Calculadora do Método Simplex
Resolva problemas de programação linear online, grátis, rápido, com operações de pivô passo a passo.
Nossa calculadora do método simplex lida com as variantes de maximização, minimização, duas fases, Big M, dual e simplex revisado. Insira sua função objetivo e restrições, e a calculadora executa cada operação de pivô automaticamente.
Calculadora Simplex
Como funciona a calculadora do método simplex
Insira o problema de PL
Digite os coeficientes da função objetivo e cada linha de restrição com seu valor do lado direito.
Escolha maximizar ou minimizar
Selecione seu objetivo de otimização. A ferramenta constrói automaticamente o tableau inicial com variáveis de folga.
Execute as iterações de pivô
A calculadora identifica a coluna pivô por Cj-Zj, calcula as razões e realiza operações elementares de linha até atingir o ótimo.
Leia a solução ótima
O tableau final exibe os valores ótimos das variáveis, a linha Zj e o valor objetivo máximo/mínimo.
Exemplo de saída do tableau simplex
Exemplo de iteração de tableau para um problema de maximização de 2 variáveis
| 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 |
O que é o método simplex?
O método simplex é o algoritmo mais utilizado para resolver problemas de programação linear (LP). Desenvolvido por George Dantzig em 1947, ele encontra o valor ótimo de uma função objetivo linear sujeita a um conjunto de restrições lineares. Uma calculadora do método simplex automatiza esse processo: você insere sua função objetivo e suas restrições, e a calculadora realiza cada operação de pivoteamento até alcançar a solução ótima, mostrando cada tableau ao longo do caminho.
Modelos de programação linear aparecem em toda parte: maximizar lucro, minimizar custo, alocar recursos, planejar a produção e resolver problemas de transporte e de dieta. Sempre que as relações são lineares, o método simplex se move de forma eficiente de um vértice da região viável para o seguinte, melhorando o objetivo a cada passo até que nenhuma melhoria adicional seja possível.
Fórmula do método simplex e forma padrão
Antes de aplicar o algoritmo, o problema é escrito na forma padrão. Para um problema de maximização, cada restrição é convertida em uma equação adicionando uma variável de folga (para restrições de menor ou igual), subtraindo uma variável de excesso (para restrições de maior ou igual) e, quando necessário, adicionando uma variável artificial. O objetivo é escrito como Maximizar Z = c1x1 + c2x2 + ... + cnxn, sujeito às equações de restrição e com todas as variáveis maiores ou iguais a zero.
Esses coeficientes preenchem o primeiro tableau simplex. A calculadora de tableau constrói esta tabela automaticamente, calculando as linhas Zj e Cj menos Zj para cada iteração, para que você possa acompanhar os cálculos com exatidão.
Como resolver o método simplex passo a passo
Tomemos o exemplo Maximizar Z = 3x1 + 5x2 sujeito a x1 + 2x2 menor ou igual a 14 e x1 + x2 menor ou igual a 8. Primeiro, monte o tableau inicial adicionando variáveis de folga às duas restrições. Segundo, calcule Cj menos Zj e escolha o valor mais positivo como variável de entrada (a coluna pivô). Terceiro, aplique o teste da razão dividindo cada valor do lado direito pela entrada positiva da coluna pivô e escolha a menor razão não negativa para encontrar a variável de saída (a linha pivô). Quarto, faça o pivoteamento usando operações elementares de linha. Por fim, repita até que todos os valores Cj menos Zj sejam menores ou iguais a zero.
Para este exemplo, a solução ótima é x1 = 2, x2 = 6, com Z = 36. A calculadora passo a passo nesta página mostra cada iteração para que você possa reproduzi-la no papel.
Maximização versus minimização
O método simplex lida com ambas as direções. Em um problema de maximização, o algoritmo aumenta Z até que não reste nenhum Cj menos Zj positivo. Um problema de minimização é resolvido convertendo-o em uma maximização equivalente (minimizar Z é o mesmo que maximizar Z negativo) ou selecionando o Cj menos Zj mais negativo. Problemas de minimização frequentemente envolvem restrições de maior ou igual, que exigem a técnica do M grande ou de duas fases.
Método do M grande e método de duas fases
Quando um problema contém restrições de maior ou igual, variáveis artificiais são introduzidas. O método do M grande atribui a essas variáveis artificiais uma penalidade muito alta para que o algoritmo as expulse da base. O método simplex de duas fases atinge o mesmo objetivo em duas etapas: a Fase 1 minimiza a soma das variáveis artificiais para encontrar um ponto de partida viável, e a Fase 2 otimiza o objetivo real. Ambos chegam à mesma solução ótima.
