214
srLVrAToADER
4 monstfatedthe
properties: l) if
G,is
aHamiltonian
graphwith
q vertices., G, is a connected graph wit]I-þ
vertices and. the connected degree isat
mostq'+
7,then the
graphG, lGrl is
Hamiltonian'2)
11 GL andG,
areHamiltonian
graphs,then GtlG"] is
Hamiltonian connected.REVIST',A
ÐE
ANAr,rzÃ.NUMERTq+_il
TEORTa-aFROX{iuaTIEI
Volumuli,îutoioora 2' 1972' pp' 216-228
BIBT{IOGRA.I.IÞ
[1]
Harary,
F., On the grouþ of the aornþosition of tøo grøþks. Duke Math'J''
2ß' 29-34(1e59).
l2l
Ore, O., Hømilton conneated, grøþhs. J. de Math. Putes et Appliquées, 42, 1,27-27(1e63).
[3]IIarar.y, F., Gotdon W.'wilco]e, Booleanoþerationsongràphs. Math.scanili- navica, 20, 1, 4l-51 (1567).
[4] Berge, C., Tkéovie des graþhes et ses øþþl,ications. Durnod, Patis (1958)'
ASUPRA UNEI PROBLTMD DE PROGRAMARË
NEr,rNrÀnà FRACTTONARÃ
de
çîEFAN TIGAN
(cluj)
P¡imit la 18. II. 1972
Academda, Reþublici'i Sooialiste Roncâ,n'ia Fi'liølø d,i,n Ctruj
Institutul' d,e calaul
1.
IntroducereFie S o
mullime à
fqnctionale reale d.efinite peS cu
proPrietateacä e X e
S'Vom
consideraur
(1.1) min{z(x)lXes}'
unde
z(x):t'#,
oo+ I
o¡r¡z(x) : --+-' bo I
.Zrbi ri
.
bi>0, (i:7,2, ""'n)
çiS
: {X lX e {0, l}"' H¡(X) {d¡' i : l' 2' " "'
unde f/, (i : l, 2, " "' m)
slnlfunclii
pseúdobooleene'mj,
216 9TEFAN TIGAN
De
asemenea, rezorvareaunei
problemede
programare fractionará cu variabile reale (veziftl, t4l, tÐ,iare
constä io^-1oiñir;";iä""r#i
.i ori¿rao
Í(x):
Z b¡4{b,
în condifiile:
ò-tAX<C x )"0'
å"5ó,,":1::#Í:ï: ii#liï"i#î#'^q'i, x : (x,, . ., n,) €
R',Ðr,
x,I bo)
0,ppjimalä
a.problemei(l.I)
se poatet de solulii pentru un ntímär'fiãii
u.^ d?.o metodä pentru solufionarea tracf,ionarä.
2.
Proeedeu pentru problema(l;l)
d" ,yålr;"":nJa mai intii o
teoremädin care
rezaltá"imediat
proced.eul TÐoRJgn{al. Fie X, e.S.
' (Ð
Penirwun
el,ernentX e
S,
øre loc urmd.toøreø inegølitate(2.1) g(x, X') : Zr(X).zr(X') - zlx,)7z.(X) <
0,døcd gí,
numai
dacd.(2,2) zg) < z(x,).
3 ASUPRA UNEI PRoBLEME DE PRoGRAMARE NÉLINIARÀ, FRACTIoNARÃ 2I7
(ii)
Aoern egalitøtea(2.3) min {g(X,X')lX e
S}:
0, døcã.çi numøi
d.øcä(2.4) z(X'): min {z(x) lx e s}.
