Відмінності між версіями «Випадок скінченного числа реалізацій випадкового вектору обмежень.»

Матеріал з Вікі ЦДУ
Перейти до: навігація, пошук
(Створена сторінка: Нехай,як і раніше випадковим параметром умов двоетапної стохастичної задачі являються т...)
 
 
(не показані 9 проміжних версій 3 учасників)
Рядок 1: Рядок 1:
Нехай,як і раніше випадковим параметром умов двоетапної стохастичної задачі являються тільки компоненти вектора обмежень b. Розглянемо випадок скінченного числа реалізацій вектора b.
+
<font size=3> 27. Випадок скінченого числа реалізацій вектора '''''b(w)'''''</font><br />
 +
<font size=3> Нехай випадковими параметрами умов двухетапної стохастичної задачі є тільки компоненти вектора обмежень '''''b'''''. Розглянемо випадок скінченого числа реалізацій вектора '''''b'''''.</font><br />
  
Нехай вектор обмежень b в приймає скінченну кількість значень
+
<font size=3>Нехай вектор обмежень '''''b''''' приймає скінчене число значень <math>b_{(1)}, b_{(2)},..., b_{(M)}</math> відповідно з ймовірностями <math>p^{(1)}, p^{(2)},..., p^{(M)}</math>  (<math>\sum_{j=1}^{M} p^{j}=1</math>) </font><br />
  
<math>b_{(1)}, b_{(2)},,b_{(N)}</math>
+
<font size=3>В цьому випадку двухетапна задача може бути записана в наступному вигляді. Треба обчислити вектори <math>x, y^{(1)}, y^{(2)},..., y^{(M)}</math>, які мінімізують лінійну форму:</font><br />
  
відповідно з ймовірностями
+
<font size=3><math>L=cx+\sum_{j=1}^{M} p^{(j)} qy^{(j)}</math> </font><br />
  
<math>p^{(1)}, p^{(2)},…, p^{(N)}</math>
 
  
<math>\sum^{N}_{j=1}{p^{j}}=1</math>
+
<font size=3> при умовах <math>\left\{\begin{matrix} Ax+By^{(1)}=b_{(1)}
 +
\\ Ax+By^{(2)}=b_{(2)}
 +
\\ ...
 +
\\ Ax+By^{(M)}=b_{(M)}
 +
\end{matrix}\right.</math> </font><br />
  
В цьому випадку двоетапна задача може бути записана в наступному вигляді. Необхідно знайти вектори  <math>x,y^{(1)}, y^{(2)},…, y^{(N)}</math>
 
  
які мінімізують лінійну форму:
+
<font size=3><math>x\geq 0, y^{j}\geq 0, j=1,2,...N</math> </font><br />
<math>L=cx+\sum^{N}_{j=1}p^{(j)}qy_{(j)}</math> (2.1)
+
  
За умов
 
  
<math>Ax+B y^{(1)} = b_{(1)}</math> (2.2)
+
<font size=3>'''''Теорема.''''' Для оптимального плану <math>x^*</math> двухетапної задачі необхідно і достатньо, щоб при <math>x=x^*</math> існував розв’язок <math>z^* (b,x^*)</math> задачі <math>Q(x,A,b)=max_{x} z(b-Ax), zB\leq q</math>, двоїстої до задачі другого етапу, що задовольняє відношенням</font><br />
  
<math>Ax+B y^{(2)} = b_{(2)}</math>
 
  
<math>Ax+B y^{(N)} = b_{(N)}</math>
+
<font size=3><math>c_{x^{*}}=M\left [ c-z^{*}(b,x^{^{*}}) A \right ] \geq 0</math></font><br />
  
<math>x\geqslant 0, y^{j}\geqslant 0, j=1,\ldots N </math> (2.3)
+
<font size=3><math>L_{x^{*}} \left(x^{*} \right )=M\left [ c-z^{*}(b,x^{^{*}}) A \right ]x^{*}= 0</math></font><br />
  
Раніше  доведені наступні необхідні і достатні умови оптимальності плану двоетапної задачі зі скінченним числом реалізацій випадкового вектора обмежень.
 
