Метод равных и наим-их относит. Отклонени

Будем решать задачу по к критериям:

max f₁ =  

max f₂ =  

min f_k =  , k=3,k                                  

 ( ≤ , = , ≥ ) b_i , i=1,m

x_j ≥ 0, j=1,n

Запишем условия равенства относит.отклонений критериев от их экстримальн.значений.

= =…=

Рассмотрим 4 первых критерия. По условию задачи f₁ и f₂ максимизир-ся, а f₃, f₄-минимизир-ся. Проанализируем знач-я 2-х первых критериев.Если

 <0 и f^*₂<0 , то >0 и >0 Если f₁^*>0 и f₂^*>0 , то  <0 и <0.

Поэтому в равенстве относит.отклонений этих критериев модуль абсолютных величин можно опустить. Тогда получим:

Введем обозначения:

Для критериев f₃, f₄ получим точно такое же уравнение, т.к. направления их оптимизации совпадают.

Рассмотрим критерии с противоположными направлениями оптимизации f₁и f₃.Если f₁^*<0,

Поэтому при опускании знака модуль перед одним из выражений надо поставить «-». Получим: = -  => d₁f₁+d₃f₃=2

 Т.о., для нахождения компромиссного решения методом равных и наим. относ. отклонений необх. оптимизир-е критерии включить в число неизвестных задачи и к основным ограничениям добавить след. ограничения: d₁f₁-d₂f₂=0 – для всех f_k, кот. как и f₁ максимизир-ся; d₁f₁+d₃f₃=2 - для всех f_k, кот. минимизир-ся. В качестве ЦФ можно взять любую

 37. Метод минимакса

Согласно данного м-да сначала решается исходная задача по каждому критерию в отдельности и находятся знач-я f₁^*,f₂^*,…,f_k^*.

Предположим, что компромиссное решение найдено и  , j=1,n - знач-я компонент этого решения. Используя найденные знач-я f_k^*, k=1,k запишем отностит. отклонения от значений функций в компромиссном решении:

 = y_k, k=1,k (1)

Среди знач-ий y_k найдем наибольшее и потребуем,чтобы в исходном компромиссном решении оно было минимальным. Тогда ЦФ запишется: min F= max y_k Последняя запись и указывает на название м-да.

Подставим в (1) наибольшее отклонение, предварит-но обозначив его через x_n+1= max y_k:

 ≤ x_n+1, k=1,k (2)

Т.к. в практич. задачах >0 , то умножим ф-лу (2) на знаменатель:

 ≤ x_n+1, k=1,k (3) Учитывая то. чот знач-я максимизир-х критериев будут >, чем знач-я критериев при компромиссном решении, а величины минимизир-х критериев >, то получим для максимизир-х критериев:

 <0 => = - ( )

Тогда ф-ла (3) запишется: x_n+1 ≥  (4)

Если провести аналогичные рассждения для максимизир-х критериев, то получим: x_n+1 ≤  (5)

Но т.к. знач-я  и x_n+1 не определены, то будем считать их неизвестными в задаче. Тогда доп. ограничения будут иметь вид (4) и (5), в кот.  будет заменено на x_j. В кач-ве ЦФ берется ф-ция min F= x_n+1.   

38. Предмет и основные понятия теории игр

Во многих областях человеч. деятельности встречаются проблемы принятия управленческих решений в условиях неопределенности. При этом неопред-ть м.б. связана как с сознат. действиями конкурента, так и др. факторами, влияющими на эффект-ть принимаемого решения. Ситуации, в кот. эффект-ть принимаемого решения зависит от действий др. стороны, наз-ся конфликтными.

Теория игр- раздел математики, изучающий конфликтные ситуации на основе математич. моделей, т.е. это математ. теория, разрабатывающая оптимальн. правила поведения каждого из участников конфликтной ситуации.

Конфликт. ситуация наз-ся антогонистической, если увелич-е выигрыша одной из сторон на некот. величину приведет к уменьш-ю выигрыша др. стороны на такую же величину и наоборот.

Стороны, участвующие в игре наз-ся игроками.

Стратегия игрока- совок-ть правил, однозначно определяющих последоват-ть действий игрока в конкрет. ситуации. Стратегия игрока наз-ся оптимальной, если она обеспечивает данному игроку при многократном повторении игры max возможный средний выигрыш или min возможный средний проигрыш независимо от поведения конкурента.

Партией наз-ся каждый вариант реализ-и игры определ. образом. Выбор одной из стратегий и ее реализ-я наз-ся ходом. Ход наз-ся личным, если игрок сознательно выбирает стратегию. Ход наз-ся случайным, если выбор осущ-ся случайным механизмом.В завис-ти от кол-ва участников игры м.б. парными и множественными. В завис-ти от кол-ва стратегий: конечные, бесконечные.В конце партии каждый игрок A_i, i=1,m получает некоторую сумму a_i, кот. наз-ся функцией выигрыша (платежная ф-ция). Она может выражаться как количественно, так и выражением.

