Третя теорема двоїстості. Економічне тлумачення.

Теорема (третя теорема двоїстості). Компоненти оптимального плану двоїстої задачі Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): y_i^*

Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): (i=\overline{1,n})
дорівнюють значенням частинних похідних від цільової функції Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): F(b_1,b_2...,b_m)

за відповідними аргументами Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): b_i

,Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): (i=\overline{1,n}) <\center> або Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): dF/db_i=y_i^*

,Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): i=1,2,...,m

(3.28)
Доведення. Розглянемо задачу лінійного програмування, подану в канонічній формі: Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): maxF=c_1x_1+c_2x_2+...+c_nx_n (3.29)
Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): x_j\ge 0

,Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): j=1,n
(3.31) 

Двоїсту задачу до задачі (3.29)-(3.31) сформулюємо так: знайти оптимальний план Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): Y^*=(y_1^*,y_2^*,...,y_m^*)

,за якого мінімізується значення 
 Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): Z=b_1y_1+b_2y_2+...+b_my_m
 (3.32) за умов:причому умова невід’ємності змінних Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): y_i^*

Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): (i=\overline{1,n})

відсутня. 

Позначимо Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): Y^*=(y_1^*,y_2^*,...,y_m^*)

— оптимальний план двоїстої задачі,Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): X^*=(x_1^*,x_2^*,...,x_m^*)
 — оптимальний план задачі (3.29)-(3.31). За першою теоремою двоїстості відомо, що:Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): max\ F=c_1x_1+c_2x_2+...+c_nx_n=min\ Z=b_1y_1^*+b_2y_2^*+...+b_my_m^*

або Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): F=b_1y_1^*+b_2y_2^*+...+b_my_m^* (3.34)
Оскільки досліджується питання впливу зміни значень Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): b_i ,Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): (i=1,n)

на Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): F
, то лінійну функцію (3.34) можна розглядати як функцію від аргументів Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): b_i

,Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): (i=1,n) .Тоді частинні похідні за змінними Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): b_i ,Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): (i=1,n)

будуть дорівнювати компонентам оптимального плану двоїстої задачі Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): y_i^*
:Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): dF/db_i=y_i^*
,Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): i=1,2,...,m

(3.35)

Однак дане твердження справедливе лише у тому разі, коли компоненти оптимального плану Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): Y^*=(y_1^*,y_2^*,...,y_m^*)

залишаються постійними, а оскільки за першою теоремою двоїстості Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): Y^*=C^*D^{-1}

, то значення двоїстих оцінок будуть незмінними лише за умови постійної структури оптимального плану початкової задачі.

Отже, рівності (3.35) справджуються лише за незначних змін Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): b_i ,інакше суттєва зміна умов початкової задачі (правих частин системи обмежень (3.30) та цільової функції (3.32) приведе до зміни базису в оптимальному плані прямої задачі, а значить, і до іншого розв’язку двоїстої Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): Y^{~}\ne Y^* .

Економічний зміст третьої теореми двоїстості. Двоїсті оцінки є унікальним інструментом, який дає змогу зіставляти непорівнянні речі. Очевидно, що неможливим є просте зіставлення величин, які мають різні одиниці вимірювання. Якщо взяти як приклад виробничу задачу, то цікавим є питання: як змінюватиметься значення цільової функції (може вимірюватися в грошових одиницях) за зміни обсягів різних ресурсів (можуть вимірюватися в тоннах, Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): M^2

, люд./год, га тощо).Використовуючи третю теорему двоїстості, можна легко визначити вплив на зміну значення цільової функції збільшення чи зменшення обсягів окремих ресурсів: числові значення двоїстих оцінок показують, на яку величину змінюється цільова функція за зміни обсягу відповідного даній оцінці ресурсу