, lntr-adevär, (i)
yeryúlþ.din-faptulcä relafia
(2.2) seobline din
(2.1) dacä sefine
seamä cá"Zr(X) 2
0.Acum dacä este adeväratä egalitatea (2.3), atunci are loc inegalitatea:
(2.5) e(X, X')
>- 0pentru orice
X €
S.Dar din
(2.5) se obtine imediat cä:z(x)
>_z(x'), ,
pentru orice X e S, inegalitate care
este echivalentäcu formula
(2.4).Se
poate aráta de
asemeneafärä dificultate cä relalia (2.4) implicä
(2.3).Prin urmare (ii)
are loc.Pornind de
la
teorema de mai sus, 1n ipoteza cá multimea S estefinitä çi
nevidä, se poate da pentru problema (1.1) urmätorul procedeu d.e rezol- vafe..l ì.,
1o. Se determinä
o
solutie initialä"X, e
S.Presupunem cä s-a ajuns
la
oiteralie
Þ, avlnd. un girXr,
. . , .,, Xo
de elementedin S, cu proprietatea
cá,z(xr)>Z(x,) >...
2o, Dacá. are
loc
egalitatea:(2.6) min {g(X,
Xo)lX €
S}:
0,atunci Xo
estesolulie optimalä pentru
problema(1.1) gi algoritmul
se opreçte.în
cazcontrar
se continuä 7a 3",3o.
Se determinä Xpar QS,
astfellncit:
(2.7) g(Xea, Xr) 10,
gi se revine
la 2", cu
X¿.,.1ln
1oculhti Xr.
2IB
Prin proced.eul descris se
...,
Xo,.,... astfel încît:
obline un çir d.e elemente distincteXr, Xr,
. . .STEFAN TIGAN ,5 ASUPRA UNEI PROBLEME DE.PROGRAMARE NELINIARÃ FRACTIONARÃ 2Tg
X*aS çi Z(Xu) >Z(Xo+t), k:1,2, ...
Deoarece
s
conlineun
numärfinit-de
elemente,çirul (x¿)
conduce lao
solulieoptimalä,
care esteultimul
elementat çiiuGi.
"O b s e
r v
atia-,.|. 1n
proc.edeul exptgl..sepoate lua,
d.e exemplu,orice funclie g(*, *,f,- .uu-;;;t.f;;;
"oäãifil",
{-:--
-*'(i), e(X, X') <
0. dacäçi numai
d,acä,Z(X) < Z(X,)(X, {, e
S),(iÐ g(X', X') : 0, pentru
oriceX, e
S._,,,
Fj1:1:itatea-,procede de
alegereafuncliei
g(X,x')
precumçi.de eficac
d.eterminar"" orrËi-.o'nìriipentru inecualia (2.7) s
"o"aigi"i
12.ó1.---
3. a¡Iiealie în
eazulunei
probleme deatribuire
neliniarä Partictilanzînd. proced.eul.prezent
at în paragraftl 2, in
acest þarasraf.se,yq
d.ao
metodäþentru
sol-ulionare^ .otàetoãtàiprãkáLã-¡i" ;trtbäï;
nellilafa.
Sä se minimizeze
funclia:
(3.1ì z(x):r,'Y":f!2
t¡'¡lew*t¡{bii
x¿i}
Ise va nota prin s
mullimea.soluliilor
admisibilepentru
problema (3.1), (3.2).:
.
O:solulie optimalä pentru problema (3.1), (3-2) este.o.solufi^e admisi-bilä pentru
carê funcgii ZlX¡
19i atingeminimul pe mulllmea
S.Asupra problemei (3.1), (3.2)
mai
facem ipoteza cä:{büx¿j}
>
0(3.3) unde
þentru orice X:
lX¡¡1AS' De exemplu,
d-acäb¡¡70, pentru
oricei¿,
j) eIü x N,
condigiáde mai
sus este satisfäcutä.problema (3.1), (3.2) este evident,
Ín
caz particalar.al problemei (1.1),în
care spre d.dosebiie cÍe exemplele d.inparagraful
1, funcfiile iZr(X):
max {øn¡X¿¡l Q,i) eN x
M}çi
Zr(X):
max {bu¡Xr¡l @,i) eiv x ¡f}
slnt
neliniare.Mentionäm d.e asemenea, cä problema (3.1), (3.2) este
o
generalizarea
problemeide atribuire
,,1ntimp",
care constäîn
minimizareafunctiei:
Í'' t')
în concliliile (3,2), problemä stuttiatä
în [2] (lq" [6] intl-o
formä echivalen-tä).
