对应各章的习题及Lingo求解
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运用lingo解决问题的例子
以下是一个运用LINGO解决实际问题的例子:
问题描述:
某公司生产A、B两种产品,已知生产1单位A产品需要3单位原料1和2单位原料2,同时产生2单位废料;生产1单位B产品需要4单位原料1和2单位原料2,同时产生3单位废料。
该公司有10单位原料1和8单位原料2,同时最多可以产生10单位废料。
请为公司制定一个生产计划,使得A、B两种产品的产量最大。
模型建立:
1. 设x1为A产品的产量,x2为B产品的产量。
2. 设原料1的消耗为3x1 + 4x2,原料2的消耗为2x1 + 2x2,废料产生为2x1 + 3x2。
3. 原料1的限制条件为3x1 + 4x2 <= 10,原料2的限制条件为2x1 +
2x2 <= 8,废料的限制条件为2x1 + 3x2 <= 10。
4. 目标函数为max x1 + x2,即最大化A、B两种产品的产量之和。
LINGO代码:
SETS:
I / 1 /;
J / 1,2 /;
K / I,J /;
PARAMETERS:
C(K) / 3I + 4J, 2I + 2J, 2I + 3J /; D(I) / 10 /;
E(I) / 8 /;
F(I) / 10 /;
VARIABLES:
X(K) / >=0 /;
MAXIMIZE Z: X(1) + X(2); SUBJECT TO:
3X(1) + 4X(2) <= D(1);
2X(1) + 2X(2) <= E(1);
2X(1) + 3X(2) <= F(1); ENDSETS
END。
Lingo 精选题目及答案答题要求:将Lingo 程序复制到Word 文档中,并且附上最终结果。
1、简单线性规划求解(目标函数)2134maxx x z += s.t.(约束条件)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤≤+≤+0,781022122121x x x x x x x2、整数规划求解219040Max x x z +=⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+≤+0,702075679212121x x x x x x 3、0-1规划求解Max 432215.18.04.0x x x x f +++=10106234321≤+++x x x x10,,,4321或=x x x x4、非线性规划求解||4||3||2||min 4321x x x x z +++=s.t. ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+--=-+-=+--2132130432143214321x x x x x x x x x x x x5、集合综合应用产生一个集合5052--=x x y ,(10,...,2,1=x ),求y 前6个数的和S 1,后6个数的和S 2,第2~8个数中的最小值S 3,最大值S 4。
6、综合题要求列出具体的目标函数和约束条件,然后附上Lingo 程序和最终结果。
6.1 指派问题有四个工人,要指派他们分别完成4项工作,每人做各项工作所消耗的时间如下表:问指派哪个人去完成哪项工作,可使总的消耗时间为最小?6.2 分配问题某两个煤厂A1,A2每月进煤数量分别为60t和100t,联合供应3个居民区B1,B2,B3。
3个居民区每月对煤的需求量依次分别为50t,70t,40t,煤厂A1离3个居民区B1,B2,B3的距离依次分别为10km,5km,6km,煤厂A2离3个居民区B1,B2,B3的距离分别为4km,8km,12km。
问如何分配供煤量使得运输量(即t·km)达到最小?1、model:max=4*x1+3*x2;2*x1+x2<10;x1+x2<8;x2<7;end2、model:max=40*x1+90*x2;9*x1+7*x2<56;7*x1+20*x2<70;@gin(x1);@gin(x2);end3、model:max=x1^2+0.4*x2+0.8*x3+1.5*x4;3*x1+2*x2+6*x3+10*x4<10;@bin(x1); @bin(x2);@bin(x3); @bin(x4);end4、model:max=@abs(x1)+2*@abs(x2)+3*@abs(x3)+4*@abs(x4);x1-x2-x3+x4=0;x1-x2+x3-3*x4=1;x1-x2-2*x3+3*x4=-1/2;end5、model:sets:jihe/1..10/:y;ss/1..4/:S;endsets!由于y和s中部分有负数,所以要先去掉这个约束;@for(jihe:@free(y));@for(ss(i):@free(S));!产生元素;@for (jihe(x):y(x)=x^2-5*x-50); S(1)=@sum (jihe(i)|i#le#6:y(i)); S(2)=@sum (jihe(i)|i#ge#5:y(i));S(3)=@min (jihe(i)|i#ge#2 #and# i#le#8:y(i)); S(4)=@max (jihe(i)|i#ge#2 #and# i#le#8:y(i)); end6.1、设:第i 个工人做第j 项工作用时ij t ,标志变量ij f 定义如下:⎩⎨⎧=其他件工作个工人去做第指派第01j i f ijmin∑∑==⨯4141i j ij ijt fs.t. 141=∑=i ijf()4,3,2,1=j 每份工作都有一人做∑==411j ijf()4,3,2,1=i 每人都只做一项工作model : sets :work/A B C D/;worker/jia yi bing ding/; time(worker,work):t,f; endsets!目标函数可以用[obj]标志出,也可以省略;[obj] min =@sum (time(i,j):t(i,j)*f(i,j)); data :!可以直接复制表格,但是在最后要有分号; t=; e !每份工作都有一人做;@for (work(j):@sum (time(i,j):f(i,j))=1); !每人都只做一项工作;@for (worker(i):@sum (time(i,j):f(i,j))=1); !让f 取0-1值,此条件可以省略;!