  
 +
<font size=3>Запишемо задачу, двоїсту до задач (1)-(3). (В якості змінних двоїстої задачі тут приймаються параметри <math>p^{(j)}z^{(j)}</math>.)</font><br />
  
 +
<font size=3>Треба обчислити максимум лінійної форми</font><br />
  
Теорема 2.1.  
+
<font size=3><math>p^{(1)}z^{(1)}b_{(1)}+p^{(2)}z^{(2)}b_{(2)}+...+p^{(M)}z^{(M)}b_{(M)}</math> </font><br />
  
Для оптимальності  плану  <math> x^{* }</math> двоетапної  задачі необхідно і достатньо, щоб при <math> x=x^{* }</math> існував розв'язок
+
<font size=3>при умовах <math>p^{(1)}A^T z^{(1)}+p^{(2)}A^T z^{(2)}+...+p^{(M)}A^T z^{(M)}\leq c</math> (27.7)</font> <br />
  
<math> z^{* }(b, x^{* })</math> задачі двоїстої до задачі другого етапу, яка задовольняє відношення
+
<font size=3><math>\left\{\begin{matrix} B^Tz^{(1)}\leq q
 +
\\ B^Tz^{(2)}\leq q
 +
\\ ...
 +
\\ B^Tz^{(M)}\leq q
 +
\end{matrix}\right.
 +
</math>(27.8)</font>  <br />
  
<math>c_{x*}=M[c- z^{* }(b, x^{* })A]\geqslant 0</math> (2.4)
+
<font size=3> Структура задачі (27.6)-(278) дозволяє, використовуючи методи блочного програмування, визначити план двухетапної задачі.<br />
 +
Розв’язуючи  задачу (27.6)-(27.8) методом розкладу, доцільно прийняти умови (27.7) в якості «чіпляючих» обмежень, а умови (27.8) розглядати як єдиний блок. Відповідна z-задача буде містити <math>n_{1} +1</math> умов. Вона має вигляд </font>
  
<math>L_{x*}(x*)=M[c- z^{* }(b, x^{* })A]x*= 0</math>  (2.5)
 
  
Теорема є уточненням теореми 5.1 розділ 6 для випадку скінченного числа реалізацій вектора  b коли умови теореми 5.1 порушуються.
+
<font size=3> <math>\sum_{v=1}^{x}=\sigma _{\nu } z_{\nu }\rightarrow max  </math> </font><br />
  
Запишемо задачу, двоїсту по відношенню до задачі (2.1)-(2.3)  . У якості змінних двоїстої задачі тут приймаються параметри
+
<font size=3>при умовах <math>\sum_{\nu =1}^{x} P_{\nu }z_{\nu }\leq c, \sum_{\nu =1}^{x} z_{\nu }=1, z_{\nu }\geq 0, \nu =1,2,..., s</math> </font><br />
<math>p^{(j)}z^{(j)}</math>
+
  
Потрібно максимізувати лінійну форму
+
<font size=3>(для спрощення приймається, що область, визначена умовам (8), обмежена.)</font><br />
  
<math>p^{(1)}z^{(1)}b_{(1)}+…+ p^{(N)}z^{(N)}b_{(N)}</math> (2.6)
+
<font size=3>Ясно, що <math>n_{1}</math> – мірний вектор <math>\Lambda ^{(1)}</math> оцінок умов (9) відносно оптимального базису '''''z''''' – задачі співпадає з оптимальним планом <math>x^*</math> двоетапної задачі стохастичного програмування.</font><br />
  
За умов
+
==Список використаних джерел==
 +
1. Юдин Д. Б. Математические методы управления в условиях неполной информации. / Юдин Д. Б. М: «Сов. радио», 1974. – 400 с.
  
<math>p^{(1)}A^{T}z_{(1)}+…+ p^{(N)}A^{T}z_{(N)} \leqslant c</math> (2.7)
+
Виконала: [[Користувач:2533128|Сандирєва Марина]]
 
+
<br> Редагувала: [[Користувач:Неділько Аліна|Неділько Аліна ]]
<math>B^{T}z^{1}\leqslant q</math>  (2.8)
+
 
+
<math>B^{T}z^{2}\leqslant q</math>
+
 
+
<math>B^{T}z^{N}\leqslant q </math>
+
 
+
Розв'язуючи задачу (2.6)-(2.8) методом розкладу,  доречно прийняти умови (2.7) в якості «зацепляющих» обмежень, а умови (2.8) розглядати як єдиний блок. Відповідна z- задача буде містити  <math>n_{1}+1</math>  умов. z - задача має вигляд
+
 