Métodos simplex dual e revisado
O método simplex dual parte de um tableau ótimo, mas inviável, e restaura a viabilidade, o que é eficiente quando restrições são adicionadas a um problema já resolvido. O método simplex revisado armazena apenas a inversa da matriz da base em vez do tableau completo, tornando-o muito mais eficiente em memória para problemas grandes, produzindo resultados idênticos.
O método simplex em uma calculadora gráfica ou TI-84
Você pode executar o algoritmo simplex à mão em uma calculadora gráfica usando operações de linha com matrizes. Em uma TI-84, armazene o tableau como uma matriz e use rowSwap, multiplicar-linha e multiplicar-linha-somar no menu MATRIX MATH para pivotear. As calculadoras científicas Casio não têm uma função simplex integrada, mas seu modo Matriz pode realizar manualmente as mesmas operações de linha. Para resultados instantâneos sem pivoteamento manual, a calculadora online nesta página faz cada etapa para você.
Método simplex versus método gráfico
O método gráfico funciona apenas para problemas de duas variáveis, em que a região viável pode ser desenhada e o ótimo lido em um vértice. O método simplex não tem esse limite: ele resolve problemas com qualquer número de variáveis. Use a calculadora de duas variáveis para exemplos de livros didáticos, ou as calculadoras de três e quatro variáveis quando um problema cresce além do que você consegue representar graficamente.
Problemas de programação linear (LPP)
Um problema de programação linear (LPP) combina um objetivo linear com restrições lineares. A calculadora do método simplex para LPP e a calculadora geral de programação linear resolvem LPPs de maximização e minimização online, mostrando todo o processo do tableau para que você aprenda o método enquanto resolve problemas reais.
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Calculadora do método simplex com variáveis de folga que converte inequações em equações e mostra o tableau com as colunas de folga.
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Calculadora do método simplex não padrão para problemas com restrições de maior ou igual, resolvidos com o método do grande M.
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Calculadora do método simplex em redes para problemas de fluxo de custo mínimo e programação linear em redes resolvidos com o algoritmo simplex.
Abrir ferramenta →Perguntas frequentes
Como fazer o método simplex na calculadora?
Insira a função objetivo e as restrições nos campos da calculadora, selecione Maximizar ou Minimizar e clique em Resolver. A ferramenta executa automaticamente todas as operações de pivô e exibe a solução ótima.
Como resolver o método simplex na calculadora?
Insira as variáveis, coeficientes e restrições do seu problema de PL. A calculadora simplex percorre cada iteração do tableau e mostra o processo de pivô passo a passo até alcançar a solução ótima.
Como usar o método simplex na calculadora?
Escolha o número de variáveis, insira a linha da função objetivo, adicione cada linha de restrição com seu valor do lado direito (RHS), selecione seu objetivo (Max/Min) e pressione Calcular para obter a solução completa.
Como encontrar o método simplex usando a calculadora?
Pesquise 'calculadora do método simplex' on-line e abra qualquer ferramenta gratuita. Insira seu problema de programação linear, e a calculadora aplica o algoritmo simplex para encontrar a solução ótima automaticamente.
Como calcular o método simplex em programação linear?
Monte o tableau simplex inicial com as variáveis de decisão e as variáveis de folga. Identifique o valor Cj-Zj mais negativo como coluna pivô, calcule as razões para encontrar a linha pivô e, em seguida, execute operações elementares de linha para iterar.
Como minimizar com o método simplex usando a calculadora?
Abra a calculadora de minimização simplex, selecione a opção Minimizar, insira os coeficientes da sua função de custo e os valores das restrições, depois clique em Resolver para obter o valor objetivo mínimo e os valores ótimos das variáveis.
Como calcular Zj no método simplex?
Zj = soma de (Cbi × aij) para cada coluna j, onde Cbi é o coeficiente objetivo da variável básica atual na linha i, e aij é o elemento correspondente do tableau nessa coluna.
Como resolver o método simplex usando uma calculadora gráfica?
Em uma TI-84, armazene o tableau em uma matriz usando MATRIX > EDIT, depois use operações de linha via MATRIX > MATH (rowSwap, *row, *row+). Como alternativa, use um aplicativo dedicado de simplex disponível para calculadoras TI.
As calculadoras conseguem fazer o método simplex?
Sim. As calculadoras simplex on-line lidam com o algoritmo completo - desde a montagem do tableau inicial até a solução ótima final - incluindo automaticamente todas as seleções de pivô e operações de linha.
Podemos calcular a operação de pivô do método simplex com a Casio?
As calculadoras científicas Casio não têm uma função simplex integrada. No entanto, você pode realizar manualmente as operações de linha de matrizes usando o modo Matrix da Casio para executar cada passo de pivô.