@for(time(i,j):@bin(f(i,j))); end6.2设:煤厂进煤量i s ,居民区需求量为i d ,煤厂i 距居民区j 的距离为ij L ,煤厂i 供给居民区j 的煤量为ij g那么可以列出如下优化方程式∑∑==⨯=3121min j i ij ij L gs.t ()3,2,121==∑=j d gi jij()2,131=≤∑=i s gj iijmodel : sets :supply/1,2/:s; demand/1,2,3/:d;link(supply,demand):road,sd; endsets data :road=10 5 6 4 8 12; d=50 70 40; s=60 100; enddata[obj] min =@sum (link(i,j):road(i,j)*sd(i,j)); @for (demand(i):@sum (supply(j):sd(j,i))=d(i)); @for (supply(i):@sum (demand(j):sd(i,j))<s(i));end1.线性规划模型。
习题4-2 lingo模型模型为:min z=P1-1d+P2-2d+P3(-3d++3d)+P4-4d+P5-5d x1+x2+x3<=300000.5*x1+0.2*x2+0.3*x3<=20000240*x1+1200*x2+700*x3+-1d—+1d=3500000 s.t. 0.5*x1+0.2*x2+0.3*x3+-2d—+2d=12500 x1+-3d—+3d=5000x2+-4d—+4d=2000x3+-5d—+5d=2000①首先对应于第一优先等级,建立线性规划问题:min z=-1dx1+x2+x3<=30000s.t. 0.5*x1+0.2*x2+0.3*x3<=20000240*x1+1200*x2+700*x3+-1d—+1d=3500000用lingo求解,得最优解-1d=0,最优值为0,具体过程如下:在lingo工作区中录入以下程序:(其中,d1_、d1分别代表偏差变量、)在菜单lingo下点选:”solve”,进行求解。
求解结果报告的详细信息如下:②对应于第二优先等级,建立线性规划问题:min z=-2dx1+x2+x3<=300000.5*x1+0.2*x2+0.3*x3<=20000s.t. 240*x1+1200*x2+700*x3+-1d—+1d=35000000.5*x1+0.2*x2+0.3*x3+-2d—+2d=12500-1d=0用lingo求解,得最优解-2d=0,最优值为0,具体过程如下:在lingo工作区中录入以下程序:在菜单lingo下点选:”solve”,进行求解。
求解结果报告的详细信息如下:③对应于第三优先等级,建立线性规划问题:min z=-3d++3dx1+x2+x3<=300000.5*x1+0.2*x2+0.3*x3<=20000240*x1+1200*x2+700*x3+-1d—+1d=3500000s.t. 0.5*x1+0.2*x2+0.3*x3+-2d—+2d=12500x1+-3d—+3d=5000-1d=0-2d=0用lingo求解,得最优解-3d=0,+3d=12500,具体过程如下:在lingo工作区中录入以下程序:在菜单lingo下点选:”solve”,进行求解。
Lingo软件题目与答案1.一奶产品加工厂用牛奶生产A1,A2两种奶产品,1桶牛奶可以在甲类设备上用12h加工,成3kg A1,或者在乙类设备上用8h加工成4kg A2。
根据市场需求,生产的A1,A2全部能售出,且每千克A1获利24元,每千克A2获利16元。
现在加工厂每天能得到50桶牛奶供应,每天正式工人的劳动时间为480h,并且甲类设备每天最多加工100kg A1,乙类设备的加工时间没有限制,讨论以下问题1)若35元可以买一桶牛奶,做这项投资是否值得?若投资,每天最多购买多少桶牛奶?2)若聘用临时工人以增加劳动时间,付给临时工人的工资最多是多少?3)由于市场需求变化,每千克A1的获利增加到30元,是否改变原有的生产计划?Lingo程序:model:max=72*x+64*y;x+y<50;12*x+8*y<480;3*x<100;end2.一汽车厂生产小、中、大三种类型的的汽车,已知各类型每辆车对钢材、劳动时间的需求,利润以及每月工厂钢材、劳动时间如下表。
1)制定生产计划,使工厂利润最大;2)若生产某类型车,则至少需生产80辆,求改变后的生产计划。
3.建筑工地的位置(a,b)和水泥日用量d如下表,目前有两个临时料场位于P(5,1),Q(2,7),日储量各有20t。
1)求从P,Q两料场分别向各工地运送多少吨水泥,使总的吨公里数最小;2)现打算舍弃原有料场,新建两个料场A,B,求新料场的位置,使新的吨公里数最小,此时与P,Q相比能节省多少吨公里。
4.设从4个产地Ai往3个销地Bj运送物资,产量、销量和单位运费如下表,求总运费最少的运输方案和总运费。
Lingo程序:Model:sets:warehouse/1..3/:a;customer/1..4/:b;link(warehouse,customer):c,x;endsetsdata:a=30,25,21;b=15,17,22,12;c=6,2,6,7,4,9,5,3,8,8,1,5;enddata[OBJ]min=@sum(link:c*x);@for(warehouse(i): @sum(customer(j):x(i,j))<a(i));@for(customer(j):@sum(warehouse(i):x(i,j))=b(j));end5.求下图中v1到v11的最短路Lingo程序:Model:sets:cities/1..11/;roads(cities,cities):p,w,x; endsetsdata: !半连通图和权图;p=0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 10 0 0 0 1 1 1 1 0 1 10 0 0 0 0 0 1 0 1 0 10 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0;w=0 2 8 1 0 0 0 0 0 0 02 0 6 0 1 0 0 0 0 0 08 6 0 7 5 1 2 0 0 0 01 0 7 0 0 0 9 0 0 0 00 1 5 0 0 3 0 2 9 0 00 0 1 0 3 0 4 0 6 0 00 0 2 9 0 4 0 0 3 1 00 0 0 0 2 0 0 0 7 0 90 0 0 0 9 6 3 7 0 1 20 0 0 0 0 0 1 0 1 0 40 0 0 0 0 0 0 0 9 2 4;enddatan=@size(cities);min=@sum(roads:w*x);@for(cities(i)|I # ne # 1 # and # I # ne # n: @sum(cities(j):p(i,j)*x(i,j))=@sum(cities(j):p(j,i)*x(j,i)));@sum(cities(j):p(1,j)*x(1,j))=1;end6.露天矿里有若干个爆破生成的石料堆,每堆称为一个铲位,每个铲位已预先根据铁含量将石料分成矿石和岩石。
