Calcolatore del Metodo del Simplesso
Risolvi i problemi di programmazione lineare online, gratis, veloce, con operazioni di pivot dettagliate passo dopo passo.
Il nostro calcolatore del metodo del simplesso gestisce le varianti di massimizzazione, minimizzazione, a due fasi, Big M, duale e simplesso rivisto. Inserisci la tua funzione obiettivo e i vincoli, e il calcolatore esegue automaticamente ogni operazione di pivot.
Calcolatore Simplesso
Come funziona il calcolatore del metodo del simplesso
Inserisci il problema di PL
Digita i coefficienti della funzione obiettivo e ogni riga di vincolo con il suo valore del termine noto.
Scegli massimizzare o minimizzare
Seleziona il tuo obiettivo di ottimizzazione. Lo strumento costruisce automaticamente il tableau iniziale con le variabili di scarto.
Esegui le iterazioni di pivot
Il calcolatore individua la colonna pivot tramite Cj-Zj, calcola i rapporti ed esegue operazioni elementari sulle righe fino all'ottimo.
Leggi la soluzione ottima
Il tableau finale mostra i valori ottimi delle variabili, la riga Zj e il valore obiettivo massimo/minimo.
Esempio di output del tableau del simplesso
Esempio di iterazione del tableau per un problema di massimizzazione a 2 variabili
| 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 |
Che cos'è il metodo del simplesso?
Il metodo del simplesso è l'algoritmo più utilizzato per risolvere i problemi di programmazione lineare (LP). Sviluppato da George Dantzig nel 1947, trova il valore ottimo di una funzione obiettivo lineare soggetta a un insieme di vincoli lineari. Un calcolatore del metodo del simplesso automatizza questo processo: inserisci la tua funzione obiettivo e i tuoi vincoli e il calcolatore esegue ogni operazione di pivoting fino a raggiungere la soluzione ottima, mostrando ogni tableau lungo il percorso.
I modelli di programmazione lineare sono ovunque: massimizzare il profitto, minimizzare i costi, allocare risorse, pianificare la produzione e risolvere problemi di trasporto e di dieta. Ogni volta che le relazioni sono lineari, il metodo del simplesso si sposta in modo efficiente da un vertice della regione ammissibile al successivo, migliorando l'obiettivo a ogni passo finché non è più possibile alcun miglioramento.
Formula del metodo del simplesso e forma standard
Prima di applicare l'algoritmo, il problema viene scritto in forma standard. Per un problema di massimizzazione, ogni vincolo viene convertito in un'equazione aggiungendo una variabile di scarto (per i vincoli di minore o uguale), sottraendo una variabile di surplus (per i vincoli di maggiore o uguale) e, quando necessario, aggiungendo una variabile artificiale. L'obiettivo si scrive come Massimizzare Z = c1x1 + c2x2 + ... + cnxn, soggetto alle equazioni dei vincoli e con tutte le variabili maggiori o uguali a zero.
Questi coefficienti riempiono il primo tableau del simplesso. Il calcolatore di tableau costruisce automaticamente questa tabella, calcolando le righe Zj e Cj meno Zj per ogni iterazione, così da poter seguire i calcoli con precisione.
Come risolvere il metodo del simplesso passo dopo passo
Prendiamo l'esempio Massimizzare Z = 3x1 + 5x2 soggetto a x1 + 2x2 minore o uguale a 14 e x1 + x2 minore o uguale a 8. Per prima cosa, imposta il tableau iniziale aggiungendo variabili di scarto ai due vincoli. In secondo luogo, calcola Cj meno Zj e scegli il valore più positivo come variabile entrante (la colonna pivot). Terzo, applica il test del rapporto dividendo ciascun valore del lato destro per l'elemento positivo della colonna pivot e scegli il rapporto non negativo più piccolo per individuare la variabile uscente (la riga pivot). Quarto, esegui il pivoting mediante operazioni elementari sulle righe. Infine, ripeti finché ogni valore Cj meno Zj non è minore o uguale a zero.
Per questo esempio la soluzione ottima è x1 = 2, x2 = 6, con Z = 36. Il calcolatore passo dopo passo in questa pagina mostra ogni iterazione, così da poterla riprodurre su carta.