Astfeldii
(3.1) seobline
(3.1')dacl în
(3.1)-seia
b¡¡:1 pentru
orice(i, ' ' j) e.lÍ x "FG N.
acam
X'un
element dat d.in S. Ca mai înainte, vomnota
prin g(X,X') finclia:
g(X, X') :
ZL(X)Zr(X') - Zt(X') Z,(X) : - 7 tY') max
{n,¡Xn¡}- Zr(X')
rr;:ax {b¡¡Xa),- Lz\z
(¿r€NxN (t,i)€Nx¡v
sau
s(x, x'):*,,Ëiî"
{øo¡(x') xoi}-u,H;Í^*{bø(x') xø}'
ø¡¡(X')
-
ø¡j.2,(X') ((i, i) e N x
N)bn¡(X'):b¿¡'(Zr')
((¿,i) eN x
N).max
(¿, J')€lVxN
în
-condiliile:{3.2)
fl
DX, :
i:l
I jeN
: r
fr'Ðx¿j:l'
ieM
X¿i
:0 sau
1,numere reale nenegativè date,
N :
atrice pätraticä de dimensirlre ?t,.
e
pätraticä de ord.in n,X :
lX¿;1,a
(3.1),(3.2)
dacá elementeleia¡
220 $TEFAN TIGAN
1, dacä
i:J,
0,
dacä .i# j,
_"rrlitÍi*" Pentru un
elementx,
fixat, la¡¡(x,)l çi lb¿¡(x,)l vor fi
Algoritmur þentru problenra de
atribuire
(B.I), (B.oì, care vafi
prezen_i#"å;?:::ä:ii? a'^ä"ie-t";'t""ipil
schemaí'òd,í¿"r,i
expus-in
sec-1o.
Se
determinä o-solutie-inifialä X, pentru
problema(S.l),
(g.2).De
exemptu,matrice" x-:-[Ì¡ilää
7 ^SUPRA UNEI PROBLEME DE PROGRAMARE NELINIARÄ FRACTIONARÃ 22L
iar mullimile D
giD'
se definescprin
formulele:(3.5) D' :
{(¿,j)
.ø¿¡(Xr)<b},
(3.6) þ't:NxN-(Dl)D'),
{3.7)
b:
min {b,¡(Xo) I U,,j) €
D}.4o. Fie
V(D) : min
{C(X :D)lX € s}.
(i) Dacä V(D) < 0, atunci o solulie optimalá Xp¡lpentru
problemaP(D), verificä condilia
(2.7)cu g(X, X') dat de formulã
(3.3).-în
acest
caz, algoritmul
sereia
d.e 7a2" ctt
Xe¡1în locul lui
Xo.(ii)
DacäV(D)>- 0,
algoritmul se continuäla
2o, 1uîndln
1ocu1 mul- limä D mu1limeaD -
{(i, j)lbn¡(X,):
ó} unde ó se ob}ine prin formula (3.7).O.bs e
rv aþta 2.L^
etapa 1o, o solulieinilialä X,
se poate obline rezolvind problema d.eatribuire,,în timp" (vezi [1] sau[6])-urmätoare:
min
{max {ø¡¡X¿¡l(i,j) a N x ¡ûlX €
S}.De asemenear.se poate
lua
casolulie inilialä, o solulie
ad.misibiläX,
care
verificä
condilia :Z r(x r)
:,nrftï**
.,r{uo.}
.
Observaþia 3. Un
a1t mod.de
realizarea
etapelor3o gi 4"
alealgoritmului
precedent poatefi
urmätoru1:2'a)
Dacá,D : Ø, atunci
Xo estesolulie optimalä pentru
problema (3.1), (3.2)9i algoritmul
se opregte.b)
DacáD
=t-Ø, atunci se
determinä o solulie optimaläpentru
urmä- toarea problemäliniarä de atribuire:
P(D) :min {õ(X
;D)
IX € s},
unde
e6; D):,Ð l,
er,¡(D) . xo,,6
Y;!:
este o solufie admisibilä çi poate
fi luatå
casolulie
iniJialá,.sä presuounem cä dupä
k.itera!ü
amobtinut un çir
desolulii
admisi- biTeXr,' Xr,
) .., Xo cu
p^ropriet^irü-
"^,
z(x) > z(x,) > ...