Calculadora do método simplex de A a Z?
Uma calculadora completa do método simplex cobre tudo: inserir o problema de PL, montar o tableau inicial, realizar todas as iterações de pivô, identificar a base ótima e exibir a solução final com todos os valores das variáveis.
O que é o método simplex?
O método simplex é um algoritmo iterativo, desenvolvido por George Dantzig em 1947, para resolver problemas de programação linear. Ele se move de um vértice (ponto de canto) da região viável para um adjacente, melhorando a função objetivo a cada passo até alcançar a solução ótima.
O método simplex é o mesmo que programação linear?
Não. A programação linear é o tipo de problema: otimizar um objetivo linear sujeito a restrições lineares. O método simplex é um dos algoritmos usados para resolver problemas de programação linear; outros incluem o método gráfico e os métodos de pontos interiores.
O que são variáveis de folga, excesso e artificiais?
Uma variável de folga é adicionada a uma restrição ≤ para torná-la uma equação, uma variável de excesso é subtraída de uma restrição ≥, e uma variável artificial é adicionada às restrições ≥ e = para fornecer uma solução básica viável inicial. As variáveis artificiais são removidas durante o método Big M ou de duas fases.
Qual é a diferença entre o método Big M e o método de duas fases?
Ambos lidam com variáveis artificiais para restrições ≥ e =. O método Big M usa um único objetivo com uma grande constante de penalidade M, enquanto o método de duas fases primeiro minimiza as variáveis artificiais (Fase 1) e depois otimiza o objetivo real (Fase 2). Eles atingem o mesmo ótimo.
Como escolher a coluna e a linha pivô?
Para maximização, a coluna pivô (variável que entra) é a coluna com o valor Cj − Zj mais positivo. A linha pivô (variável que sai) é encontrada pelo teste da razão mínima: divide-se cada valor do lado direito pela entrada positiva da coluna pivô e escolhe-se a menor razão não negativa.
Quando um tableau simplex é ótimo?
Um tableau é ótimo quando nenhuma melhoria adicional é possível. Em um problema de maximização isso ocorre quando todo valor Cj − Zj é menor ou igual a zero; na minimização, quando todo Cj − Zj é maior ou igual a zero.
O método simplex pode resolver problemas de minimização?
Sim. A minimização é resolvida convertendo-a em uma maximização equivalente (minimizar Z é o mesmo que maximizar −Z) ou selecionando o Cj − Zj mais negativo como variável que entra. Restrições do tipo ≥ são tratadas com variáveis de excesso e artificiais.
Como funciona o método simplex dual?
O método simplex dual parte de um tableau que é ótimo, mas inviável (alguns valores do lado direito são negativos). Ele seleciona primeiro a variável que sai (o lado direito mais negativo) e depois a variável que entra por um teste de razão dual, restaurando a viabilidade enquanto preserva a otimalidade.
O que é o método simplex revisado?
O método simplex revisado realiza as mesmas iterações que o método padrão, mas armazena apenas a inversa da matriz da base (B⁻¹) em vez do tableau completo. Isso o torna muito mais eficiente em memória e é a base dos solvers profissionais de programação linear.
O que significa uma solução ilimitada?
Um programa linear é ilimitado quando a função objetivo pode ser aumentada (na maximização) ou diminuída (na minimização) sem limite, ainda satisfazendo todas as restrições. No método simplex isso é detectado quando a coluna pivô não tem entradas positivas para o teste da razão.
O que é uma solução degenerada no método simplex?
A degeneração ocorre quando uma variável básica é igual a zero em um tableau, muitas vezes por causa de um empate no teste da razão mínima. A degeneração pode causar ciclagem, em que o algoritmo repete tableaux sem melhorar o objetivo; regras anti-ciclagem como a regra de Bland evitam isso.
Quantas variáveis o método simplex pode lidar?
Não há limite fixo. O método gráfico é restrito a duas variáveis, mas o método simplex funciona para qualquer número de variáveis de decisão e restrições - desde pequenos problemas de livro didático com duas variáveis até modelos industriais com milhares de variáveis.
O que é o método simplex de transporte?
O problema de transporte é um programa linear especial que minimiza o custo de envio de mercadorias de origens para destinos. Ele pode ser resolvido com o método simplex geral, mas versões especializadas (como os métodos MODI ou stepping-stone) exploram sua estrutura para maior eficiência.
Por que usamos o método simplex em vez do método gráfico?
O método gráfico só funciona para problemas com duas variáveis, porque a região viável precisa ser desenhada em duas dimensões. O método simplex não tem essa restrição e pode resolver problemas com qualquer número de variáveis algebricamente, motivo pelo qual é a abordagem padrão.