Massimizzazione contro minimizzazione
Il metodo del simplesso gestisce entrambe le direzioni. In un problema di massimizzazione l'algoritmo aumenta Z finché non rimane più alcun Cj meno Zj positivo. Un problema di minimizzazione si risolve convertendolo in una massimizzazione equivalente (minimizzare Z equivale a massimizzare Z negativo) oppure selezionando il Cj meno Zj più negativo. I problemi di minimizzazione comportano spesso vincoli di maggiore o uguale, che richiedono la tecnica della M grande o delle due fasi.
Metodo della M grande e metodo delle due fasi
Quando un problema contiene vincoli di maggiore o uguale, si introducono variabili artificiali. Il metodo della M grande assegna a queste variabili artificiali una penalità molto grande affinché l'algoritmo le espella dalla base. Il metodo del simplesso a due fasi raggiunge lo stesso obiettivo in due stadi: la Fase 1 minimizza la somma delle variabili artificiali per trovare un punto di partenza ammissibile e la Fase 2 ottimizza l'obiettivo reale. Entrambi raggiungono la stessa soluzione ottima.
Metodi del simplesso duale e rivisto
Il metodo del simplesso duale parte da un tableau ottimo ma non ammissibile e ripristina l'ammissibilità, il che è efficiente quando si aggiungono vincoli a un problema già risolto. Il metodo del simplesso rivisto memorizza solo l'inversa della matrice di base invece dell'intero tableau, rendendolo molto più efficiente in termini di memoria per problemi di grandi dimensioni pur producendo risultati identici.
Il metodo del simplesso su una calcolatrice grafica o TI-84
Puoi eseguire l'algoritmo del simplesso a mano su una calcolatrice grafica usando le operazioni sulle righe delle matrici. Su una TI-84, memorizza il tableau come matrice, quindi usa rowSwap, moltiplica-riga e moltiplica-riga-somma dal menu MATRIX MATH per eseguire il pivoting. Le calcolatrici scientifiche Casio non hanno una funzione simplesso integrata, ma la loro modalità Matrice può eseguire manualmente le stesse operazioni sulle righe. Per risultati istantanei senza pivoting manuale, il calcolatore online in questa pagina esegue ogni passo per te.
Metodo del simplesso contro metodo grafico
Il metodo grafico funziona solo per problemi a due variabili, dove la regione ammissibile può essere disegnata e l'ottimo letto su un vertice. Il metodo del simplesso non ha questo limite: risolve problemi con un numero qualsiasi di variabili. Usa il calcolatore a due variabili per gli esempi dei libri di testo, oppure i calcolatori a tre e quattro variabili quando un problema cresce oltre ciò che puoi rappresentare graficamente.
Problemi di programmazione lineare (LPP)
Un problema di programmazione lineare (LPP) combina un obiettivo lineare con vincoli lineari. Il calcolatore del metodo del simplesso per LPP e il calcolatore generale di programmazione lineare risolvono online gli LPP di massimizzazione e minimizzazione, mostrando l'intero processo del tableau così da imparare il metodo mentre risolvi problemi reali.
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Calcolatore del Metodo del Simplesso con Passaggi
Calcolatore del metodo del simplesso passo dopo passo per la programmazione lineare. Visualizza ogni operazione di pivot e ogni iterazione del tableau.
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Calcolatore del metodo del simplesso a due fasi per problemi di PL con variabili artificiali. Risolve automaticamente la Fase 1 e la Fase 2.
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Calcolatore del metodo Big M per risolvere problemi di programmazione lineare con variabili artificiali tramite l'approccio della penalità.
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Scopri come risolvere il metodo del simplesso su una TI-84 o una calcolatrice grafica utilizzando le operazioni matriciali e le funzioni sulle righe.
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Calcolatore del metodo del simplesso per PPL (Problema di Programmazione Lineare). Risolvi online i problemi di massimizzazione e minimizzazione di PPL.
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Calcolatore del metodo del simplesso per il trasporto per minimizzare il costo di spedizione dalle sorgenti alle destinazioni usando la programmazione lineare.
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Calcolatore matriciale del metodo del simplesso che risolve problemi di programmazione lineare usando operazioni sulle righe della matrice e mostra ogni tableau.
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Calcolatore del metodo del simplesso con variabili di slack che converte le disequazioni in equazioni e mostra il tableau con le colonne di slack.
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Calcolatore del metodo del simplesso su rete per problemi di flusso a costo minimo e programmazione lineare su rete risolti con l'algoritmo del simplesso.