第一题:一、摘要本文是一篇关于基金的使用计划模型。
在现实经济高速发展的背景下,人们越来越清醒地意识到:一个合理的数学应用模型对于现今生产、投资、规划等实际应用项目的重要性。
本文所建立的存款模型就是个很好的例子,此模型最终要解决的是选择最佳基金使用计划,使得学校基金会能够有充分的资金在基金会运转。
这个模型的解决是我们更清楚掌握了最优化模型的解决方法及LINGO软件求解线性规划的方法。
二、问题的提出某校基金会有一笔数额为M元的基金,打算将其存入银行或购买国库券。
当前银行存款及各期国库券的利率见下表。
假设国库券每年至少发行一次,发行时间不定。
取款政策参考银行的现行政策。
校基金会计划在n年内每年用部分本息奖励优秀师生,要求每年的奖金额大致相同,且在n年末仍保留原基金数额。
校基金会希望获得最佳的基金使用计划,以提高每年的奖金额。
请你帮助校基金会在如下情况下设计基金使用方案,并对M=5000万元,n=10年给出具体结果:1.只存款不购国库券;2.可存款也可购国库券。
3.学校在基金到位后的第3年要举行百年校庆,基金会希望这一年的奖金二、模型的假设(1)银行利息和国库券结算方式为单利;(2) 定期存款和国库券不到期均不能取款;(3)国库券每年发行一期,发行月份不定,但于发行月一号发行;(4)基金结算后马上又进行投资(存入银行或买国库券)中间间隔时间不予考虑;(5)定期存款实际收益利率为公布利率的80%(20%为利息税上交国库)国库券存款利率与同期的定期存款利率相同,但不交利息税;(6)每年年初评奖且奖金数目相同(除第三问),N年后本金仍为M;三、符号的说明x第i年所存入银行的j年期的存款;ijy第i年说购买的j年期的国库券;ij'r银行同期活期利率;r银行同期活期税后利率;'r银行同期j年期固定利率;jr银行同期j年期固定利率税后利率;jM本金=5000万元,Z=每年的奖金四、模型的建立与求解第一种情况:只存款不买国库券我们考虑到这种情况下,存款的时间是一定的,所以活期和三个月,半年的利率都太低,所以在这种情况下,我们直接考虑一年的利率,这样才能获得较多的利息,从而使得每年发放的奖金数目尽可能多——即我们要实现的目标。
Lingo精选题目及答案Lingo 精选题目及答案答题要求:将Lingo 程序复制到Word 文档中,并且附上最终结果。
1、简单线性规划求解(目标函数)2134m axx x z += s.t.(约束条件)≥≤≤+≤+0,781022122121x x x x x x x2、整数规划求解219040Maxx x z +=≥≤+≤+0,702075679212121x x x x x x 3、0-1规划求解Max 432215.18.04.0x x x x f +++=10106234321≤+++x x x x10,,,4321或=x x x x4、非线性规划求解||4||3||2||m in4321x x x x z +++=s.t.-=+--=-+-=+--2132130432143214321x x x x x x x x x x x x5、集合综合应用产生一个集合5052--=x x y ,(10,...,2,1=x ),求y 前6个数的和S 1,后6个数的和S 2,第2~8个数中的最小值S 3,最大值S 4。
6、综合题要求列出具体的目标函数和约束条件,然后附上Lingo 程序和最终结果。
6.1 指派问题问指派哪个人去完成哪项工作,可使总的消耗时间为最小?6.2 分配问题某两个煤厂A1,A2每月进煤数量分别为60t和100t,联合供应3个居民区B1,B2,B3。
3个居民区每月对煤的需求量依次分别为50t,70t,40t,煤厂A1离3个居民区B1,B2,B3的距离依次分别为10km,5km,6km,煤厂A2离3个居民区B1,B2,B3的距离分别为4km,8km,12km。
问如何分配供煤量使得运输量(即t·km)达到最小?1、model:max=4*x1+3*x2;2*x1+x2<10;x1+x2<8;x2<7;end2、model:max=40*x1+90*x2;9*x1+7*x2<56;7*x1+20*x2<70;@gin(x1);@gin(x2);end3、model:max=x1^2+0.4*x2+0.8*x3+1.5*x4;3*x1+2*x2+6*x3+10*x4<10;@bin(x1); @bin(x2);@bin(x3); @bin(x4);end4、model:max=@abs(x1)+2*@abs(x2)+3*@abs(x3)+4*@abs(x4);x1-x2-x3+x4=0;x1-x2+x3-3*x4=1;x1-x2-2*x3+3*x4=-1/2;end5、model:sets:jihe/1..10/:y;ss/1..4/:S;endsets!由于y和s中部分有负数,所以要先去掉这个约束;@for(jihe:@free(y));@for (ss(i):@free (S));!产生元素;@for (jihe(x):y(x)=x^2-5*x-50); S(1)=@sum (jihe(i)|i#le#6:y(i)); S(2)=@sum (jihe(i)|i#ge#5:y(i));S(3)=@min (jihe(i)|i#ge#2 #and# i#le#8:y(i)); S(4)=@max (jihe(i)|i#ge#2 #and# i#le#8:y(i)); end6.1、设:第i 个工人做第j 项工作用时ij t ,标志变量ij f 定义如下:=其他件工作个工人去做第指派第01j i f ijmin∑∑==?4141i j ij ijt fs.t. 141=∑=i ijf()4,3,2,1=j 每份工作都有一人做∑==411j ijf()4,3,2,1=i 每人都只做一项工作model : sets :work/A B C D/;worker/jia yi bing ding/; time(worker,work):t,f; endsets!