2o. Se
ia D -
Do, undeDh
: {(i,
i)ln,¡(Xo)- qj(XþI <
0}.gi
se trecela
etapa urmätoare.I I
I i
I I l
l I I
.","rt;"¿nli:rr,r= Ø (Ø reprezinti multimea vidä),
at_uncixo este
o,",;';'ä,"d;:äTJå::tf#,'::ï,Si)'J?ilrulf *,:'*U"r;t:;ftr*""
P(D):
min {C(X ;D)lx € s},
unde
c
(x
;D) :,Ð,.àtu
(D)x,¡,
IUI çi
L slnt
numere reale pozitive astfel încît :(3'4) L <
ntvr, Ç,¡(D):
- M,
dacä (i,j) eD 0,
d.acâ (i,j) e D'
L,
d,acá. (i,j) e I)",
$ - Revista de analizä numericá ti teoria aproximaliei, vol' 1, fasc. 2' 19?2,
I
222 $rEFAN,rrcAN
gll[
çiL
sînt numere-reale pozitive, care verificä condilia (8.4),iarmulfimile
Ð,D' çi D"
se d.efinesc* r;ot*oiìrmätoareror
formure:D: {(i, j) eDolbij(Xh):6},
(3.51 D' :
{(i,j)
I øo¡(X)<
6},(3.61 D" : (t,l x r/ - (Ð U Ð),
(3.7.)
6:
ftrax {bo¡(Xo) I (i,j) e
D}.o,
õt ¡1eV(D):min{ö(X;D) lxes}
(i) Dacä 7Ø\.<.0, atunci o soluliercptimalä
X¿a1pentru
problema,i?J¿.'ï í"i"ft,;b'a+i" s(&;,: xri¿î. si'..1;;:"'ìf:åp" 2 ca
xo*1,,,rr/*,,:}i^r!"Í?^=o¡!h.'
algoritmul se continuäla
3o tuînd 1n tocut."
"Jlt:lrSaca
7(Q ) 0, atunci xo este solulie optimalä çi
algoritmul,""rfri"{iÏ:::r;å':"&1^"n."u vor da o justificare pentru algorirmii
pre-IEoR_EMA
2. Fie
Xna S ;i fie D C lrl x t/,
østfel ôncît:(3.8) D
Ç
Dn,(3.9) D
=t Ø,
[3:]fi1
bo¡(xn) >-
b çi
(i,i) e
Do imþt'icä þ,i) e D (b
este d,øt de formwtaçc
dÍ'iT;' fri'i-ä:,io¡;.1.!!f'l
este sohtticoþti,r
td þentru þrobternøp(D) (8.11)
C(Xo+,;D) (
0,ASUPRA UNEI PROBLEME DE PROGRAMARE NELINIARÃ FRACTIONARÃ 223
Detnonstrølie.
lntr-adevâr, dacä inegalitatea (3.11) are 1oc
atunci avem:(3.12) Q(Xe¡t)cDUD"
unde
pentru
oriceX e S
se noteazäprin Q(X)
mulfimea:{(¿,
i)
I U,i) e N x ly',
X¿i:
7}.presupunem
cä àÍ exista url element
(þ, q)a
Q(X¿+r),lncît D". Attnci
avem :C(Xo+r;
D) :¿ + D L, C"(q x!¡*' i+þ
i*q.t€lv i€N
çi pentru
cä.:Ð
,_D*co¡(D)xlf'>- -(n -
t)M,
ieN jeN
reztltâ cât
C(Xeati
D) > L -
(n- l) M >
0,inegalitate care
contrazice (3.11).Deci
(3.12)are
1oc'Avem,
de asemenea, tttmâtoarearelalie:
Q(Xo+r) (1
D :l
Ø'pentru cä, în caz contrar, din
(3.72)ar
teu:Jt'acâ
C(Xo*ri D) :
0'Existä, prin
urmare,un
element (ú, s)e Ç(X¡*t) încît:
(3.13) bu(Xn):
rnâX{b,¡(X)
| (i,i) aQ(Xo+t) n D}'
Acum din
(3.13), (3.7)çi
(3.8)rezultä cä
inegalitatea:(3.14)
b"(Xo)2
ø¿¡(Xn),are 1oc
pentru orice
(i,j) eQ(Xo+t).
