Dualidade e Método Simplex: Construção do Dual e Solução Ótima

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Construa o dual do seguinte primal

Primal (minimização)

Min z = 2x1 + x2 - 3x3 + 4x4 + 5x5

s.a. 2x1 + x2 - 8x3 + x4 + x5 ≤ 20

-x1 + 2x2 + 2x3 - 2x4 + 2x5 ≥ 15

x1, x3 ≥ 0; x2, x4, x5 ≤ 0


Regras de conversão: primal (min) para dual (max)

Primal (min)      Dual (max)

2 restrições      2 variáveis

1 não típica      1 não típica

2 não típica      2 não típica

5 variáveis      5 restrições (igual)

1 típica      2 não típica

2 não típica

3 típica

4 não típica

5 não típica


Dual

Max w = 20y1 + 15y2

s.a. 2y1 - y2 ≤ 2

y1 + 2y2 ≥ 1

8y1 + 2y2 ≤ -3

y1 - 2y2 ≥ 4

y1 + 2y2 ≥ 5

y1 ≤ 0; y2 ≥ 0


Primal, dual e Simplex

Primal (máximo)

Max z = x1 + 3x2

s.a. x1 - 2x2 ≤ 4

x1 + x2 ≤ 3

x1, x2 ≥ 0


Primal (max)      Dual (min)

2 restrições      2 variáveis

1 típica      1 típica

2 típica      2 típica

2 variáveis      2 restrições

1 típica      1 típica

2 típica      2 típica


Dual

Min w = 4y1 + 3y2

s.a. y1 + y2 ≥ 1

-2y1 + y2 ≥ 1

y1 ≥ 0; y2 ≥ 0


Forma padrão

Primal

Max z = x1 + 3x2

s.a. x1 - 2x2 + x3 = 4

x1 + x2 + x4 = 3

x1, x2, x3, x4 ≥ 0

Dual

Min w = 4y1 + 3y2

s.a. y1 + y2 - y3 = 1

-2y1 + y2 - y4 = 3

y1, y2, y3, y4 ≥ 0


Variáveis básicas e não básicas

Primal: V.B = x3, x4; V.N.B = x1, x2

Dual: V.B = y3, y4; V.N.B = y1, y2


Tabelas do Simplex (primal)

Tabela 1

Base   x1   x2   x3   x4   LD

z    -1   -3   0   0   0

x3    1   -2   1   0   4

x4    1   1   0   1   3

Entra x2 (coluna pivô). Razões: L1 = 4/(-2) = -2 (desconsiderada); L2 = 3/1 = 3. Sai x4.

Tabela 2

Base   x1   x2   x3   x4   LD

z    -2   0   0   -3   -4

x3    3   0   0   2   10

x2    1   1   0   1   3

Operações: L0 = L0 - 3·L2; L1 = L1 + 2·L2.


Solução ótima

Primal: Z = 9; x1 = 0; x2 = 3; x3 = 10; x4 = 0

Dual: W = 9; y1 = 0; y2 = 3; y3 = 2; y4 = 0

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