+
<math>\sum^{s}_{v=1}{\sigma_{v}z_{v}}\rightarrow max </math>
+
 
+
За умов
+
 
+
<math>\sum^{s}_{v=1}{P_{v}z_{v}}\leqslant c</math> (2.9)
+
 
+
<math>\sum^{s}_{v=1}{ z_{v}}=1 </math>
+
 
+
<math> z_{v} \geqslant 0, v=1,\ldots s </math>
+
 
+
(для спрощення приймається, що область , визначена умовам (2.8) , обмежена.)
+
 
+
Ясно, що <math>n_{1}</math>  - мірний вектор оцінок умов(2.9) відносно оптимального базису    z - задачі співпадає з оптимальним планом  x* двоетапної задачі стохастичного програмування.
+
 
+
 
+
 
+
Виконала: [[Користувач:Овчаренко_Мар"яна|Овчаренко Мар'яна Миколаївна]]
+

Поточна версія на 09:03, 21 травня 2019

27. Випадок скінченого числа реалізацій вектора b(w)
Нехай випадковими параметрами умов двухетапної стохастичної задачі є тільки компоненти вектора обмежень b. Розглянемо випадок скінченого числа реалізацій вектора b.

Нехай вектор обмежень b приймає скінчене число значень Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): b_{(1)}, b_{(2)},..., b_{(M)}

відповідно з ймовірностями Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): p^{(1)}, p^{(2)},..., p^{(M)}
 (Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): \sum_{j=1}^{M} p^{j}=1

)

В цьому випадку двухетапна задача може бути записана в наступному вигляді. Треба обчислити вектори Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): x, y^{(1)}, y^{(2)},..., y^{(M)} , які мінімізують лінійну форму:

Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): L=cx+\sum_{j=1}^{M} p^{(j)} qy^{(j)}



при умовах Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): \left\{\begin{matrix} Ax+By^{(1)}=b_{(1)} \\ Ax+By^{(2)}=b_{(2)} \\ ... \\ Ax+By^{(M)}=b_{(M)} \end{matrix}\right.



Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): x\geq 0, y^{j}\geq 0, j=1,2,...N



Теорема. Для оптимального плану Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): x^*

двухетапної задачі необхідно і достатньо, щоб при Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): x=x^*
існував розв’язок Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): z^* (b,x^*)
задачі Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): Q(x,A,b)=max_{x} z(b-Ax), zB\leq q

, двоїстої до задачі другого етапу, що задовольняє відношенням


Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): c_{x^{*}}=M\left [ c-z^{*}(b,x^{^{*}}) A \right ] \geq 0

Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): L_{x^{*}} \left(x^{*} \right )=M\left [ c-z^{*}(b,x^{^{*}}) A \right ]x^{*}= 0


Запишемо задачу, двоїсту до задач (1)-(3). (В якості змінних двоїстої задачі тут приймаються параметри Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): p^{(j)}z^{(j)} .)

Треба обчислити максимум лінійної форми

Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): p^{(1)}z^{(1)}b_{(1)}+p^{(2)}z^{(2)}b_{(2)}+...+p^{(M)}z^{(M)}b_{(M)}


при умовах Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): p^{(1)}A^T z^{(1)}+p^{(2)}A^T z^{(2)}+...+p^{(M)}A^T z^{(M)}\leq c

(27.7) 

Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): \left\{\begin{matrix} B^Tz^{(1)}\leq q \\ B^Tz^{(2)}\leq q \\ ... \\ B^Tz^{(M)}\leq q \end{matrix}\right. (27.8)

Структура задачі (27.6)-(278) дозволяє, використовуючи методи блочного програмування, визначити план двухетапної задачі.
Розв’язуючи задачу (27.6)-(27.8) методом розкладу, доцільно прийняти умови (27.7) в якості «чіпляючих» обмежень, а умови (27.8) розглядати як єдиний блок. Відповідна z-задача буде містити Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): n_{1} +1

умов. Вона має вигляд 


Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): \sum_{v=1}^{x}=\sigma _{\nu } z_{\nu }\rightarrow max


при умовах Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): \sum_{\nu =1}^{x} P_{\nu }z_{\nu }\leq c, \sum_{\nu =1}^{x} z_{\nu }=1, z_{\nu }\geq 0, \nu =1,2,..., s


(для спрощення приймається, що область, визначена умовам (8), обмежена.)

Ясно, що Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): n_{1}

– мірний вектор Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): \Lambda ^{(1)}
оцінок умов (9) відносно оптимального базису z – задачі співпадає з оптимальним планом Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): x^*
двоетапної задачі стохастичного програмування.

Список використаних джерел

1. Юдин Д. Б. Математические методы управления в условиях неполной информации. / Юдин Д. Б. М: «Сов. радио», 1974. – 400 с.

Виконала: Сандирєва Марина
Редагувала: Неділько Аліна