Calculateur de sommets

Résolvez un problème de programmation linéaire à deux variables en évaluant les sommets de la région admissible.

Méthode des sommets en programmation linéaire
Saisissez un objectif et deux contraintes de type inférieur ou égal.

Le calculateur applique aussi les conditions de non-négativité : x supérieur ou égal à zéro et y supérieur ou égal à zéro.

À propos de la méthode des sommets

La programmation linéaire optimise un objectif linéaire tout en respectant des contraintes linéaires. Avec deux variables de décision, chaque inégalité représente un demi-plan dans un repère. Leur zone commune est la région admissible. Si cette région est bornée et non vide, le maximum ou le minimum de l'objectif est atteint en un ou plusieurs sommets, aussi appelés points extrêmes. La méthode des sommets utilise ce principe pour remplacer une recherche continue par un nombre fini d'évaluations. Ce calculateur accepte un objectif de la forme cx fois x plus cy fois y et deux contraintes de la forme ax fois x plus by fois y inférieur ou égal à une limite. Il impose aussi les conditions classiques de non-négativité : x et y ne peuvent pas être négatifs. Il construit des sommets candidats à partir de l'origine, des intersections avec les deux axes et de l'intersection des deux droites frontières. Les candidats qui ne respectent pas l'une des inégalités sont éliminés. Après avoir trouvé les sommets admissibles, le calculateur remplace les variables par les coordonnées de chaque point dans la fonction objectif. Pour une maximisation, il retient la plus grande valeur ; pour une minimisation, la plus petite. La liste des sommets permet de vérifier la comparaison. Si deux sommets adjacents donnent la même meilleure valeur, tous les points du segment qui les relie sont également optimaux, même si ce résultat compact n'en désigne qu'un. La méthode graphique est particulièrement utile en planification de production, allocation de ressources, modèles alimentaires et initiation à la recherche opérationnelle. Les variables de décision peuvent représenter des quantités de produits, des heures de travail ou des volumes de matériaux. Les coefficients des contraintes décrivent la consommation d'une ressource limitée, tandis que ceux de l'objectif représentent un bénéfice, un coût, une durée ou un autre indicateur de performance. La qualité du modèle compte autant que le calcul. Vérifiez que les unités de chaque contrainte sont compatibles et que le sens de l'inégalité correspond à la limite réelle. Ce calculateur traite précisément deux contraintes de type inférieur ou égal, avec non-négativité. Les contraintes de type supérieur ou égal ou les égalités peuvent nécessiter une conversion algébrique et créer des régions que ce formulaire ne représente pas. La méthode des sommets ne remplace pas le simplexe pour les grands modèles, mais rend leur géométrie plus claire. Elle permet aussi de contrôler rapidement une région admissible tracée à la main. Les résultats décimaux sont arrondis à six décimales pour faciliter la lecture. Si les coefficients donnent des fractions exactes, conservez-les dans un travail formel pour éviter l'accumulation d'erreurs d'arrondi.

Exemples de méthode des sommets

ProblèmePoint optimalValeur de l'objectif
Maximiser 3x + 2y ; x + y au plus 4 ; x au plus 2(2, 2)10
Maximiser x + 4y ; x + y au plus 5 ; 2x + y au plus 8(0, 5)20
Maximiser 2x + y ; x + y au plus 6 ; x + 2y au plus 8(6, 0)12

Comment trouver le sommet optimal

  1. Choisissez de maximiser ou de minimiser la fonction objectif.
  2. Saisissez les coefficients de x et de y de la fonction objectif.
  3. Saisissez les deux coefficients et la limite du membre droit de chaque contrainte de type inférieur ou égal.
  4. Sélectionnez Trouver le sommet optimal pour générer et évaluer les sommets admissibles.
  5. Comparez le point optimal, la valeur de l'objectif et la liste complète des sommets admissibles.

Questions fréquentes

Pourquoi un optimum se trouve-t-il à un sommet ?

Un objectif linéaire possède des droites de niveau parallèles. En déplaçant l'une d'elles sur un polygone admissible convexe, on atteint une valeur extrême sur un sommet ou une arête. Vérifier tous les sommets suffit donc pour une région bornée.

Quelles contraintes sont prises en charge ?

Deux contraintes linéaires de type inférieur ou égal à deux variables sont acceptées, avec non-négativité automatique des deux variables. Les autres formes doivent être converties avant saisie si cette conversion préserve la région voulue.

Que se passe-t-il si deux sommets ont la même valeur optimale ?

Le calculateur affiche un sommet optimal. Si deux sommets adjacents sont à égalité, tous les points de l'arête admissible qui les relie sont aussi optimaux.

Un programme linéaire peut-il n'avoir aucune solution admissible ?

Oui, les contraintes peuvent se contredire, si bien qu'aucun point ne les satisfait toutes. Ce format inclut souvent l'origine lorsque les limites sont non négatives, mais d'autres sens de contraintes peuvent rendre le problème irréalisable.

Comment les sommets candidats sont-ils générés ?

Le calculateur teste l'origine, les intersections valides avec les axes et l'intersection des deux droites frontières. Il écarte ensuite tous les points hors de la région admissible non négative.