L2; L3← L3 – (-5)/5 L2 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 54 Q´(X)+1010-10 21/502/51x1 9-3/510x3 x4x3x2x1VB 5.4) Realizando o pivoteamento da base atual (2,0,9,0) – Não é ótimo! Corresponde ao Vértice B. Operações Elementares: L1← 1/(19/5) L1; L2← L2 – (2/5)/(19/5) L1; L3← L3 – (-1)/(19/5) L1 19/5 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 55 Visualizando Graficamente 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 X1 X2 Região Viável A B A (0,0) B (2,0) Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 56 Q´(X) + 235/19 16/195/1900 20/195/19-2/1901x1 45/19-3/195/1910x2 x4x3x2x1VB Quadro Ótimo – Solução Única! (20/19,45/19,0,0) – Ótimo! Corresponde ao vértice C. Q´(X*) = -235/19 ∴∴∴∴ Q(X*) = 235/19 (não existem mais variáveis com coeficientes negativos na FO) Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 57 Visualizando Graficamente 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 X1 X2 Região Viável B C B (2,0) C (20/19,45/19) Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 58 Visualizando Graficamente 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 X1 X2 Região Viável B C A A (0,0) B (2,0) C (20/19,45/19) Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 59 Visualizando Graficamente 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 X1 X2 Região Viável B C A A (0,0) B (2,0) C (20/19,45/19) ÓTIMO! Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 60 Visualizando Graficamente 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 X1 X2 Região Viável B C A A (0,0) B (2,0) C (20/19,45/19) ÓTIMO! D Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 61 Resolva o seguinte PPL por meio do emprego do Método Simplex: Max Q(X) = 6x1 + 10x2 s.a 3x1 + 5x2 ≤≤≤≤ 15 5x1 + 2x2 ≤≤≤≤ 10 xi ≥≥≥≥ 0, i = 1,2 Exemplo 2 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 62 Q´(X) +300200 41-2/5019/5x4 301/513/5x2 x4x3x2x1VB Quadro Ótimo – Infinitas Soluções! (0,3,0,4) – Ótimo! Q´(X*) = -30 ∴∴∴∴ Q(X*) = 30 (como existe uma VNB com coeficiente nulo na FO, o PPL tem INFINITAS SOLUÇÕES) Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 63 Q´(X) +300200 20/195/19-2/1901x1 45/19-3/195/1910x2 x4x3x2x1VB (20/19,45/19,0,0) – Ótimo! Q´(X*) = -30 ∴∴∴∴ Q(X*) = 30 Quadro Ótimo – Infinitas Soluções! Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 64 Como expressar as infinitas soluções ótimas? Fazendo uma combinação linear convexa entre os dois vértices ótimos encontrados. 30*)( }1,0;1;0,0, 19 45 , 19 29)4,0,3,0(),,,{( 4321 = ≤≤=+ +== XQ xxxxS βαβαβα Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 65 Resolva o seguinte PPL por meio do emprego do Método Simplex: Max Q(X) = 2x1 + 2x2 s.a x1 - x2 ≥≥≥≥ -1 -1/2 x1 + x2 ≤≤≤≤ 2 xi ≥≥≥≥ 0, i = 1,2 Exemplo 3 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 66 Q´(X) + 10 8-600 22-201x1 32-110x2 x4x3x2x1VB Quadro Simplex – Solução Ilimitada! Como todos os candidatos a pivô são negativos, concluímos que o PPL tem solução ilimitada. Pois a FO pode decrescer indefinidamente. ? Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 67 Utilizado quando não temos uma solução básica viável inicial. Para cada restriçãoi do tipo = introduzimos uma variável artificial positiva xia. Para cada restrição i do tipo ≥ introduzimos, além da variável de folga, uma variável artificial positiva acompanhada de coeficiente positivo xia. Método Simplex das Duas Fases Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 68 Resolva o seguinte PPL por meio do emprego do Método Simplex: Max Q(X) = 6x1 - x2 s.a 4x1 + x2 ≤ 21 2x1 + 3x2 ≥ 13 x1 - x2 = -1 xi ≥≥≥≥ 0, i = 1,2 Exemplo 1 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 69 Max Q(X) = 6x1 - x2 s.a 4x1 + x2 ≤ 21 2x1 + 3x2 ≥ 13 x1 - x2 = -1 xi ≥≥≥≥ 0, i = 1,2 Forma Padrão Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 70 Min Q´(X) = -6x1 + x2 s.a 4x1 + x2 + x3 = 21 2x1 + 3x2 – x4 = 13 -x1 + x2 = 1 xi ≥≥≥≥ 0, i = 1,2,3,4 Forma Padrão Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 71 1001-1 Q´(X)001-6 13-1032 210114x3 x4x3x2x1VB Quadro Simplex Não conseguimos identificar uma base inicial! ? ? Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 72 Min Q´(X) = -6x1 + x2 s.a 4x1 + x2 + x3 = 21 2x1 + 3x2 – x4 + x1a = 13 -x1 + x2 + x2a = 1 x1,x2,x3,x4,x1 a ,x2 a ≥≥≥≥ 0 Inclusão das Artificiais Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 73 0 0 1 0 x1 a 0 1 0 0 x2 a 1001-1x2a Q´(X)001-6 13-1032x1a 210114x3 x4x3x2x1VB Quadro Simplex Qa(X) = Σxia Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 74 Qa(X)110000 0 0 1 0 x1 a 0 1 0 0 x2 a 1001-1x2a Q´(X)001-6 13-1032x1a 210114x3 x4x3x2x1VB Quadro Simplex -1a FASE O objetivo da 1a FASE é minimizar Qa(X). Ao acrescentarmos a linha de Qa(X) perdemos a base canônica. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 75 Qa(X)110000 0 0 1 0 x1 a 0 1 0 0 x2 a 1001-1x2a Q´(X)001-6 13-1032x1a 210114x3 x4x3x2x1VB Quadro Simplex -1a FASE Para recuperarmos a base canônica devemos fazer a seguinte operação elementar: a linha da FO Artificial recebe ela mesma menos as linhas onde aparecem artificiais na base. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 76 Qa(X)110000 0 0 1 0 x1 a 0 1 0 0 x2 a 1001-1x2a Q´(X)001-6 13-1032x1a 210114x3 x4x3x2x1VB Quadro Simplex -1a FASE L5← L5 – L2 – L3 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 77 Qa(X)-140010-4-1 0 0 1 0 x1 a 0 1 0 0 x2 a 1001-1x2a Q´(X)001-6 13-1032x1a 210114x3 x4x3x2x1VB Quadro Simplex -1a FASE Recuperamos a base canônica. Agora podemos dar início a 1a FASE do método. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 78 Qa(X)-140010-4-1 0 0 1 0 x1 a 0 1 0 0 x2 a 100-1x2a Q´(X)001-6 13-1032x1a 210114x3 x4x3x2x1VB Quadro Simplex -1a FASE 1 L1← L1 – L3; L2← L2 – 3L3; L4← L4 – L3; L5← L5 – (-4)L3 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 79 Qa(X)-1040100-5 0 0 1 0 x1 a -1 1 -3 -1 x2 a 1001-1x2 Q´(X)-1000-5 10-100x1a 200105x3 x4x3x2x1VB Quadro Simplex -1a FASE 5 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 80 Qa(X)110000 1 1/5 1/5 -1 x1 a -4 2/5 -3/5 2 x2 a 1-1/5010x2 Q´(X)+9-1000 10-1/5001x1 201100x3 x4x3x2x1VB Quadro Simplex -1a FASE Quadro Ótimo! X1a = x2a = 0 ; Qa(X*)=0 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 81 Qa(X)110000 1 1/5 1/5 -1 x1 a -4 2/5 -3/5 2 x2 a 1-1/5010x2 Q´(X)+9-1000 10-1/5001x1 201100x3 x4x3x2x1VB Quadro Simplex -1a FASE Como as variáveis artificiais se anularam e elas não tem qualquer significado real, podemos eliminar do quadro simplex as colunas das variáveis artificiais e a linha da FO Artificial. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 82 1-1/5010x2 Q´(X)+9-1000 10-1/5001x1 20100x3 x4x3x2x1VB Quadro Simplex -2a FASE O Objetivo da 2a FASE é minimizar a FO Original. 1 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 83 501/510x2 Q´(X)+190100 401/501x1 101100x4 x4x3x2x1VB Quadro Simplex -2a FASE (4,5,0,10) ; Q´(X*) = -19 ∴ Q(X*) = 19 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 84 Resolva o seguinte PPL por meio do emprego do Método Simplex: Max Q(X) = x1 + x2 s.a x1 + 4x2 ≥ 4 3x1 + x2 = 1 xi ≥≥≥≥ 0, i = 1,2 Exemplo 2 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 85 Qa(X)501011 0 0 1 x1 a 1 1 -4 x2 a 1013x2 Q´(X)+1002 0-10-11x1a x3x2x1VB Quadro Simplex – Fim da 1a FASE Quadro Ótimo! x1a = x2a = 0 ; Qa(X*)=0 Porém x1a permanece na base. Para excluir a coluna de x1a, primeiro devemos retirá-la da base. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 86 Qa(X)501011 0 0 1 x1 a 1 1 -4 x2 a 1013x2 Q´(X)+1002 0-10-11x1a x3x2x1VB Quadro Simplex – Fim da 1a FASE No entanto a coluna de x2a e alinha de Qa(X) podem ser excluídas do quadro simplex. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 87 0 0 1 x1 a 1013x2 Q´(X)+1002 0-10-11x1a x3x2x1VB Quadro Simplex – Candidatos a Pivô Esse é o único momento do simplex em que podemos escolher um candidato a pivô negativo. Observe que o termo independente associado a x1a vale 0. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 88 0 0 1 x1 a 1013x2 Q´(X)+1002 00-11x1a x3x2x1VB Quadro Simplex – Retirada de Artificial da BASE -1 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 89 0 0 -1 x1 a 1013x2 Q´(X)+1002 01011x3 x3x2x1VB Quadro Simplex – Retirada de Artificial da BASE Agora podemos excluir a coluna de x1a. Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 90 1013x2 Q´(X)+1002 01011x3 x3x2x1VB Quadro Simplex – 2a Fase Quadro Ótimo! (0,1,0) Q´(X*) = -1∴ Q(X*) = 1 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 91 Resolva o seguinte PPL por meio do emprego do Método Simplex: Max Q(X) = x1 + x2 s.a 2x1 + 3x2 = 5 -6x1 - 9x2 = -15 -x1 + x2 ≤ 0 xi ≥≥≥≥ 0, i = 1,2 Exemplo 3 Pesquisa Operacional Prof. Luciano Lessa Lorenzoni 92 Resolva o seguinte PPL por meio do emprego do Método Simplex: Max Q(X) = x1 + 3x2 s.a - x1 - x2 ≥ 1 xi ≥≥≥≥ 0, i = 1,2 Exemplo 4
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