Calculateur de la méthode du simplexe
Résolvez les problèmes de programmation linéaire en ligne, gratuitement, rapidement, avec des opérations de pivot détaillées étape par étape.
Notre calculateur de la méthode du simplexe gère les variantes de maximisation, de minimisation, à deux phases, Big M, duale et du simplexe révisé. Saisissez votre fonction objectif et vos contraintes, et le calculateur effectue chaque opération de pivot automatiquement.
Calculateur simplexe
Comment fonctionne le calculateur de la méthode du simplexe
Saisissez le problème de PL
Tapez les coefficients de la fonction objectif et chaque ligne de contrainte avec sa valeur du second membre.
Choisissez maximiser ou minimiser
Sélectionnez votre objectif d'optimisation. L'outil construit automatiquement le tableau initial avec les variables d'écart.
Effectuez les itérations de pivot
Le calculateur identifie la colonne pivot à l'aide de Cj-Zj, calcule les rapports et effectue les opérations élémentaires sur les lignes jusqu'à l'optimum.
Lisez la solution optimale
Le tableau final affiche les valeurs optimales des variables, la ligne Zj et la valeur objectif maximale/minimale.
Exemple de sortie de tableau du simplexe
Exemple d'itération de tableau pour un problème de maximisation à 2 variables
| Basis | x1 | x2 | s1 | s2 | RHS | Cj-Zj |
|---|---|---|---|---|---|---|
| x1 | 14 | 0 | 0 | 1 | 14 | 0 |
| x2 | 7 | 1 | 0 | 0 | 7 | 5 |
| Zj | 35 | 5 | 0 | 0 | 35 |
Qu'est-ce que la méthode du simplexe ?
La méthode du simplexe est l'algorithme le plus utilisé pour résoudre les problèmes de programmation linéaire (LP). Mise au point par George Dantzig en 1947, elle trouve la valeur optimale d'une fonction objectif linéaire soumise à un ensemble de contraintes linéaires. Une calculatrice de la méthode du simplexe automatise ce processus : vous saisissez votre fonction objectif et vos contraintes, et la calculatrice effectue chaque opération de pivotage jusqu'à atteindre la solution optimale, en affichant chaque tableau au fil des étapes.
Les modèles de programmation linéaire sont partout : maximiser le profit, minimiser les coûts, allouer des ressources, planifier la production et résoudre des problèmes de transport et de régime. Dès que les relations sont linéaires, la méthode du simplexe passe efficacement d'un sommet de la région réalisable au suivant, améliorant l'objectif à chaque étape jusqu'à ce qu'aucune amélioration ne soit plus possible.
Formule de la méthode du simplexe et forme standard
Avant d'appliquer l'algorithme, le problème est écrit sous forme standard. Pour un problème de maximisation, chaque contrainte est convertie en équation en ajoutant une variable d'écart (pour les contraintes de type inférieur ou égal), en soustrayant une variable de surplus (pour les contraintes de type supérieur ou égal) et, si nécessaire, en ajoutant une variable artificielle. L'objectif s'écrit Maximiser Z = c1x1 + c2x2 + ... + cnxn, sous réserve des équations de contraintes et avec toutes les variables supérieures ou égales à zéro.
Ces coefficients remplissent le premier tableau du simplexe. La calculatrice de tableau construit ce tableau automatiquement, en calculant les lignes Zj et Cj moins Zj à chaque itération afin que vous puissiez suivre les calculs avec précision.
Comment résoudre la méthode du simplexe étape par étape
Prenons l'exemple Maximiser Z = 3x1 + 5x2 sous réserve de x1 + 2x2 inférieur ou égal à 14 et x1 + x2 inférieur ou égal à 8. D'abord, construisez le tableau initial en ajoutant des variables d'écart aux deux contraintes. Ensuite, calculez Cj moins Zj et choisissez la valeur la plus positive comme variable entrante (la colonne pivot). Troisièmement, appliquez le test du rapport en divisant chaque valeur du second membre par l'élément positif de la colonne pivot et choisissez le plus petit rapport non négatif pour trouver la variable sortante (la ligne pivot). Quatrièmement, pivotez à l'aide d'opérations élémentaires sur les lignes. Enfin, répétez jusqu'à ce que toutes les valeurs Cj moins Zj soient inférieures ou égales à zéro.
Pour cet exemple, la solution optimale est x1 = 2, x2 = 6, avec Z = 36. La calculatrice étape par étape de cette page affiche chaque itération pour que vous puissiez la reproduire sur papier.