Dar din
(3.13)çi
(3.14) seobline
cä:(3.15)
:max {b¡¡(Xu) I U,ù aQ(Xo+t)} :
b,,(Xh)>
>
max {on¡(Xo) I Q,il eq(X¡a)}, I
ùa (þ, q)
e
øaeln
13.11) g(Xn+t;
XJ <
0224
çi pentru cä:
t1
a,aetfl,:
$TEFAN, TIGAN
rezartá'
din
(3,15)cä
inegaritatea(8.r1')
este lndeplinitä,TE.REMÂ
3' Fi2 x- sp-
g¿.J¿!. G.fam'i\iø twtwror swbrnur,!:ïmilorD
d,in¡,¡ x N,
cøre uerificAco'ndi¡üte'1áS¡_1á.tOl.
---- "Dacd. þentrw orice
D e
G are Loc ineqalitateøV(D)
2> 0, atunci g(X, Xn)>,_>- 0, þentru orice
X q
S.Dernonstrati¿. Sä.: presupunem
cä existä un
elementXo e S
astfellncît g(Xo,
Xo)'a
O.ntr"id-
"i"*i-"¿
(3.16)
max {ø¿¡(xo) I u,n e g(x,)} (
max {ba6o) I þ,i) eQ(x,)}.
Fie
acum(3.17) D : P"
=
{(i,j) e
Dolb,¡(Xo)>
max {br¡(Xo) I Q,j) aQ(Xr)}}.
Evident
multimeaDo
este nevidäçi
vrcrificäcondiliile
(3.g)9i
(g.I0).Atunci din
(3.5),'(a.to)-çi é r?f;;;î:å'"å-i:'*'
Lvuurrr,,t' v(Dg) ( c(xo,
Do)<
0,inegalitate care contrazice ipotéza
fäcutä in
teoremä cätv(D) ) 0
pentruorice
D e
G.. Prin urmare 4r) > 0,
aJeloc pentru
oriceX e
S.. În
legäturäc *;*íyJlølä;_;ìs"-ttäu1ui sint
adevä-rate urmätoarele are
srnr .srmrlare"u teorem"l" t
çi. ã.2'.
F.ieL^=l
çi.fie
D_Ç ¡,¡x N,
østfel ôncîtD
aerificdiî ¡,(,tf),ì'é3¡!rl') ø'(x
) '-<ó'l'
d' ù-e r;;î*ii;;; 6";i'ä";
Atunci,
d,øcö.Xe¡r
esteo
solutie oþtímøtd. þentru þrobl,emøp(D) çi
are loc inegalitøteø:max {b¿¡(Xo)l\,
il e Ç(xo+J} =
max {b,¡(Xo)Xh*,
I U,ù etr x tr}
max {ø¡¡(Xo) I ç',
i) e g(Xo+il} :
max {ør¡(Xo)x!¡*'
I U,ù e¡r x ¡r}
C(xo*r; D) 10,
þeÌúru orice
X eS.
Demonstrølie.