Apri strumento →Domande frequenti
Come eseguire il metodo del simplesso sulla calcolatrice?
Inserisci la funzione obiettivo e i vincoli nei campi della calcolatrice, seleziona Massimizza o Minimizza, quindi fai clic su Risolvi. Lo strumento esegue automaticamente tutte le operazioni di pivot e mostra la soluzione ottima.
Come risolvere il metodo del simplesso sulla calcolatrice?
Inserisci variabili, coefficienti e vincoli del tuo problema di PL. La calcolatrice del simplesso percorre ogni iterazione del tableau e ti mostra il processo di pivot passo dopo passo fino al raggiungimento della soluzione ottima.
Come usare il metodo del simplesso sulla calcolatrice?
Scegli il numero di variabili, inserisci la riga della funzione obiettivo, aggiungi ogni riga di vincolo con il suo valore al secondo membro (RHS), seleziona il tuo obiettivo (Max/Min) e premi Calcola per ottenere la soluzione completa.
Come trovare il metodo del simplesso usando la calcolatrice?
Cerca online 'calcolatrice metodo del simplesso' e apri un qualsiasi strumento gratuito. Inserisci il tuo problema di programmazione lineare e la calcolatrice applica l'algoritmo del simplesso per trovare automaticamente la soluzione ottima.
Come calcolare il metodo del simplesso nella programmazione lineare?
Imposta il tableau iniziale del simplesso con le variabili decisionali e le variabili di scarto. Identifica il valore Cj-Zj più negativo come colonna pivot, calcola i rapporti per trovare la riga pivot, quindi esegui operazioni elementari sulle righe per iterare.
Come minimizzare con il metodo del simplesso usando la calcolatrice?
Apri la calcolatrice di minimizzazione del simplesso, seleziona l'opzione Minimizza, inserisci i coefficienti della tua funzione di costo e i valori dei vincoli, quindi fai clic su Risolvi per ottenere il valore obiettivo minimo e i valori ottimi delle variabili.
Come calcolare Zj nel metodo del simplesso?
Zj = somma di (Cbi × aij) per ogni colonna j, dove Cbi è il coefficiente obiettivo della variabile in base corrente nella riga i, e aij è l'elemento corrispondente del tableau in quella colonna.
Come risolvere il metodo del simplesso usando una calcolatrice grafica?
Su una TI-84, memorizza il tableau in una matrice tramite MATRIX > EDIT, quindi usa le operazioni sulle righe tramite MATRIX > MATH (rowSwap, *row, *row+). In alternativa, usa un'app dedicata del simplesso disponibile per le calcolatrici TI.
Le calcolatrici possono eseguire il metodo del simplesso?
Sì. Le calcolatrici del simplesso online gestiscono l'intero algoritmo - dalla costruzione del tableau iniziale alla soluzione ottima finale - incluse automaticamente tutte le selezioni del pivot e le operazioni sulle righe.
Possiamo calcolare l'operazione di pivot del metodo del simplesso con Casio?
Le calcolatrici scientifiche Casio non hanno una funzione del simplesso integrata. Tuttavia, puoi eseguire manualmente le operazioni sulle righe delle matrici usando la modalità Matrix di Casio per realizzare ogni passo di pivot.
Calcolatrice del metodo del simplesso dalla A alla Z?
Una calcolatrice completa del metodo del simplesso copre tutto: l'inserimento del problema di PL, la costruzione del tableau iniziale, l'esecuzione di tutte le iterazioni di pivot, l'identificazione della base ottima e la visualizzazione della soluzione finale con tutti i valori delle variabili.
Che cos'è il metodo del simplesso?
Il metodo del simplesso è un algoritmo iterativo, sviluppato da George Dantzig nel 1947, per risolvere problemi di programmazione lineare. Si sposta da un vertice (punto angolo) della regione ammissibile a uno adiacente, migliorando la funzione obiettivo a ogni passo finché non raggiunge la soluzione ottima.
Il metodo del simplesso è la stessa cosa della programmazione lineare?
No. La programmazione lineare è il tipo di problema: ottimizzare un obiettivo lineare soggetto a vincoli lineari. Il metodo del simplesso è uno degli algoritmi usati per risolvere problemi di programmazione lineare; altri includono il metodo grafico e i metodi del punto interno.