目标函数可以用[obj]标志出,也可以省略;[obj] min =@sum (time(i,j):t(i,j)*f(i,j)); data :!可以直接复制表格,但是在最后要有分号; t=; e nddata!每份工作都有一人做;@for (work(j):@sum (time(i,j):f(i,j))=1); !每人都只做一项工作;@for (worker(i):@sum (time(i,j):f(i,j))=1); !让f 取0-1值,此条件可以省略;!@for(time(i,j):@bin(f(i,j))); end6.2设:煤厂进煤量i s ,居民区需求量为i d ,煤厂i 距居民区j 的距离为ij L ,煤厂i 供给居民区j 的煤量为ij g那么可以列出如下优化方程式∑∑==?=3121min j i ij ij L gs.t ()3,2,121==∑=j d gi jij()2,131=≤∑=i s gj iijmodel : sets :supply/1,2/:s; demand/1,2,3/:d;link(supply,demand):road,sd; endsets data :road=10 5 6 4 8 12; d=50 70 40; s=60 100; enddata[obj] min =@sum (link(i,j):road(i,j)*sd(i,j)); @for (demand(i):@sum (supply(j):sd(j,i))=d(i)); @for (supply(i):@sum (demand(j):sd(i,j))<s(i));< p="">end1.线性规划模型。
lingo程序练习题Lingo是一种编程语言,它的特点在于简单易用和高效。
为了更好地掌握和理解Lingo编程,我们可以通过练习题的方式来提升我们的实战能力。
下面将给出一些适用于Lingo程序的练习题,以帮助读者熟悉和掌握这门语言。
1. 输出"Hello, World!"编写一个Lingo程序,输出“Hello, World!”。
这是Lingo程序入门的经典练习题,通过完成这道题目,你可以熟悉Lingo的基本语法和输出功能。
2. 计算两个数的和编写一个Lingo程序,输入两个数,然后计算它们的和并将结果输出。
这道题目可以帮助你熟练使用Lingo的输入和计算功能。
3. 判断奇偶数编写一个Lingo程序,输入一个数,判断它是奇数还是偶数,并输出对应的结果。
这道题目可以帮助你理解和掌握Lingo的判断语句和逻辑判断。
4. 字符串连接编写一个Lingo程序,输入两个字符串,将它们连接起来并输出。
这道题目可以帮助你熟悉Lingo的字符串处理功能。
5. 猜数游戏编写一个Lingo程序,生成一个1到100的随机数,然后让用户进行猜数游戏,直到猜对为止。
每次猜数时,程序都会给出相应的提示,比如“猜的数太大了”或“猜的数太小了”。
完成这道题目可以帮助你运用到Lingo的随机数生成和循环控制等功能。
6. 查找素数编写一个Lingo程序,输入一个数,判断它是否为素数,并输出判断结果。
这道题目可以练习你对素数的判断和Lingo的循环控制能力。
总结:通过完成上述练习题,你可以逐渐熟悉和掌握Lingo编程语言,提升你的实战能力。
同时,这些练习题也可以帮助你加深对Lingo编程语言各个方面的理解,如输入输出、数学运算、条件判断、字符串处理、循环控制等。
希望你能够享受编程的乐趣,并在实践中不断提升自己。
加油!。
LINGO练习题-1及答案LINGO练习题-1及答案LINGO测试-11、用LINGO软件解方程组(1)221212222359 x x x x?+=??-=-??。
model:x^2+2*y^2=22;3*x-5*y=-9;endSolution is locally infeasible Infeasibilities:0.5417411E-04Extended solver steps:5Total solver iterations:20Variable ValueX 2.000005Y 3.000003Row Slack or Surplus1-0.5417411E-0420.0000002、用LINGO软件解线性规划问题model:max=2*x+3*y;4*x+3*y<=10;3*x+5*y<=12;x>0;y>0;endGlobal optimal solution found.Objective value:7.454545Infeasibilities:0.000000Total solver iterations:2Variable Value Reduced CostY 1.6363640.000000Row Slack or Surplus Dual Pricemax23,..4310,3512,,0.z x y s t x y x y x y=++≤+≤≥17.454545 1.00000020.0000000.9090909E-0130.0000000.54545454 1.2727270.0000005 1.6363640.0000003、用LINGO软件二次规划问题(1)min2212z=x-3-2x+()()22121212..-50,24,,0s tx x x x x x+≤+≤≥。
model:min=(x1-3)^2+(x2-2)^2;x1^2+x2^2-5<=0;x1+2*x2<=4;x1>=0;x2>=0;endLocal optimal solution found. Objective value: 2.000000 Infeasibilities:0.5384996E-06 Extended solver steps:5 Total solver iterations:64 Variable Value Reduced CostX1 2.0000000.000000X20.99999990.000000Row Slack or Surplus Dual Price 1 2.000000-1.0000002-0.5384996E-060.333333130.0000000.666667050.99999990.000000(2)model:22221212334412132344max23x x x2x x5x,..25,12,,{0,1},2,0.z x x s t x x x x x x x x=-+-++-≤≤≤∈Z∈≥>max=x1^2-2*x2^2+3*x1*x2-x3^2+2*x3*x4+5*x4^2;x1-2*x2<=5;1<=x1;x1<=2;x3/x4>=2;x4>0;@gin(x2);@bin(x3);endLinearization