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IUT Dijon-Auxerre
GEA 2eme annee, GMO, 2015-2016
Correction du Contr^ole Continu n
o1 Exercice 1 :On considere le probleme d'optimisation suivant : (P I)8 >>>:maximiserz= 5x1+ 2x2 sous 2x1+x270 x 130x
1+x210
x1;x20:
1.Apr esl'in troductionde v ariablesd' ecartp ositivese1;e2ete3, le probleme se reecrit sous forme standard de
la maniere suivante : (P S)8 >>>:maximiserz= 5x1+ 2x2 sous 2x1+x2+e1= 70 x1+e2= 30
x1+x2e3= 10
x1;x2;e1;e2;e30:
2.La troisi emecon traintene p ermetpas de c hoix evidentd'une v ariablede base : le c hoixde e3comme variable
de base conduirait a une contradiction (e3serait negatif) et les variablesx1etx2sont presentes dans les
autres contraintes. On doit donc utiliser la methode des deux phases et on doit formuler un probleme articiel
pour soit trouver une solution de base realisable soit detecter l'impossibilite.Apres l'introduction d'une variable articiellew1et en integrant l'objectif dans les contraintes, le probleme
articiel associe a (PI) s'ecrit sous la forme :
(P A)8 >>>>>:minimiserzA=w1 sous 2x1+x2+e1= 70 x1+e2= 30
x1+x2e3+w1= 10
5x1+ 2x2z= 0
x1;x2;e1;e2;e3;w10:
Phase I :Nous pouvons maintenant debuter l'application de l'algorithme du simplexe en phase I par lamethode des tableaux avec pour variables de base initialese1;e2etw1. Le premier tableau est le suivant :H
HHHHHv.b.v.x
1x2e1e2e3w1zzAb
e121 1 0 0 0 0 0 70
e210 0 1 0 0 0 0 30
w111 0 0 -1 1 0 0 10
z52 0 0 0 0 1 0 0 zA00 0 0 0 1 0 1 0On exprime l'objectif articielzAen fonction des "vraies" variables du probleme en mettant a 0 le coecient
dew1dans la ligne dezApar l'operationL5 L5L3. On obtient le tableau : 1 HHHHHHv.b.v.x
1x2e1e2e3w1zzAb
e121 1 0 0 0 0 0 70
e210 0 1 0 0 0 0 30
w111 0 0 -1 1 0 0 10
z52 0 0 0 0 1 0 0 zA-1-1 0 0 1 0 0 1 -10 Nous traitons un probleme de minimisation dezAet la ligne dezAcontient des coecients strictementnegatifs. Nous allons pouvoir faire entrer une nouvelle variable dans la base. Celle-ci doit ^etre telle que le
coecient correspondant dans la ligne dezAsoit le "plus negatif" possible. Les variablesx1etx2sontex-quo et nous choisissons (arbitrairement) de faire entrerx1dans la base. Pour determiner la variable
sortante, nous calculons les quotients des coecients de la colonne debsur les coecients de la colonne de
x1dans les lignes 1 a 3. On obtient :
35 p oure1,
30 p oure2,
10 p ourw1.