Maximisation contre minimisation
La méthode du simplexe gère les deux directions. Dans un problème de maximisation, l'algorithme augmente Z jusqu'à ce qu'il ne reste plus aucun Cj moins Zj positif. Un problème de minimisation se résout soit en le convertissant en une maximisation équivalente (minimiser Z revient à maximiser Z négatif), soit en sélectionnant le Cj moins Zj le plus négatif. Les problèmes de minimisation comportent souvent des contraintes de type supérieur ou égal, qui nécessitent la technique du grand M ou des deux phases.
Méthode du grand M et méthode des deux phases
Lorsqu'un problème contient des contraintes de type supérieur ou égal, on introduit des variables artificielles. La méthode du grand M attribue à ces variables artificielles une pénalité très élevée afin que l'algorithme les chasse de la base. La méthode du simplexe en deux phases atteint le même objectif en deux étapes : la Phase 1 minimise la somme des variables artificielles pour trouver un point de départ réalisable, et la Phase 2 optimise l'objectif réel. Les deux aboutissent à la même solution optimale.
Méthodes du simplexe dual et révisé
La méthode du simplexe dual part d'un tableau optimal mais non réalisable et rétablit la réalisabilité, ce qui est efficace lorsque des contraintes sont ajoutées à un problème déjà résolu. La méthode du simplexe révisé ne stocke que l'inverse de la matrice de base au lieu du tableau complet, ce qui la rend beaucoup plus économe en mémoire pour les grands problèmes tout en produisant des résultats identiques.
La méthode du simplexe sur une calculatrice graphique ou TI-84
Vous pouvez exécuter l'algorithme du simplexe à la main sur une calculatrice graphique en utilisant des opérations sur les lignes de matrices. Sur une TI-84, enregistrez le tableau sous forme de matrice, puis utilisez rowSwap, multiplier-ligne et multiplier-ligne-ajouter du menu MATRIX MATH pour pivoter. Les calculatrices scientifiques Casio n'ont pas de fonction simplexe intégrée, mais leur mode Matrice peut effectuer manuellement les mêmes opérations sur les lignes. Pour des résultats instantanés sans pivotage manuel, la calculatrice en ligne de cette page effectue chaque étape pour vous.
Méthode du simplexe contre méthode graphique
La méthode graphique ne fonctionne que pour les problèmes à deux variables, où la région réalisable peut être tracée et l'optimum lu sur un sommet. La méthode du simplexe n'a pas une telle limite : elle résout des problèmes comportant un nombre quelconque de variables. Utilisez la calculatrice à deux variables pour les exemples de manuels, ou les calculatrices à trois et quatre variables lorsqu'un problème dépasse ce que vous pouvez représenter graphiquement.
Problèmes de programmation linéaire (LPP)
Un problème de programmation linéaire (LPP) associe un objectif linéaire à des contraintes linéaires. La calculatrice de la méthode du simplexe pour LPP et la calculatrice générale de programmation linéaire résolvent en ligne les LPP de maximisation et de minimisation, en affichant tout le processus du tableau afin que vous appreniez la méthode tout en résolvant de vrais problèmes.
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Calculateur de la méthode du simplexe étape par étape pour la programmation linéaire. Visualisez chaque opération de pivot et chaque itération du tableau.
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Apprenez à résoudre la méthode du simplexe sur une TI-84 ou une calculatrice graphique en utilisant les opérations matricielles et les fonctions sur les lignes.
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Calculateur de la méthode du simplexe pour PPL (problème de programmation linéaire). Résolvez en ligne les problèmes de maximisation et de minimisation de PPL.
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Calculateur de la méthode du simplexe de transport pour minimiser le coût d'expédition des sources vers les destinations à l'aide de la programmation linéaire.
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Calculateur matriciel de la méthode du simplexe qui résout les problèmes de programmation linéaire à l'aide d'opérations matricielles sur les lignes et affiche chaque tableau.
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Calculateur de pivot de la méthode du simplexe qui identifie la colonne pivot et la ligne pivot et effectue chaque opération de pivot étape par étape.
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Calculateur de la méthode du simplexe avec variables d'écart qui convertit les inéquations en équations et affiche le tableau avec les colonnes d'écart.
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Calculateur de la méthode du simplexe non standard pour les problèmes avec contraintes supérieures ou égales, résolus par la méthode du grand M.