components added:Constraints:4Variables:1Local optimal solution found.Objective value:9.250000Objective bound:9.250000Infeasibilities:0.000000Extended solver steps:2Total solver iterations:39Variable Value Reduced Cost X1 2.0000000.000000X2 1.000000-1.999996X3 1.000000199997.5X40.5000000 0.000000Row Slack or Surplus Dual Price19.250000 1.0000002 5.0000000.00000040.0000007.00000350.000000-1.74999760.50000000.0000004、用LINGO软件分别产生序列(1){1,3,5,7,9,11};model:sets:set1/1..6/:x;endsets@for(set1(i):x(i)=2*i-1);endFeasible solution found. Total solver iterations:0 Variable ValueX(1) 1.000000X(2) 3.000000X(3) 5.000000X(4)7.000000X(5)9.000000X(6)11.00000Row Slack or Surplus10.00000020.00000030.00000040.00000050.00000060.000000(2)1111{1,,,,}6122030model:sets:set2/1..5/:x;endsets@for(set2(i):x(i)=1/(i*(i+1))); endFeasible solution found.Total solver iterations:0Variable ValueX(1)0.5000000X(2)0.1666667X(3)0.8333333E-01X(4)0.5000000E-01X(5) 0.3333333E-01Row Slack or Surplus10.00000020.00000030.00000040.00000050.0000005、已知向量c={1,3,0.5,7,5,2},用LINGO软件解答下列问题。
实验二:目标规划一、实验目的目标规划是由线性规划发展演变而来的,线性规划考虑的是只有一个目标函数的问题,而实际问题中往往需要考虑多个目标函数,这些目标不仅有主次关系,而且有的还相互矛盾。
这些问题用线性规划求解就比较困难,因而提出了目标规划。
熟悉目标规划模型的建立,求解过程及结果分析。
二、目标规划的一般模型设)...2,1(n j x j =是目标规划的决策变量,共有m 个约束是国刚性约束,可能是等式约束,也可能是不等式约束。
设有l 个柔性目标约束,其目标规划约束的偏差是),...,2,1(,l i d d i i =-+。
设有q 个优先级别,分别为q p p p ,...,21。
在同一个优先级k p 中,有不同的权重,分别记为),...,2,1(,l j w w kj kj =-+。
因此目标规划模型的一般数学表达式为:min ∑∑=++--=+=l j j kj j kj q k k d w d w p z 11);(s.t. ,,...2,1,),(1m i b x an j i j ij =≥=≤∑= .,...2,1,0,,,...,2,1,,,...2,1,1l i d d n x o x l i g d d x c i i j i nj i i j ij =≥=≥==-++-=+-∑ 三、实验设备及分组实验在计算机中心机房进行,使用微型电子计算机,每人一机(一组)。
四、实验容及步骤1、打开LINGO ,并利用系统菜单和向导在E 盘创建一个项目。
目录和项目名推荐使用学生自己的学号。
2、以此题为例,建立数学模型,并用说明语句进行说明,增强程序的可读性。
例2.1:某工厂生产Ⅰ、Ⅱ两种产品,需要用到A ,B ,C 三种设备,已知有关数据见下表。
企业的经营目标不仅仅是利润,还需要考虑多个方面:(1) 力求使利润不低于1500元;(2) 考虑到市场需求,Ⅰ、Ⅱ两种产品的产量比应尽量保持1:2;(3) 设备A 为贵重设备,严格禁止超时使用;(4) 设备C 可以适当加班,但要控制;设备B 即要求充分利用,又尽可能不加班。
Lingo软件训练题、基础训练答题要求:将Lingo程序复制到Word文档中,并且附上最终结果。
1、简单线性规划求解min z = 13 兀1 + 9x2 + 10x3 +1 lx4 + 12x5 + 8x6X] +x4 =400x2 + x5 = 600x3+x6 = 5000・4%i +1. lx2 + x3 < 8000.5X4 +1.2兀5 +1.3X6 <900 兀n 0, j =1,2,…,6答:%首先输入下列系数:f=[13 910 11 12 8];A = [0.4 1.11 0 0 00 0 0 0.5 1.2 1.3];b = [800; 900];Aeq=[l 0010001001000 1001];beq=[400 600 500];vlb = zeros(6,l);vub=[];%然后调用linprog函数:[x,fval] = linprog(f,A,b,Aeq,beq,vlb,vub)结果:0.0000600.00000.0000400.00000.0000500.0000fval =1.3800e+0042、整数规划求解Max z = 40 兀i + 90X29兀i + 7兀2 <56S.t. < 7x1 + 20X2 < 70x p x2 > 0答:二、综合训练答题要求:写岀目标函数与约束条件,将Lingo程序复制到Word文档中,并且附上最终结果。
线性规划模型。
某厂生产甲乙两种口味的饮料,每百箱甲饮料需用原料6千克,工人10名,可获利10万元;每百箱乙饮料需用原料5千克,工人20名,可获利9万元.今工厂共有原料60千克,工人150名,又由于其他条件所限甲饮料产量不超过800箱.问如何安排生产计划,即两种饮料各生产多少使获利最大•进一步讨论:1)若投资0.8万元可增加原料1千克,问应否作这项投资.2)若每100箱甲饮料获利可增加1万元,问应否改变生产计划.。