On doit faire sortir de la base la variable correspondant au quotient le plus petit parmi les positifs, c'est-a-dire
w1. On doit ensuite utiliser la methode de Gauss-Jordan pour mettre un 1 dans la case reperee parx1et
x1et des 0 dans le reste de la colonne dex1. En eectuant les operationsL1 L12L3,L2 L2L3,
L4 L45L3etL5 L5+L3, on obtient :H
HHHHHv.b.v.x
1x2e1e2e3w1zzAb
e10-1 1 0 2 -2 0 0 50
e20-1 0 1 1 -1 0 0 20
x111 0 0 -1 1 0 0 10
z0-3 0 0 5 -5 1 0 -50 zA00 0 0 0 1 0 1 0Il ne reste plus de coecient strictement negatif dans la ligne dezAet l'algorithme s'arr^ete. La valeur optimale
de l'objectif articiel est 0 et on a determine un sommet de l'ensemble des solutions admissibles pour (P
S) : 0 B BBB@x 1 x 2 e 1 e 2 e 31C
CCCA=0
BBBB@10
0 5020 01 C CCCA:
On peut maintenant supprimer les variables articielles et l'objectif articiel pour passer a la phase II de
maximisation dez. Phase IILa phase II debute avec le tableau suivant :HHHHHHv.b.v.x
1x2e1e2e3zb
e10- 11 0 2 0 50
e20- 10 1 1 0 20
x111 0 0 -1 0 10
z0- 30 0 5 1 -50 2Nous traitons un probleme de maximisation dezet la ligne dezcontient des coecients positifs. Nous allons
pouvoir faire entrer une nouvelle variable dans la base. Celle-ci doit ^etre telle que le coecient correspondant dans
la ligne dezsoit le "plus positif" possible. Il s'agit dee3. Pour determiner la variable sortante, nous calculons les
quotients des coecients de la colonne debsur les coecients de la colonne dee3dans les lignes 1 a 3. On obtient :
25 p oure1,
20 p oure2,
|10 pourx1.On doit faire sortir de la base la variable correspondant au quotient le plus petit parmi les positifs. On choisit donc
de faire sortire2. On doit ensuite utiliser la methode de Gauss-Jordan pour mettre un 1 dans la case reperee par
e2ete2puis des 0 dans le reste de la colonne dee4. En eectuant les operationsL1 L12L2,L3 L3+L2et
L4 L45L2, on obtient :H
HHHHHv.b.v.x
1x2e1e2e3zb
e101 1 -2 0 0 10
e30-1 0 1 1 0 20
x110 0 1 0 0 30
z02 0 -5 0 1 -150Cette fois,x2est la variable entrante. Nous calculons les quotients des coecients de la colonne debsur les
coecients de la colonne dex2dans les lignes 1 a 3 :10 p oure1,
|20 poure3, |1pourx1, et nous choisissons de faire sortire1de la base.Les operationsL2 L2+L1etL4 L42L1donnent :H
HHHHHv.b.v.x
1x2e1e2e3zb
x201 1 -2 0 0 10
e300 1 -1 1 0 30
x110 0 1 0 0 30
z00 -2 -1 0 1 -170Il ne reste plus de coecient strictement positif dans la ligne dez(sauf dans la case reperee parzetz) et
l'algorithme s'arr^ete. On a determine une solution optimale du probleme (P I) : z = 170 atteinte en (x1;x2) = (30;10).Exercice 2 :
1. (a) Denition des variables :Pouri= 1;2, on notexile nombre d'instrumentsCiproduits en un mois. (b)Denition des contraintes : i. Con trainteli eeau nom brede syst emesde palettes disp oniblesc haquemois : x 130:ii. Con trainteli eeau nom brede branc hesd'em bouchuredisp oniblesc haquemois : x
1+x2100:
3 iii.Con trainteli eeau nom brede soudures r ealisablesen un mo is: x 1+12 x235; soit en multipliant par 22x1+x270:
iv.Con trainteli eeau con trata vecle distributeur :
x1+x210:
v.Con traintesde "b onsens" :
x12Netx22N
que l'on rel^ache enx1;x20. (c)Denition de l'objectif :Le facteur d'instruments souhaite maximiser sa marge mensuelle brute : z= 5x1+ 2x2 exprimee en centaines d'euros. (d)Formulation du probleme : (P) 8 >>>>>:maximiserz= 5x1+ 2x2 sous 2x1+x270 x 130x
1+x2100
x1+x210
x1;x20:
(e) On remarque que ce p roblemeest tr essimilaire au probl eme(PI) de l'Exercice 1. Plus precisement, les
deux problemes ne dierent que par la contraintex1+x2100 presente dans (P) mais pas dans (PI). 2.La con traintepr esentedans (P) mais pas dans (P
I) n'est pas saturee par la solution optimale de (PI) : (x1;x2) = (30;10) (30 + 10 = 40<100). On en deduit qu'une solution optimale de (P) est z = 170atteinte en (x1;x2) = (30;10). Le facteur d'instruments maximisera sa marge mensuelle brute en produisant
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