Eurotehnik.ru

Бытовая Техника "Евротехник"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Решение задач Подбор параметра

Решение задач Подбор параметра

Решение задач – одно из важных применений Excel. Самый простой инструмент предназначен для подбора значений и называется «что-если» анализ: задается некоторая целевая функция и ее числовое значение, Excel автоматически подбирает параметры целевой функции до получения целевого значения. Формула в целевой функции должна логически зависеть от подбираемого параметра.

В Excel встроены инструменты для решения задач статистического и инженерного анализа, сложных задач со многими неизвестными и ограничениями, в частности, решения уравнений и задач оптимизации. Эти инструменты поставляются в виде надстроек Поиск решения и Пакет анализа ; устанавливаются через пункт меню Сервис  Надстройки…, далее пометить пункты Поиск решения и Пакет анализа . Смотрите справку – клавиша F1.

Эти инструменты Excel (будут рассмотрены в следующих разделах) полезны экономистам, администраторам, менеджерам, которым для решения деловых проблем и принятия решений в сферах финансов, бухгалтерского учета, маркетинга, управления операциями, экономики, менеджмента необходимо применять количественные методы анализа и прогнозирования.

В качестве примера разберем расчет прибыли от продаж, показанный на рис. 1.20. В ячейках А3, А4 и А7 записаны формулы – формулы для наглядности продублированы в скобках. Поскольку Другие затраты и Количество здесь постоянны, то нужную прибыль можно получить подбором Цены единицы или Себестоимости единицы товара. Попробуем получить прибыль 20000, изменяя Цену единицы . Проделайте следующие действия:

Встаньте на целевую ячейку А7. Выберите пункт меню С е рвис  П одбор параметра… . Введите значение ожидаемой прибыли. Для ввода адреса изменяемой ячейки, перейдите в нижнее поле и встаньте на ячейку А9 в таблице – адрес будет записан автоматически в поле. Нажмите ОК.

В следующем окне можно либо принять, либо отменить результат подбора параметра. Результат:

Самостоятельно попробуйте подобрать Себестоимость единицы , чтобы получить прибыль 20000 при Цене единицы =200.

Далее приводятся другие применения инструмента Подбор параметра .

Задачи оптимизации с одним неизвестным

Часто уравнения не имеют точного аналитического решения. Тогда их решают методом последовательных приближений (итераций) неизвестных параметров так, чтобы они давали минимум ошибки целевой функции.

Для численного решения уравнений с одним неизвестным в Excel имеется эффективный инструмент Подбор параметра . Целевая функция может быть линейной, квадратичной, третьей и выше степени.

Инструмент Подбор параметра был рассмотрен в предыдущем разделе для расчета прибыли от продаж. Здесь рассмотрим его применение для решения некоторого уравнения, например 2х 3 -3х 2 +х-5=0.

Решение задачи состоит из двух этапов. На первом этапе следует ввести уравнение в ячейку (В2), а в другую ячейку (А2) ввести некоторое ориентировочное значение, здесь 1:

Читайте так же:
Можно ли вешать зеркало на входную дверь

На втором этапе следует воспользоваться инструментом Подбор параметра :

Встаньте на ячейку В2 и вызовите его – С е рвис  П одбор параметра… .

В открывшемся окне введите искомое значение функции и адрес изменяемой ячейки:

После нажатия кнопки ОК Вы получите следующее решение:

Найденное решение приближенное, поэтому можно считать, что при х=1,918578609 значение уравнения 2х 3 -3х 2 +х-5 стремится к нулю, т.е. к 0,000107348. Смело установите для ячеек А2 и В2 числовой формат отображения данных и получите следующее:

Следует отметить, что уравнение может иметь более одного решения. Поэтому рекомендуется выполнить подбор параметра для разных начальных значений Х, указывая положительные, отрицательные, большие и малые значения. В нашем примере установите начальное значение А2=–1 и повторите подбор. Решение будет таким же.

Задача оптимизации затрат

С помощью подбора параметров можно решать задачи оптимального распределения ресурсов следующего плана. Требуется закупить составляющие (конфета карамельная, конфета шоколадная, упаковка печенья и мармелада) для комплектования подарочных наборов так, чтобы цена набора не превышала 100 руб. При этом известны соотношения цен относительно одной из компонент (здесь карамели): цена шоколадной конфеты в 2.5 раза выше цены карамели, цена печенья на 10 руб. больше карамели и цена мармелада в 8.5 раза выше цены карамели. В наборе должно быть 5-10 конфет карамель, 4-6 шоколадных конфет, 1-2 упаковки печенья и 1 упаковка мармелада. Рассчитать закупочные цены для разных комплектов.