用lingo求解规划问题实例用Lingo求解规划问题实例问题一:某公司打算向它的3个营业区增设6个销售店,每个营业区至少增设一个。
从各区赚取的利润与增设的销售店个数有关,其数据如下表所示。
试求各区应分配几个增设的销售店,才能使总利润最大。
销售点增加数 0 1 2 3 4A区利润/万元 100 200 280 330 340B区利润/万元 200 210 220 225 230C区利润/万元 150 160 170 180 200分析:要设置集合zone/A,B,C/,表示三个地区。
因为获得的利润与地区和各地的销售点增加数均相关,所以可以仿照运输模型,用number/1..4/表示每个地区可选的销售点增加数,1,在i地区新增j个销售点,然后用一个派生集links(zone,number):c,profit,定义 c,,ij0,其他,profit(i,j)为在i地区新增j个销售点能获得的利润。
可写出约束条件为:4, c,1i,1,2,3,ijj,1c,0或1 ij34cj,6 ,,ijij,,11所求函数为max=@sum(links:c*profit);Lingo程序如下:model:sets:zone/A,B,C/; !A,B,C三个地区;number/1..4/; !各地区可选择新建的销售点数目,可选1~4中的一个数,通过links把zone和number联系起来;links(zone,number):c,profit; !若在i地区新建j个销售点,则c(i,j)=1,否则c(i,j)=0.profit(i,j)表示在i地区新建j个销售点的利润; endsets data:profit=200 280 330 340210 220 225 230160 170 180 200;enddatamax=@sum(links:c*profit);@for(zone(I):@sum(number(J):c(I,J))=1); !对于每一个地区,新建销售点的数目是一定的,c的和为1;@sum(zone(I):@sum(number(J):c(I,J)*J))=6; !三个地区新建的销售点总数为6;@for(links(i,j):@bin(c(i,j))); !每一个c(i,j)只能取0或1;end用Lingo求解,结果如下:Global optimal solution found.Objective value: 710.0000Extended solver steps: 0Total solver iterations: 0Variable Value Reduced CostC( A, 1) 0.000000 -200.0000C( A, 2) 0.000000 -280.0000C( A, 3) 1.000000 -330.0000C( A, 4) 0.000000 -340.0000C( B, 1) 1.000000 -210.0000C( B, 2) 0.000000 -220.0000C( B, 3) 0.000000 -225.0000C( B, 4) 0.000000 -230.0000C( C, 1) 0.000000 -160.0000C( C, 2) 1.000000 -170.0000C( C, 3) 0.000000 -180.0000C( C, 4) 0.000000 -200.0000 则在A,B,C区域应分别新增3,1,2个销售点,可获得的最大利润为710万元。
1、某钢管零卖商从钢管厂进货。
将钢管按客户需求切割后出厂,从厂进货时得到原料钢管厂都19米。
(1)现有一客户需50根4米,20根6米,15根8米,如何下料才能最省?(2)若零售商采用不同切割方法太多,将会导致生产过程复杂化,从而增加生产和管理成本,所以零售商采用不同切割方法不超过3种,此外,该客户除许(1 )中三种钢管还需10根5米钢管。
如何下料最省?答:(1)分析问题:问题的目标就是如何下料最省,考虑到一根钢管如何进行切割才会使用料最省。
可以想到以下的方案。
假设19米的钢管有无限多,下面给出此问题的建模过程。
建模:根据题意,由一根钢管切割出要求( 1 )的共有七种方案,如上表所示。
现设:有x1根钢管按方案一进行切割,有x2根钢管按方案二进行切割有x3根钢管按方案三进行切割,有x4根钢管按方案四进行切割,有x5根钢管按方案五进行切割,有x6根钢管按方案六进行切割,有x7根钢管按方案七进行切割。
目标函数:若以切割后剩余总量最少为目标则:min( 3x1+x2+3x3+x4+3x5+3x6+x7 )若以原料钢管总根数最少为目标则:min( x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7)约束条件:切割出是4米的钢管数目:4x1+x4+x5+2x6+3x7>=50切割出是6米的钢管数目:3x2+x4+2x5+x7>=20切割出是8米的钢管数目:2x3+x4+x6>=15综合上述分析可得如下线性规划模型:min Z=3x1+x2+3x3+x4+3x5+3x6+x7s.t.厂4x1+x4+x5+2x6+3x7>=503x2+x4+2x5+x7>=20<2x3+x4+x6>=15Xj>=0,j=1,2,3 (7)运用LINGO进行运算得出以下结果:Global optimal solution found at iteration:Objective value: 26.66667「iabl e Value Reduced Cost X1 0.000000 1.666667 X2 0.000000 1.000000 X3 0.000000 1.666667 X4 15.00000 0.000000 X5 0.000000 2.666667 X6 0.000000 1.666667 X711.666670.000000Row Slack or Surplus Dual Price1 26.66667 -1.0000002 0.000000 -0.3333333 36.666667 0.000000 40.000000-0.6666667结果用15根钢管按方案四进行切割,有 12根钢管按方案七进行切割。
附1:用LINGO求解线性规划的例子一奶制品加工厂用牛奶生产A1、A2两种奶制品,1桶牛奶可以在设备甲上用12小时加工成3公斤A1,或者在设备乙上用8小时加工成4公斤A2。
根据市场需求,生产的A1、A2能全部售出,且每公斤A1获利24元,每公斤A2获利16元。
现在加工厂每天能得到50桶牛奶的供应,每天正式工人总的劳动时间为480小时,并且设备甲每天至多能加工100公斤A1,设备乙的加工能力没有限制。