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Calculateur de la méthode du simplexe de réseau pour les problèmes de flot à coût minimum et de programmation linéaire de réseau résolus par l'algorithme du simplexe.
Ouvrir l'outil →Foire aux questions
Comment faire la méthode du simplexe sur une calculatrice ?
Saisissez la fonction objectif et les contraintes dans les champs de la calculatrice, sélectionnez Maximiser ou Minimiser, puis cliquez sur Résoudre. L'outil effectue automatiquement toutes les opérations de pivot et affiche la solution optimale.
Comment résoudre la méthode du simplexe sur une calculatrice ?
Saisissez les variables, coefficients et contraintes de votre problème de PL. La calculatrice du simplexe parcourt chaque itération du tableau et vous montre le processus de pivot étape par étape jusqu'à atteindre la solution optimale.
Comment utiliser la méthode du simplexe sur une calculatrice ?
Choisissez le nombre de variables, saisissez la ligne de la fonction objectif, ajoutez chaque ligne de contrainte avec sa valeur du second membre (RHS), sélectionnez votre objectif (Max/Min) et appuyez sur Calculer pour obtenir la solution complète.
Comment trouver la méthode du simplexe à l'aide d'une calculatrice ?
Recherchez « calculatrice méthode du simplexe » en ligne et ouvrez n'importe quel outil gratuit. Saisissez votre problème de programmation linéaire, et la calculatrice applique l'algorithme du simplexe pour trouver automatiquement la solution optimale.
Comment calculer la méthode du simplexe en programmation linéaire ?
Construisez le tableau initial du simplexe avec les variables de décision et les variables d'écart. Identifiez la valeur Cj-Zj la plus négative comme colonne pivot, calculez les rapports pour trouver la ligne pivot, puis effectuez des opérations élémentaires sur les lignes pour itérer.
Comment minimiser avec la méthode du simplexe à l'aide d'une calculatrice ?
Ouvrez la calculatrice de minimisation du simplexe, sélectionnez l'option Minimiser, saisissez les coefficients de votre fonction de coût et les valeurs des contraintes, puis cliquez sur Résoudre pour obtenir la valeur objectif minimale et les valeurs optimales des variables.
Comment calculer Zj dans la méthode du simplexe ?
Zj = somme de (Cbi × aij) pour chaque colonne j, où Cbi est le coefficient objectif de la variable de base courante dans la ligne i, et aij est l'élément correspondant du tableau dans cette colonne.
Comment résoudre la méthode du simplexe à l'aide d'une calculatrice graphique ?
Sur une TI-84, stockez le tableau dans une matrice via MATRIX > EDIT, puis utilisez les opérations sur les lignes via MATRIX > MATH (rowSwap, *row, *row+). Vous pouvez aussi utiliser une application dédiée du simplexe disponible pour les calculatrices TI.
Les calculatrices peuvent-elles faire la méthode du simplexe ?
Oui. Les calculatrices du simplexe en ligne gèrent l'algorithme complet - de la construction du tableau initial à la solution optimale finale - y compris automatiquement toutes les sélections de pivot et les opérations sur les lignes.
Peut-on calculer l'opération de pivot de la méthode du simplexe avec une Casio ?
Les calculatrices scientifiques Casio n'ont pas de fonction simplexe intégrée. Cependant, vous pouvez effectuer manuellement les opérations sur les lignes de matrices à l'aide du mode Matrice de Casio pour réaliser chaque étape de pivot.
Calculatrice de la méthode du simplexe de A à Z ?
Une calculatrice complète de la méthode du simplexe couvre tout : la saisie du problème de PL, la construction du tableau initial, l'exécution de toutes les itérations de pivot, l'identification de la base optimale et l'affichage de la solution finale avec toutes les valeurs des variables.
Qu'est-ce que la méthode du simplexe ?
La méthode du simplexe est un algorithme itératif, développé par George Dantzig en 1947, pour résoudre les problèmes de programmation linéaire. Elle passe d'un sommet (point d'angle) de la région réalisable à un sommet adjacent, en améliorant la fonction objectif à chaque étape jusqu'à atteindre la solution optimale.
La méthode du simplexe est-elle la même chose que la programmation linéaire ?
Non. La programmation linéaire est le type de problème : optimiser un objectif linéaire sous des contraintes linéaires. La méthode du simplexe est l'un des algorithmes utilisés pour résoudre les problèmes de programmation linéaire ; d'autres incluent la méthode graphique et les méthodes de points intérieurs.