Che cosa sono le variabili di slack, di surplus e artificiali?
Una variabile di slack viene aggiunta a un vincolo ≤ per trasformarlo in un'equazione, una variabile di surplus viene sottratta da un vincolo ≥, e una variabile artificiale viene aggiunta ai vincoli ≥ e = per fornire una soluzione di base ammissibile iniziale. Le variabili artificiali vengono eliminate durante il metodo Big M o il metodo a due fasi.
Qual è la differenza tra il metodo Big M e il metodo a due fasi?
Entrambi gestiscono le variabili artificiali per i vincoli ≥ e =. Il metodo Big M usa un unico obiettivo con una grande costante di penalità M, mentre il metodo a due fasi minimizza prima le variabili artificiali (Fase 1) e poi ottimizza l'obiettivo reale (Fase 2). Raggiungono lo stesso ottimo.
Come si scelgono la colonna e la riga pivot?
Per la massimizzazione, la colonna pivot (variabile entrante) è la colonna con il valore Cj − Zj più positivo. La riga pivot (variabile uscente) si trova con il test del rapporto minimo: si divide ciascun valore del lato destro per l'elemento positivo nella colonna pivot e si sceglie il rapporto non negativo più piccolo.
Quando un tableau del simplesso è ottimo?
Un tableau è ottimo quando non è possibile alcun ulteriore miglioramento. In un problema di massimizzazione ciò accade quando ogni valore Cj − Zj è minore o uguale a zero; nella minimizzazione, quando ogni Cj − Zj è maggiore o uguale a zero.
Il metodo del simplesso può risolvere problemi di minimizzazione?
Sì. La minimizzazione si risolve convertendola in una massimizzazione equivalente (minimizzare Z equivale a massimizzare −Z) oppure selezionando il Cj − Zj più negativo come variabile entrante. I vincoli di tipo ≥ vengono gestiti con variabili di surplus e artificiali.
Come funziona il metodo del simplesso duale?
Il metodo del simplesso duale parte da un tableau ottimo ma non ammissibile (alcuni valori del lato destro sono negativi). Seleziona prima la variabile uscente (il lato destro più negativo), poi la variabile entrante mediante un test del rapporto duale, ripristinando l'ammissibilità pur preservando l'ottimalità.
Che cos'è il metodo del simplesso rivisto?
Il metodo del simplesso rivisto esegue le stesse iterazioni del metodo standard, ma memorizza solo l'inversa della matrice di base (B⁻¹) anziché il tableau completo. Ciò lo rende molto più efficiente in termini di memoria ed è alla base dei solver professionali di programmazione lineare.
Che cosa significa una soluzione illimitata?
Un programma lineare è illimitato quando la funzione obiettivo può essere aumentata (per la massimizzazione) o diminuita (per la minimizzazione) senza limiti pur soddisfacendo tutti i vincoli. Nel metodo del simplesso ciò si rileva quando la colonna pivot non ha elementi positivi per il test del rapporto.
Che cos'è una soluzione degenere nel metodo del simplesso?
La degenerazione si verifica quando una variabile di base è uguale a zero in un tableau, spesso a causa di un pareggio nel test del rapporto minimo. La degenerazione può causare il ciclo, in cui l'algoritmo ripete i tableau senza migliorare l'obiettivo; regole anti-ciclo come la regola di Bland lo impediscono.
Quante variabili può gestire il metodo del simplesso?
Non esiste un limite fisso. Il metodo grafico è limitato a due variabili, ma il metodo del simplesso funziona per qualsiasi numero di variabili decisionali e vincoli, dai piccoli problemi da manuale con due variabili ai modelli industriali con migliaia di variabili.
Che cos'è il metodo del simplesso dei trasporti?
Il problema dei trasporti è un programma lineare speciale che minimizza il costo di spedizione di merci da origini a destinazioni. Può essere risolto con il metodo del simplesso generale, ma versioni specializzate (come i metodi MODI o stepping-stone) sfruttano la sua struttura per maggiore efficienza.
Perché usiamo il metodo del simplesso invece del metodo grafico?
Il metodo grafico funziona solo per problemi con due variabili, perché la regione ammissibile deve essere disegnata in due dimensioni. Il metodo del simplesso non ha tale restrizione e può risolvere algebricamente problemi con un numero qualsiasi di variabili, motivo per cui è l'approccio standard.