viernes, 29 de marzo de 2013

Enfoque Algebraico del Método Simplex

El enfoque algebraico del Método Simplex es una forma para llegar a la solución de manera algebraica.

Este es un vídeo donde podemos ver los pasos para la Forma Algebraica del Método Simplex:


Ahora haremos el primer ejercicio de los propuestos en el vídeo anterior


Modelo:
                Max z=3x1+2x2
                s.a.        
                   x1 + 2x2 ≤ 6
                2 x1 +  x2  ≤ 8
                  -x1 +  x2  ≤ 1
                            x2   ≤ 1
                       x1,  x2 ≥ 0

También podemos ver que el origen es parte de la región factible ya que las bi son ≥ a cero y todas las restricciones son ≤ a cero

Gráficamente se ve de la siguiente manera:


Podemos ver que el punto I es el punto óptimo

Ahora veremos como funciona la Forma Algebraica

Pasamos a su forma estándar el modelo original queda como:




               Max z=3x1+2x2                               Hay  6 variables y 4 restricciones por lo tanto tenemos:
                s.a.                                                               4 variables Básicas
                  x1 + 2x2 + x3 = 6                                2 variables NO Básicas
                2x1 +   x2 + x4 = 8
                - x1 +   x2 + x5 = 1
                            x2 + x6 = 1
                xi ≥0

Como el origen esta dentro de la región factible nuestra primera solución sera la siguiente:
 x1 = 0
x2 = 0 
x3 = 6
  x4 = 8
 x5 = 1 
 x6 = 1

Ahora necesitamos cambiar una variable No básica por una básica así que si nos fijamos en los coeficientes de la función objetivo podemos ver que  xtiene el  coeficiente de mayor valor así que  xahora será una variable básica y para saber cual será la nueva variable no básica necesitamos despejar las restricciones y dejarlas en función a variables no básicas  e igualarlas a cero para ver cual será la nueva variable no básica

z=3x1+2x2     
x3 = 6 - x1 - 2x2       
x4 = 8 - 2x1 - x2    
x5 = 1 + xx2     
x6 = 1 - x2    
si x2 = 0
----------->       
z=3x1+2x2
0 = 6 - x1   
0 = 8 - 2x1    
0 = 1 + x1    
0 = 1   
----------->            x1 = 6    
x1 = 4     
x1 = -1 No se puede usar por la restricción de no negatividad    

Escogemos la de menor valor, ahora x1 = 4 y  x4 = 0 
Nuestras variables no básicas son x2 = x4= 0 y las básicas son x1 = 4    x= 2    x5 = 5   x6  = 1
Nuestro nuevo modelo debe de quedar en base a las variables no básicas por lo tanto despejamos a x4  y dejamos el modelo en base a  x2 y  x4  que son lasa variables no básicas el nuevo modelo queda de la siguiente manera:


z   = 12 + 0.5x2 - 1.5x
x3  = 2 -  1.5x2 + 0.5x
x1  = 4 -  0.5x2 - 0.5x
x5  = 5 -  1.5x2 - 0.5x
x6  = 1 -  x2

 Podemos ver que en la función objetivo aun hay variables mayores a cero  por lo tanto ahora  x2 será una variable básica y tenemos que  encontrar otra variable que sea no básica para eso igualamos a cero el sistema anterior  y como  x4= 0 despejamos para ver quien será la nueva variable no básica

0 = 2 - 1.5x2                 x2 = 4/3        si     x3 = 0
0 = 4 - 0.5
x2                x2 = 8             si     x1 = 0
0 = 5 - 1.5
x2                 x2 = 10/3      si     x5 = 0
0 = 1 - 
x2                      x2 = 1             si     x6 = 0

Por lo tanto tomamos a x2 = 1 y  x6 = 0 así que nuestra nueva variable no básica  es  x6
 Nuestro nuevo modelo  sera en base  a x4  y  xpor lo tanto hay que dejarlo en base a estas variables y el modelo  es el siguiente:

z = 12.5 - 0.5x6 - 1.5x4
x3 = 0.5 + 1.5x6 + 0.5x4
x1 = 3.5 + 0.5x6 - 0.5x4
x5 = 3.5 + 1.5x6 - 0.5x4
x2 = 1- x6

Podemos ver  que en la función objetivo ya no hay variables con coeficiente mayor a cero por lo tanto ya encontramos la solución, en base a que x4  =  x6 = 0  los valores de las variables son las siguientes:

z = 12.5 

x1 = 3.5
x2 = 1
x3 = 0.5 
x= 0
x5 = 3.5 
x= 0