试为该厂制定一个生产计划,使每天获利最大,并进一步讨论以下3个附加问题:1)若用35元可以购买到1桶牛奶,应否作这项投资?若投资,每天最多购买多少桶牛奶?2)若可以聘用临时工人以增加劳动时间,付给临时工人的工资最多是每小时几元?3)由于市场需求变化,每公斤A1的获利增加到30元,应否改变生产计划?数学模型:设每天用x1桶牛奶生产A1 ,用x2桶牛奶生产A2目标函数:设每天获利为z元。
x1桶牛奶可生产3x1公斤A1,获利24*3x,x2桶牛奶可生产4*x2公1斤A2,获利16*4x2,故z=72x1+64x2约束条件:原料供应:生产A1、A2的原料(牛奶)总量不超过每天的供应50桶,即x1+x2≤50劳动时间:生产A1、A2的总加工时间不超过每天正式工人总的劳动时间480小时,即12x1+8x2≤480设备能力:A1的产量不得超过设备甲每天的加工能力100小时,即3x1≤100≥0非负约束:x1、x2均不能为负值,即x1≥0,x2综上所述可得max z=72x1+64x2s.t.x1+x2≤5012x1+8x2≤4803x1≤100x1≥0,x2≥0显然,目标函数和约束条件都是线性的,这是一个线性规划(LP),求出的最优解将给出使净利润最大的生产计划,要讨论的问题需要考虑参数的变化对最优解和影响,一般称为敏感性(或灵敏度)分析。
LINGO求解线性规划用LINGO求解线性规划时,首先在LINGO软件的模型窗口输入一个LP模型,模型以MAX或MIN 开始,按线性规划问题的自然形式输入(见下面例子所示)。
Lingo 精选题目及答案答题要求:将Lingo 程序复制到Word 文档中,并且附上最终结果。
1、简单线性规划求解(目标函数)2134m axx x z += s.t.(约束条件)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤≤+≤+0,781022122121x x x x x x x2、整数规划求解219040Maxx x z +=⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+≤+0,702075679212121x x x x x x 3、0-1规划求解Max 432215.18.04.0x x x x f +++=10106234321≤+++x x x x10,,,4321或=x x x x4、非线性规划求解||4||3||2||m in4321x x x x z +++=s.t. ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+--=-+-=+--2132130432143214321x x x x x x x x x x x x5、集合综合应用产生一个集合5052--=x x y ,(10,...,2,1=x ),求y 前6个数的和S 1,后6个数的和S 2,第2~8个数中的最小值S 3,最大值S 4。
6、综合题要求列出具体的目标函数和约束条件,然后附上Lingo 程序和最终结果。
6.1 指派问题有四个工人,要指派他们分别完成4项工作,每人做各项工作所消耗的时间如下表:问指派哪个人去完成哪项工作,可使总的消耗时间为最小?6.2 分配问题某两个煤厂A1,A2每月进煤数量分别为60t和100t,联合供应3个居民区B1,B2,B3。
3个居民区每月对煤的需求量依次分别为50t,70t,40t,煤厂A1离3个居民区B1,B2,B3的距离依次分别为10km,5km,6km,煤厂A2离3个居民区B1,B2,B3的距离分别为4km,8km,12km。
问如何分配供煤量使得运输量(即t·km)达到最小?1、model:max=4*x1+3*x2;2*x1+x2<10;x1+x2<8;x2<7;end2、model:max=40*x1+90*x2;9*x1+7*x2<56;7*x1+20*x2<70;@gin(x1);@gin(x2);end3、model:max=x1^2+0.4*x2+0.8*x3+1.5*x4;3*x1+2*x2+6*x3+10*x4<10;@bin(x1); @bin(x2);@bin(x3); @bin(x4);end4、model:max=@abs(x1)+2*@abs(x2)+3*@abs(x3)+4*@abs(x4);x1-x2-x3+x4=0;x1-x2+x3-3*x4=1;x1-x2-2*x3+3*x4=-1/2;end5、model:sets:jihe/1..10/:y;ss/1..4/:S;endsets!由于y和s中部分有负数,所以要先去掉这个约束;@for(jihe:@free(y));@for(ss(i):@free(S));!产生元素;@for (jihe(x):y(x)=x^2-5*x-50); S(1)=@sum (jihe(i)|i#le#6:y(i)); S(2)=@sum (jihe(i)|i#ge#5:y(i));S(3)=@min (jihe(i)|i#ge#2 #and# i#le#8:y(i)); S(4)=@max (jihe(i)|i#ge#2 #and# i#le#8:y(i)); end6.1、设:第i 个工人做第j 项工作用时ij t ,标志变量ij f 定义如下:⎩⎨⎧=其他件工作个工人去做第指派第01j i f ijmin∑∑==⨯4141i j ij ijt fs.t. 141=∑=i ijf()4,3,2,1=j 每份工作都有一人做∑==411j ijf()4,3,2,1=i 每人都只做一项工作model : sets :work/A B C D/;worker/jia yi bing ding/; time(worker,work):t,f; endsets!目标函数可以用[obj]标志出,也可以省略;[obj] min =@sum (time(i,j):t(i,j)*f(i,j)); data :!可以直接复制表格,但是在最后要有分号; t=; e !每份工作都有一人做;@for (work(j):@sum (time(i,j):f(i,j))=1); !每人都只做一项工作;@for (worker(i):@sum (time(i,j):f(i,j))=1); !让f 取0-1值,此条件可以省略;!@for(time(i,j):@bin(f(i,j))); end6.2设:煤厂进煤量i s ,居民区需求量为i d ,煤厂i 距居民区j 的距离为ij L ,煤厂i 供给居民区j 的煤量为ij g那么可以列出如下优化方程式∑∑==⨯=3121min j i ij ij L gs.t ()3,2,121==∑=j d gi jij()2,131=≤∑=i s gj iijmodel : sets :supply/1,2/:s; demand/1,2,3/:d;link(supply,demand):road,sd; endsets data :road=10 5 6 4 8 12; d=50 70 40; s=60 100; enddata[obj] min =@sum (link(i,j):road(i,j)*sd(i,j)); @for (demand(i):@sum (supply(j):sd(j,i))=d(i)); @for (supply(i):@sum (demand(j):sd(i,j))<s(i));end1.线性规划模型。
