Soru

Zorluk: OrtaSıfır-Bir (0-1) Tamsayılı Programlama Modelleri

Bir yatırım planlama probleminde değerlendirilen x1,x2,x3x_1, x_2, x_3 ve x4x_4 projeleri için (proje seçilirse 1, seçilmezse 0 değerini alan karar değişkenleri) aşağıdaki kısıtlar belirlenmiştir:

- Proje 1 (x1x_1) seçilirse, Proje 2 (x2x_2) de mutlaka seçilmelidir.
- Proje 3 (x3x_3) ve Proje 4 (x4x_4) arasından en fazla biri seçilebilir.

Buna göre, bu mantıksal kısıtları temsil eden doğrusal eşitsizlik takımı aşağıdakilerden hangisidir?

  1. x1x2x_1 \leq x_2 ve x3+x41x_3 + x_4 \leq 1Cevap
  2. B
    x1x2x_1 \geq x_2 ve x3+x41x_3 + x_4 \leq 1
  3. C
    x1x2x_1 \leq x_2 ve x3+x41x_3 + x_4 \geq 1
  4. D
    x1+x21x_1 + x_2 \leq 1 ve x3+x41x_3 + x_4 \leq 1
  5. E
    x1x2x_1 \leq x_2 ve x3+x4=1x_3 + x_4 = 1

Cevap

Doğru modelleme x1x2x_1 \leq x_2 ve x3+x41x_3 + x_4 \leq 1 şeklinde olmalıdır.
Mantıksal olarak 'A ise B' koşulu xAxBx_A \leq x_B eşitsizliği ile modellenir. Çünkü xA=1x_A=1 olduğunda xBx_B değerinin de 1 olması matematiksel olarak zorunlu kılınır. 'En fazla biri' kısıtı ise toplamın 1 değerini aşamayacağını gösteren x3+x41x_3 + x_4 \leq 1 ifadesi ile doğru bir şekilde temsil edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Koşullu kısıtın (x1x2x_1 \rightarrow x_2) analizi
x1x2x_1 \leq x_2
Eğer x1=1x_1 = 1 ise eşitsizlik 1x21 \leq x_2 halini alır ve x2x_2 değerini 1 olmaya zorlar. Eğer x1=0x_1 = 0 ise 0x20 \leq x_2 olur, bu durumda x2x_2 hem 0 hem de 1 değerini alabilir. Bu durum tam olarak '1 seçilirse 2 de seçilmeli' mantığını karşılar.
2
Seçim kısıtının ('en fazla k') analizi
x3+x41x_3 + x_4 \leq 1
'En fazla biri' ifadesi, seçilen projelerin toplam sayısının 1'den büyük olamayacağını belirtir. Bu durumda toplam ya 0 (hiçbiri seçilmedi) ya da 1 (yalnızca biri seçildi) olabilir.

Anahtar Kavram

0-1 Tamsayılı Programlamada Mantıksal Koşulların Modellenmesi

İpuçları

1
Karar değişkenlerinin sadece 0 veya 1 değerini alabildiğini unutmayın ve mantıksal cümleleri deneme yanılma yoluyla test edin.
2
'x1x_1 seçilirse' demek x1=1x_1=1 demektir. Bu durumda eşitsizliğin x2x_2'yi de 1 yapıp yapmadığını kontrol edin.
3
'En fazla k tane' kısıtı her zaman 'Toplam k\leq k' şeklinde ifade edilir.

Daha Fazla Pratik

Benzer şekilde 'A seçilmezse B de seçilmemelidir' veya 'A ve B aynı anda seçilemez' gibi kısıtların modelleme farklarını inceleyebilirsiniz.

Alternatif Yöntem

Mantıksal kısıtları doğrulamak için her bir durum (0,0), (0,1), (1,0), (1,1) için eşitsizliğin sağlanıp sağlanmadığını gösteren bir tablo oluşturulabilir.
Tahmini Süre:1m 30s
Bu soruyu puanla