Mai întii vom
atâtacä din condilia (i) r¡zultä
cä';'''' . i i
pentru
oriceD e G
astfellncit DìC
Do'Sä presuprrnem cä existä un
"1çq9+t Dt
'a
G cu proprieúatea cá" DLÇ
D oçi astfel
încît z(DI) äö:iiää;;ì x';;"lJment
dÏns
cu proprùetâtea cä:7\a\ ¿ Ç(f
ì i,DL\':l [, ASUPRA UNEI PRoBLEMB DE PROGRAMÄRE, NBIJM FR'A'CTIONARÃ 225
N
bmøl'fí,mi'l'or
D din
existã,
un
ele,memtDo
(Ð V(Oo 0
(iÐ D
€
Ë çi Do ,C D örnþ'Ii,oã"v\D\
'0, atunòig(x,
xu)2
o,
.D,ut'deoarece:i 'i , ,: i ' , r i
rezultá" aã
" ':
' Î g'(X";'.X)'{ 0i
,.1,''ì!
Dar atufci
aVern urmätoarea inegalitate:(3.18)
^,^x' 1øo¡(x)
l,þ,'i) € 0(X")Ì < max tbü(X)
|Q'j) e'Q(X"))'
Fie (3.1e) 10
.'i , )
inegalitate ce contrazice
(i)' '
t )'Q ,pentru otice
-D
e õ, P'Ç Dõ
çi(ü)-rezulta
cä, .V(P^)>-'
G'*u.'"'"äiir""itdllf
è1lnclt
areg(Xo*o,,X
) <
0.nemonstrafia
teoremei2'
este asemänätoarecu
ceaa
teoremei 2.D' = lþ,i.) a
Polbn¡(xu)(
max {b'¡(xo) I Q'h aQ(x")}\
226
,,:(,
,, ,:ì
;,',..
,,,r;ibíiñ,
tiô.Íñ..I l rr
r,j: i :; í:,
12
ur" üå1,Ti*råir3';iÌÏ$. a4i¡¡s¡,(es),ei (s.ioJ. i\tünci,
'r 'r"
v(D\ < c(x,,
;D\ 1
0t,l 'ri 'ì: '
"''-:ri
.'. 'iì
''|''
inegalitate ce
contraz.icg.Jenlur,giÍ@)_>^0,,pentru *".e
" å ".,,
Prin urmare, inegaìit"i"" gçÈ'j'ìj
=-0 are loc pentruorice x ê s.
,
,,ii .. :1
;, jìi.1
" ; iif;
',SUR UN pnogr,Èlt{E
i.l lr 'r.ir \ ¡ .
, :r ,'l- rìír,¿ir:tr{ 1
NON-LI}[ÉAIRE
.i,i: i lÌ:'
',i:r ..:::'.
i,
:'i..
lrli :.i t.r
l.
#
ry$..
a:.
;r N.
I
",', :'. l
rif'::
¡,!:.
'l:'- ,1,,
'Dahs;
ce,
tra¿ail
,
Déterminer' '(PJ
^t"{',#ilx e,s},
éelles définieb ,sur.uh, ensèmble Sr et 11¡i,{\s¡ipìiíseàte
un
procédépour
Ia algorithmepour
þIa
résolutionifdlun ctionnaire.:'it
)'1[1] Q,þ e,r
i Bf'3L'IOcRAFTE.:
lte fjti
w,ilh
[2] Duc 1-1
[3]
Fl orian,
M., ,8,obt-;
R illar t4l 14
unteanu, 8.,
RIRO, No F..V- l,
Rado,3-9
møi, econotnice
fontä.. $tludri ç1 de ',(Cluj), laci.rþtoarele de toþit (1s60).
arup,
I(.,(te65).
XI, fascicola anexä, I49-lSB [5] Sw L,in¿ar Fr'actioøal ,Fr,lhcqt97tq.k Programmiug. Opns. Res,, lg, 1029,_ f086
t6t
Ti
[7]
Di f Ëåi.ft"fí'^w.!iåiíTí¿i,,f{líî,f1,íi,;Hîi,",",-iî::_\,}":tl,ll
Q1),1, 163-166_(re6e).492-498'héoZl.'
''o9lammzngi I Mar'ag, Sc.,' Vði; aá¡P¡imit ta 15, IV. !g72,
i