📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
La programmation linéaire consiste à optimiser une fonction linéaire $Z = c_1x_1 + c_2x_2 + \dots + c_nx_n$ sous des contraintes linéaires de type $\sum a_{ij}x_j \leq b_i$ ou $\geq b_i$ et $x_j \geq 0$. Le théorème fondamental stipule que si une solution optimale existe, elle se trouve sur l'un des sommets du polyèdre convexe défini par les contraintes.
Méthodes à maîtriser
- Méthode graphique : Utilisable uniquement pour 2 variables. Tracer les droites frontières, hachurer les zones exclues et identifier les sommets.
- Méthode du Simplexe :
- Transformer le modèle en forme standard (ajouter des variables d'écart).
- Construire le tableau initial.
- Identifier la colonne pivot (valeur la plus négative dans la ligne $Z$).
- Identifier la ligne pivot (ratio $b_i / a_{ij}$ minimal positif).
- Effectuer le pivotage (opération de Gauss) jusqu'à ce que tous les coefficients de $Z$ soient positifs.
Exemples corrigés
Pour maximiser $Z = 3x_1 + 2x_2$ sous $x_1 + x_2 \leq 4$ et $2x_1 + x_2 \leq 5$ :
- Sommets : $(0,0), (0,4), (2.5,0), (1,3)$.
- Calcul de $Z$ en chaque point : $Z(1,3) = 3(1)+2(3) = 9$. C'est le maximum.
Erreurs fréquentes
- Oublier la contrainte de non-négativité ($x_i \geq 0$).
- Se tromper dans le choix de la ligne pivot (choisir un ratio négatif ou nul).
- Ne pas convertir correctement les inégalités $\geq$ en utilisant des variables d'écart et des variables artificielles (méthode du Grand M).