Если a_i>0, то это говорит о выигрыше i-го игрока. Если a_i<0 –о проигрыше. Если a_i=0 –ничейный исход.В завис-ти от вида ф-ции выигрыша игры подразделяются на матричные, биматричные, непрерывные, выпуклые и т.д.

 

39.Матр. игры с нулев. сумм. Будем рассм. парные игры, т.е. игры, в котор. из 2-х игр. А и В конеч. число стратег. В больш-ве случ. мы имеем игры с нулев. сумм., т.е. игры, в кот-ых выигр. одного игр. = проигр. другого. Парную конеч. игру удобно исслед., если она предст. в виде платеж. матрицы:

	В1	В2	…	Вn
А1	а11	а12	…	a1n
А2	а21	а22	…	a2n
…	…	…	…	…
Аm	am1	am2	…	Amn

Здесь кажд. число а(ij), i=1,m , j=1,n явл-ся действит. числом и предст. собой сумму выигр., уплачив. игроком В игроку А, если игр. А выбир. стратегию, соотв-ую i-ой строке, а игр. В выбир. стратегию, соотв-ую j-ому столб. Такую игру назыв. матр-ой игрой mхn.

Целью участн. любой матр. игры явл. выбор наиб. выгодных стратег., к-ые доставл. игр. А макс. выигр., а игр. В миним. проигр.

Чистая стратег. Аi, i=1,m игр. А (чист. стратег. Bj, j=1,n игр. В) назыв. возм-ый ход игр. А(игр. В), выбран. им с вероятн. 1.

Если игра сост. из личных ходов, то выбор пары чистых стратег. (Аi, Вj) единств. образом опред-т исход игры.

Если же в игре испол-ся случ. ходы, то исход игры опред-тся мат. ожид.

Стратег. игр.А назыв. оптимальной, если при её примен-и выигр. игр.А не уменьш., какими бы стратег. не польз-ся игр.В.

Оптим-ой для игр.В назыв. стратег., при кот-ой проигр. игр.В не увелич-ся, какие бы стратег. не примен. игр.А.

 

40.Реш-е матр-х игр чистых стратег. Если игр.А имеет m стратег., а игр.В имеет n стратег., то для любой пары стратег. их чистые стратег. можно предст-ть в виде единич-х векторов. Напр., для пары стратег. (Аi,Вj) единич-ые вектора будут иметь вид:

pi=(0,…,0,1,0,…0), 1 – i-ое место; qj=(0,…,0,1,0…,0), 1-j-ое место.

При нахожд. оптим-ых стратег. игроки опираются на принцип осторож-ти, при к-ом игроки счит-ся одинаково разумными. Использ-я этот принцип найдем оптим. стратег. игр.АиВ.

Игр.А для каждой стратег. Аi, i=1,m сначала найдем миним. значен. ожидаемого выигр.

i=1,m, затем, среди знач-ий αi-ых выберем максим.

Вел-на α назыв. нижней чистой ценой игры(максимино):

α – гарантир-ый выигр., к-ый может обесп-ть себе игр.А при любом поведение игр.В.

Стратег. , j, обеспеч- ая получ-е нижней цены игры, назыв. макисм-ой стратег. Игр.В для каждой стратег.Вj, j=1,m выберет маским. знач-е:

Затем, из βj выберет миним. знач-е:

Аналог-но, стратег. , обеспеч-ая верхнюю чистую цену игры β назыв-ся миним. стратег.

Теорема: В матрич. игре нижняя цена игры не превосх-т верхней чистой цены игры:α≤β. Док-во: по опред-ию

Объед-м последние два соотн-я . Получим:

Отсюда  Данное нерав-во справедливо при любых комбинац. i и j. Оно будет справедливо и для тех i и j, для к-ых

Значит, для этих i и j справед-во α≤β.

 

41.Игры с седловой точкой. Если в матр. игре нижн. и верх. чистые цены совпад-т, т.е. α=β, то такие игры назыв. играми с седловой точкой.

Знач-е ᴠ=α=β назыв. чистой ценой игры, а стратег.  и  назыв. оптим. чистыми стратег-ми.

Пара чистых стратег.  назыв. седловой точкой матрич. игры.

Элемент  назыв. седловым элем. платеж. матр.

Признаком матр. игры с седловой точкой явл-ся выраж-е

 Элем.  явл-ся наименш. в строке и наибольш. в столбце с номером . Реш-ем явл-ся тройка чисел ( ).