某战略轰炸机群奉命摧毁敌人军事目标。
已知该目标有四个要害部位,只要摧毁其中之一即可达到目的。
为完成此项任务的汽油消耗量限制为48000升、重型炸弹48枚、轻型炸弹32枚。
飞机携带重型炸弹时每升汽油可飞行2千米,带轻型炸弹时每升汽油可飞行3千米。
又知每架飞机每次只能装载一枚炸弹,每出发轰炸一次除来回路程汽油消耗(空载时每升汽油可飞行4千米)外,起飞和降落每次各消耗100升。
表1 相关数据2、资源配置模型。
某工厂有原料钢管:每根19米,用户需求4米50根,6米20根,8米15根。
如何下料钢管剩余总余量最小? 由于采用不同切割模式太多,会增加生产和管理成本,规定切割模式不能超过3种。
表1 不同切割的模式模式4米钢管根数6米钢管根数8米钢管根数余料(米)1 4 0 0 32 3 1 0 13 2 0 1 34 1 2 0 35 1 1 1 16 0 3 0 13、图论模型(动态规划)。
求出下图所示的最小费用和最大流量,以及在最小费用下的最大流量。
其中(x,y)中x表示容量,y表示费用。
图1 网络图题目解答1.线性规划模型。
解:设用了x 枚重型炸弹,用了y 枚轻型炸弹,攻击的是第i 个部位,再设一标志变量f 定义如下:⎩⎨⎧=个部位不攻击第个部位攻击第i i f i 01目标函数为: ()[]∑=⨯⨯+⨯=41max i i li ih f p y px()()480002004/3/2004/2/≤++⨯+++⨯i i i i d d y d d x48≤x ,32≤y141=∑=i ifmodel : sets :pd/1..4/:Ph,Pl,d,f; endsets data :d=450,480,540,600; Ph=0.1,0.2,0.15,0.25; Pl=0.08,0.16,0.12,0.2; enddatamax =@sum (pd(i):(x*Ph(i)+y*Pl(i))*f(i));@for (pd(i):x*(d(i)/2+d(i)/4+200)+y*(d(i)/3+d(i)/4)+200<48000); x<48;y<32;@for (pd(i):@bin (f(i))); @sum (pd(i):f(i))=1;!验证用油量;!l=x*(d(4)/2+d(4)/4+200)+y*(d(4)/3+d(4)/4)+200; end2、资源配置模型。
某工厂有原料钢管:每根19米,用户需求4米50根,6米20根,8米15根。
如何下料钢管剩余总余量最小? 由于采用不同切割模式太多,会增加生产和管理成本,规定切割模式不能超过3种。
表1 不同切割的模式模式 4米钢管根数6米钢管根数8米钢管根数余料(米)1 4 0 0 323 1 0 1 3 2 0 1 34 1 2 0 35 1 1 1 16 0 3 0 1 设:模式i 的供应量为i m ,对于第i 种模式,切割的4米钢管根数,6米钢管根数,8米钢管根数,分别为ij t ,余料为i s ,每种钢管的需求量分别为i d ,再设一标志变量f 定义如下:⎩⎨⎧=种模式不采用第种模式采用第i i f i 01目标函数:min∑=⨯⨯71i i i im s fj j i ij id m t f=⨯⨯∑=71i =1,2,…,7∑==713i ifmodel : sets :mode/1..7/:m,s,f; demand/1..3/:d; md(mode,demand):t; endsets data :s=3 1 3 3 1 1 3; d=50 20 15; t=4 0 0 3 1 0 2 0 1 1 2 0 1 1 1 0 3 0 00 2; enddata[obj] min =@sum (mode(i):f(i)*s(i)*m(i));@for (demand(j):@sum (mode(i):f(i)*m(i)*t(i,j))=d(j)); @for (mode(i):@bin (f(i))); @sum (mode(i):f(i))<3; end3、图论模型(动态规划)。
求出下图所示的最小费用和最大流量,以及在最小费用下的最大流量和最大流量下的最小费用。
其中(x ,y )中x 表示容量,y 表示费用。
图1 网络图1)求最小费用,解法一:稀疏矩阵0-1规划法假设图中有n 个原点,现需要求从定点1到n 的最短路。
设决策变量为ij f ,当1=ij f ,说明弧(i ,j )位于定点1至定点n 的路上;否则0=ij f ,其数学规划表达式为min∑∑==n i nj ij ijf w11约束条件,源点只有一条路指出去,终点只有一条路指进来,其余各点指进去的和指出去的相等,表达式如下,⎪⎩⎪⎨⎧≠=-==-∑∑==ni n i i f f nj ji n j ij ,10,1,1111model : sets :node/1..6/;road(node,node)/1 2,1 3,2 4,2 5, 3 4,3 5,4 6,5 6/:w,f; endsets data :w=2 1 5 3 4 3 0 0; enddatan=@size (node);[obj] min =@sum (road(i,j):w(i,j)*f(i,j)); @for (node(i)|i#ne#1 #and# i#ne#n:@sum (road(i,j):f(i,j))=@sum (road(j,i):f(j,i))); @sum (road(i,j)|i#eq#1:f(i,j))=1;!下面这个条件可以省略,这个条件包含在上面的条件了, 因为如果满足上面所以的条件指向终点的路只有且只有一条; @sum (road(j,i)|i#eq#n:f(j,i))=1; end解法二:求源点到任意点的最小费用,动态规划法。