Ниже показаны расчеты закупочных цен для максимального и минимального комплектов:

В ячейки В4:В6 запишите формулы: =B3*2.5, =B3+10 и =B3*8.5. В колонки D3:D6 поставьте формулы вычисления сумм по строкам, а в D7 вычислите общую сумму: =СУММ(D3:D6). В итоге целевая функция – стоимость набора D7 есть C3* x +C4*2.5* x +C5*( x +10)+C6*8.5* x , где x =B3 цена одной компоненты – конфеты карамель. Параметры инструмента Подбор параметра заполните так:

Подбор параметра и таблицы подстановки

В паре с инструментом Подбор параметра обычно применяют инструмент Таблица подстановки , который позволяет расширить количество одновременно рассчитываемых вариантов решений. Таблицы подстановки создаются на основе одной или двух изменяемых параметров.

Рассмотрим пример. Фирма производит изделия и продает их по цене 90руб. Ежемесячные постоянные затраты составляют 5000руб., переменные затраты на единицу изделия – 30руб. Необходимо определить точку безубыточности, т.е. вычислить количество изделий, при котором прибыль равна 0. Кроме того, требуется определить изменение прибыли для 10 следующих значений количества с шагом 5, а также прибыль при этих значениях количества для цен 80, 85, 95 и 100руб.

Читайте так же:
Можно ли использовать термопасту вместо термопрокладки

Решение. Введите в Excel исходные данные, приведенные ниже:

В точке безубыточности валовая прибыль равна валовым затратам, т.е. (В3*В4)-(В1+В2*В4)=0. Вызовите Подбор параметра , заполните параметры и нажмите ОК – в ячейке В4 будет вычислено значение 83.33 (рис. 17).

На следующем шаге рассчитаем 10 значений прибыли для следующих значений количества с шагом 5. Используем для этого таблицу подстановки с одним изменяемым параметром. Подготовьте исходные данные (рис. 2.35) : в ячейки C4:C13 запишите значения количества с шагом 5, а в колонке справа в строке выше (ячейка D3) — формулу из ячейки В7.

Примените инструмент Таблица подстановки к подготовленным данным: выделите диапазон C3:D13 (рис. 2.36), вызовите пункт Д анные  Т аблица подстановки… , укажите изменяемую ячейку ($B$4) и порядок расположения исходных данных (в строках) в окне запроса – рис. 2.36. После нажатия ОК в ячейках D4:D13 будут рассчитаны значения прибыли.

На последнем шаге рассчитаем значения прибыли для тех же значений количества при ценах 80, 85, 95 и 100руб. Используем для этого таблицу подстановки с двумя изменяемыми параметрами. Результат показан на рис. 2.37.

Для его получения подготовьте исходные данные : в ячейки F4:F13 запишите значения количества, в строке G3:J3 запишите значения цен, на пересечении строки и столбца с данными в ячейке F3 запишите формулу из ячейки В7. Примените инструмент Таблица подстановки к подготовленным данным: выделите диапазон F3:F13 (рис. 2.37), вызовите пункт Д анные  Т аблица подстановки… , укажите изменяемую ячейку по строкам ($B$4) и по столбцам ($B$3) в окне запроса – рис. 2.38. После нажатия ОК в ячейках G4:J13 будут рассчитаны значения прибыли.

Задания для самостоятельного выполнения:

Найдите решение уравнения х 3 +5х 2 -х+1=0

Найдите два решения уравнения х 2 -3х+2=0.

Найдите решение уравнения е х =20000.

Примените инструмент Таблица подстановки при решении предыдущей задачи комплектования подарочных наборов.

Простейший пример

Найдем значение параметра b в уравнении 2*а+3*b=x , при котором x=21 , параметр а= 3 .

Подготовим исходные данные.

Значения параметров а и b введены в ячейках B8 и B9 . В ячейке B10 введена формула =2*B8+3*B9 (т.е. уравнение 2*а+3*b=x ). Целевое значение x в ячейке B11 введено для информации.