Que sont les variables d'écart, d'excédent et artificielles ?
Une variable d'écart est ajoutée à une contrainte ≤ pour en faire une équation, une variable d'excédent est soustraite d'une contrainte ≥, et une variable artificielle est ajoutée aux contraintes ≥ et = pour fournir une solution de base réalisable initiale. Les variables artificielles sont éliminées lors de la méthode Big M ou de la méthode en deux phases.
Quelle est la différence entre la méthode Big M et la méthode en deux phases ?
Toutes deux gèrent les variables artificielles pour les contraintes ≥ et =. La méthode Big M utilise un objectif unique avec une grande constante de pénalité M, tandis que la méthode en deux phases minimise d'abord les variables artificielles (Phase 1), puis optimise l'objectif réel (Phase 2). Elles atteignent le même optimum.
Comment choisir la colonne et la ligne pivot ?
Pour une maximisation, la colonne pivot (variable entrante) est la colonne ayant la valeur Cj − Zj la plus positive. La ligne pivot (variable sortante) est déterminée par le test du rapport minimal : on divise chaque valeur du second membre par l'entrée positive de la colonne pivot et on choisit le plus petit rapport non négatif.
Quand un tableau du simplexe est-il optimal ?
Un tableau est optimal lorsqu'aucune amélioration supplémentaire n'est possible. Pour un problème de maximisation, cela se produit lorsque chaque valeur Cj − Zj est inférieure ou égale à zéro ; pour une minimisation, lorsque chaque Cj − Zj est supérieur ou égal à zéro.
La méthode du simplexe peut-elle résoudre des problèmes de minimisation ?
Oui. La minimisation se résout soit en la convertissant en une maximisation équivalente (minimiser Z revient à maximiser −Z), soit en sélectionnant le Cj − Zj le plus négatif comme variable entrante. Les contraintes de type ≥ sont traitées avec des variables d'excédent et artificielles.
Comment fonctionne la méthode du simplexe dual ?
La méthode du simplexe dual part d'un tableau optimal mais non réalisable (certaines valeurs du second membre sont négatives). Elle sélectionne d'abord la variable sortante (le second membre le plus négatif), puis la variable entrante par un test du rapport dual, rétablissant la réalisabilité tout en préservant l'optimalité.
Qu'est-ce que la méthode du simplexe révisé ?
La méthode du simplexe révisé effectue les mêmes itérations que la méthode standard, mais ne stocke que l'inverse de la matrice de base (B⁻¹) au lieu du tableau complet. Cela la rend bien plus économe en mémoire et constitue la base des solveurs professionnels de programmation linéaire.
Que signifie une solution non bornée ?
Un programme linéaire est non borné lorsque la fonction objectif peut être augmentée (pour une maximisation) ou diminuée (pour une minimisation) sans limite tout en satisfaisant toutes les contraintes. Dans la méthode du simplexe, cela est détecté lorsque la colonne pivot n'a aucune entrée positive pour le test du rapport.
Qu'est-ce qu'une solution dégénérée dans la méthode du simplexe ?
La dégénérescence se produit lorsqu'une variable de base est égale à zéro dans un tableau, souvent à cause d'une égalité dans le test du rapport minimal. La dégénérescence peut provoquer un cyclage, où l'algorithme répète des tableaux sans améliorer l'objectif ; des règles anti-cyclage telles que la règle de Bland l'empêchent.
Combien de variables la méthode du simplexe peut-elle gérer ?
Il n'y a pas de limite fixe. La méthode graphique est limitée à deux variables, mais la méthode du simplexe fonctionne pour n'importe quel nombre de variables de décision et de contraintes - des petits problèmes de manuel à deux variables aux modèles industriels comportant des milliers de variables.
Qu'est-ce que la méthode du simplexe de transport ?
Le problème de transport est un programme linéaire particulier qui minimise le coût d'acheminement de marchandises depuis des sources vers des destinations. Il peut être résolu avec la méthode du simplexe générale, mais des versions spécialisées (telles que les méthodes MODI ou du marchepied) exploitent sa structure pour plus d'efficacité.
Pourquoi utilise-t-on la méthode du simplexe plutôt que la méthode graphique ?
La méthode graphique ne fonctionne que pour les problèmes à deux variables, car la région réalisable doit être tracée en deux dimensions. La méthode du simplexe n'a pas cette restriction et peut résoudre algébriquement des problèmes comportant n'importe quel nombre de variables, ce qui en fait l'approche standard.