Выделите ячейку с формулой B10 и вызовите Подбор параметра (на вкладке Данные в группе Работа с данными выберите команду Анализ «что-если?» , а затем выберите в списке пункт Подбор параметра …) .

В качестве целевого значения для ячейки B10 укажите 21, изменять будем ячейку B9 (параметр b ).

Читайте так же:
Где множитель в биосе

Инструмент Подбор параметра подобрал значение параметра b равное 5.

Конечно, можно подобрать значение вручную. В данном случае необходимо в ячейку B9 последовательно вводить значения и смотреть, чтобы х текущее совпало с Х целевым. Однако, часто зависимости в формулах достаточно сложны и без Подбора параметра параметр будет подобрать сложно .

Примечание : Уравнение 2*а+3*b=x является линейным, т.е. при заданных a и х существует только одно значение b , которое ему удовлетворяет. Поэтому инструмент Подбор параметра работает (именно для решения таких линейных уравнений он и создан). Если пытаться, например, решать с помощью Подбора параметра квадратное уравнение (имеет 2 решения), то инструмент решение найдет, но только одно. Причем, он найдет, то которое ближе к начальному значению (т.е. задавая разные начальные значения, можно найти оба корня уравнения). Решим квадратное уравнение x^2+2*x-3=0 (уравнение имеет 2 решения: x1=1 и x2=-3). Если в изменяемой ячейке введем -5 (начальное значение), то Подбор параметра найдет корень = -3 (т.к. -5 ближе к -3, чем к 1). Если в изменяемой ячейке введем 0 (или оставим ее пустой), то Подбор параметра найдет корень = 1 (т.к. 0 ближе к 1, чем к -3). Подробности в файле примера на листе Простейший .

Еще один путь нахождения неизвестного параметра b в уравнении 2*a+3*b=X — аналитический. Решение b=(X-2*a)/3) очевидно. Понятно, что не всегда удобно искать решение уравнения аналитическим способом, поэтому часто используют метод последовательных итераций, когда неизвестный параметр подбирают, задавая ему конкретные значения так, чтобы полученное значение х стало равно целевому X (или примерно равно с заданной точностью).

Надстройка «Поиск решения»

Параметры инструмента поиск решения

Параметры инструмента поиск решения

Еще одним средством анализа данных в Экселе, с помощью которого решают похожие задачи, является надстройка«Поиск решения». Если в первом случае Excel мог подбирать значение только в одной ячейке, то с помощью этой надстройки можно оптимизировать одновременно несколько значений. Эта функция имеется во всех версиях Excel, но по умолчанию она отключена. Чтобы включить эту надстройку в Excel 2003 версии, необходимо в панели меню выбрать пункты «Сервис — Надстройки» и поставить галочку напротив пункта «Поиск решения». После этого эту надстройку можно вызвать через этот же пункт «Сервис». В новых версиях существует другой способ: надо щелкнуть пункты «Файл — Параметры — Надстройки», затем выбрать «Надстройки Excel — Перейти» и поставить галочку напротив нужной строки.

Читайте так же:
Максимальное количество ячеек в excel

Решение уравнений

Подбор параметра также используют, если нужно найти какое-либо из значений в заданном уравнении. В качестве примера воспользуемся следующим выражением: 2*а+3*b=x, где x=21, а=3, неизвестная переменная — b.

Заполнение таблицы

Для начала нужно заполнить таблицу.

Параметры а и b следует вводить в ячейки B2 и B3 соответственно. Табличный элемент B4 отведен для формулы =2*B2+3*B3. Переменная x в ячейке B5 указана в качестве примечания.

Выделение ячеек

Необходимо выделить ячейку, в которой вписана формула (B4) и вызвать целевую функцию по определению параметра (инструкция вызова подробно изложена в предыдущем примере).

Ввод данных

Затем вписать во второе поле (значение) результат (21), а в третье адрес ячейки B3, поскольку именно она будет изменяться.

Подтверждение действий

Подтвердить действие кликом по соответствующей кнопке.

Результат выполнения

В результате выполнения команды переменной b подобралось значение 5.

Конечно, искомый параметр можно определить в ручном режиме, путем последовательного ввода в ячейку B3 значений до момента пока оно не совпадет с целевым. Однако зачастую формулы имеют более сложную структуру, поэтому решить уравнение не используя автоматический подбор, будет сложно.

Ввод формулы

Для закрепления материала решим еще одно уравнение – 15*x+18*x=46. Для начала нужно записать формулу в ячейку B2. Вместо x необходимо указать ссылку на табличный элемент, где будет отображен результат, в данном случае A2.

Запуск команды

Затем нужно запустить команду по высчитыванию параметра тем методом, который уже был описан ранее.

Ссылка на ячейку

Во всплывающем окне, в первом верхнем текстовом поле нужно вписать ссылку ячейки, содержащей формулу (B2). Во втором поле — число из уравнения после знака равно, то есть 46. В третьем поле должна быть ссылка на ячейку со значением x, в данном случае это A2.

Подтверждение операции

После того как все поля заполнены, нужно подтвердить операцию. На экране в новом всплывающем окне отобразиться правильное решение уравнения. Значение x будет равно 1,39393939393939.

После изучения функциональных преимуществ и способов применения функции подбора параметра, пользователю программы Excel будет очень просто определять недостающие элементы. С помощью этой функции можно производить как табличные вычисления, так и решать уравнения с одним неизвестным.

Транспортная задача

Классическое применение метода – решение транспортной задачи. Предположим, компания хранит товары на нескольких складах и доставляет их в несколько магазинов. Стоит вопрос, с каких складов доставлять продукцию в какие магазины, чтобы расходы на транспортировку были минимальны.

Зададим входные данные. Для этого построим таблицы с информацией о затратах на доставку, объеме товаров на каждом из складов и необходимое количество товаров для каждой торговой точки.

Читайте так же:
Где проставить нумерацию страниц в ворде

Будем подбирать такие значения поставок, чтобы соблюдались условия:

1) Полные затраты были минимальны.

2) Суммарные поставки товаров в торговые точки удовлетворяли требованиям.

3) Суммарный вывоз продукции со складов не превышал имеющиеся запасы.

4) Количество единиц продукции должно быть целым и неотрицательным.

Результат поиска решения.

Сначала подготовим пустую таблицу, в которую будем заносить все данные:

Как научить Эксель самому находить деньги на телефон

Теперь заполним таблицу так:

  • стартовый взнос: 10 000 рублей;
  • процентная ставка: 6 процентов годовых;
  • срок вклада: 12 месяцев.

Ежемесячный взнос мы пока не знаем, поэтому оставим пустым:

Как научить Эксель самому находить деньги на телефон

Решение уравнения с помощью подбора параметров

Для примера воспользуемся простым уравнением без степеней и корней, чтобы можно было наглядно посмотреть, как производится решение.

  1. У нас есть уравнение: х+16=32. Необходимо понять, какое число прячется за неизвестным «х». Соответственно, будем находить его с помощью функции «Подбор параметра». Для начала прописываем в ячейку наше уравнение, предварительно поставив знак «=». Причем вместо «х» устанавливаем адрес ячейки, в которой появится неизвестное. В конце введенной формулы знак равенства не ставим, иначе у нас отобразиться «ЛОЖЬ» в ячейке.

Подбор параметра в Excel. Функция "Подбор параметра"

  1. Переходим к запуску функции. Для этого действуем аналогичным образом, как и в предшествующем способе: во вкладке «Данные» находим блок «Прогноз». Здесь кликаем на функции «Анализ, что, если», а затем переходим к инструменту «Подбор параметра».

Подбор параметра в Excel. Функция "Подбор параметра"

  1. В появившемся окне в поле «Установить значение» прописываем адрес той ячейки, в которой у нас указано уравнение. То есть это окошко «К22». В поле «Значение», в свою очередь, прописываем число, которому равно уравнение – 32. В поле «Изменяя значение ячейки» вводим адрес, куда будет вписываться неизвестное. Подтверждаем свое действие нажатием на кнопку «ОК».

Подбор параметра в Excel. Функция "Подбор параметра"

  1. После нажатия на кнопку «ОК» появится новое окно, в котором четко прописано, что значение для заданного примера найдено. Выглядит это следующим образом:

Подбор параметра в Excel. Функция "Подбор параметра"

Во всех случаях, когда производится вычисление неизвестных путем «Подбора параметров», должна бы установлена формула, без нее найти численное значение невозможно.

Совет! Однако применение функции «Подбор параметра» в Microsoft Excel по отношению к уравнениям нерационально, так как быстрее решить простые выражения с неизвестным самостоятельно, а не путем поиска нужного инструмента в электронной книге.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector