运筹学04-线性规划III-11
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运筹学标准型运筹学是一门研究如何有效地组织、管理和规划资源的学科,它涉及数学、工程学和经济学等多个领域。
在当今社会,运筹学已经成为许多行业中不可或缺的一部分,它的应用范围涵盖了物流管理、生产调度、交通规划、金融风险控制等诸多领域。
因此,了解运筹学的基本概念和标准型是非常重要的。
首先,运筹学的标准型包括线性规划、整数规划、动态规划、网络流和排队论等。
其中,线性规划是运筹学中最基本的模型之一,它的主要目标是在一定的约束条件下,最大化或最小化线性函数的值。
整数规划则是在线性规划的基础上增加了整数限制条件,动态规划则是通过递推关系来解决多阶段决策问题,网络流是研究网络中资源分配和流量问题,排队论则是研究排队系统中的等待时间和效率问题。
这些标准型模型在实际应用中都有着广泛的用途,可以帮助企业和组织进行决策和规划,提高资源利用效率。
其次,运筹学的标准型在实际应用中需要结合具体的情况进行调整和优化。
因为现实生活中的问题往往是复杂多样的,标准型模型可能无法直接适用于某些特定情况。
因此,运筹学的研究者需要根据实际情况对标准型进行改进和扩展,以适用于更广泛的领域和问题。
这就需要运筹学研究者具备扎实的数学基础和丰富的实践经验,能够灵活运用各种方法和技巧来解决实际问题。
最后,运筹学的标准型在未来的发展中将继续发挥重要作用。
随着科技的不断进步和社会的不断发展,运筹学将面临更多更复杂的挑战和机遇。
因此,研究者需要不断地完善和创新标准型模型,以应对未来的需求和变化。
同时,运筹学的教育和培训也需要与时俱进,培养更多具有创新精神和实践能力的专业人才,为社会和经济的可持续发展做出贡献。
总之,运筹学的标准型是运筹学研究和实践的重要基础,它在各个领域都有着广泛的应用和重要的意义。
了解和掌握运筹学的标准型,对于提高个人素质和解决实际问题都具有重要意义。
希望通过不断的学习和实践,能够更好地应用运筹学的标准型,为社会的发展和进步做出贡献。
《管理运筹学》(第二版)课后习题参考答案第1章线性规划(复习思考题)1.什么是线性规划线性规划的三要素是什么答:线性规划(Linear Programming,LP)是运筹学中最成熟的一个分支,并且是应用最广泛的一个运筹学分支。
线性规划属于规划论中的静态规划,是一种重要的优化工具,能够解决有限资源的最佳分配问题。
建立线性规划问题要具备三要素:决策变量、约束条件、目标函数。
决策变量是决策问题待定的量值,取值一般为非负;约束条件是指决策变量取值时受到的各种资源条件的限制,保障决策方案的可行性;目标函数是决策者希望实现的目标,为决策变量的线性函数表达式,有的目标要实现极大值,有的则要求极小值。
2.求解线性规划问题时可能出现几种结果,哪种结果说明建模时有错误答:(1)唯一最优解:只有一个最优点;(2)多重最优解:无穷多个最优解;(3)无界解:可行域无界,目标值无限增大;(4)没有可行解:线性规划问题的可行域是空集。
当无界解和没有可行解时,可能是建模时有错。
3.什么是线性规划的标准型松弛变量和剩余变量的管理含义是什么答:线性规划的标准型是:目标函数极大化,约束条件为等式,右端常数项,决策变量满足非负性。
如果加入的这个非负变量取值为非零的话,则说明该约束限定没有约束力,对企业来说不是紧缺资源,所以称为松弛变量;剩余变量取值为非零的话,则说明“≥”型约束的左边取值大于右边规划值,出现剩余量。
4.试述线性规划问题的可行解、基础解、基可行解、最优解的概念及其相互关系。
答:可行解:满足约束条件的解,称为可行解。
基可行解:满足非负性约束的基解,称为基可行解。
可行基:对应于基可行解的基,称为可行基。
最优解:使目标函数最优的可行解,称为最优解。
最优基:最优解对应的基矩阵,称为最优基。
它们的相互关系如右图所示:5.用表格单纯形法求解如下线性规划。
.解:标准化.列出单纯形表412b02[8]2 /80868 /641241/41/81/8]/8(1/4/(1/813/265/4/43/4(13/2/(1/4 0-1/23/21/222806-221-12-502故最优解为,即,此时最优值为.6.表1—15中给出了求极大化问题的单纯形表,问表中为何值及变量属于哪一类型时有:(1)表中解为唯一最优解;(2)表中解为无穷多最优解之一;(3)下一步迭代将以代替基变量;(4)该线性规划问题具有无界解;(5)该线性规划问题无可行解。
第一章线性规划1、由图可得:最优解为2、用图解法求解线性规划:Min z=2x1+x2解:由图可得:最优解x=1.6,y=6.43用图解法求解线性规划:Max z=5x1+6x2解:由图可得:最优解Max z=5x1+6x2, Max z= +4用图解法求解线性规划:Maxz = 2x 1 +x 2 由图可得:最大值⎪⎩⎪⎨⎧==+35121x x x , 所以⎪⎩⎪⎨⎧==2321x xmax Z = 8.6将线性规划模型化成标准形式:Min z=x 1-2x 2+3x 3 解:令Z ’=-Z,引进松弛变量x 4≥0,引入剩余变量x 5≥0,并令x 3=x 3’-x 3’’,其中x 3’≥0,x 3’’≥0Max z ’=-x 1+2x 2-3x 3’+3x 3’’7将线性规划模型化为标准形式Min Z =x1+2x2+3x3解:令Z’ = -z,引进松弛变量x4≥0,引进剩余变量x5≥0,得到一下等价的标准形式。
x2’=-x2 x3=x3’-x3’’Z’ = -min Z = -x1-2x2-3x39用单纯形法求解线性规划问题:Max Z =70x1+120x2解: Max Z =70x1+120x2单纯形表如下Max Z =3908.11.解:(1)引入松弛变量X4,X5,X6,将原问题标准化,得max Z=10X1+6X2+4X3X1+X2+X3+X4=10010 X1+4X2+5X3+X5=6002 X1+2X2+6X3+X6=300X1,X2,X3,X4,X5,X6≥0得到初始单纯形表:(2)其中ρ1 =C1-Z1=10-(0×1+0×10+0×2)=10,同理求得其他根据ρmax =max{10,6,4}=10,对应的X1为换入变量,计算θ得到,θmin =min{100/1,600/10,300/2}=60,X5为换出变量,进行旋转运算。
(3)重复(2)过程得到如下迭代过程ρj≤0,迭代已得到最优解,X*=(100/3,200/3,0,0,0,100)T,Z* =10×100/3+6×200/3+4×0 =2200/3。
线性规划问题线性规划是一种数学优化方法,用于解决线性约束下的最优化问题。
早在20世纪40年代,线性规划就被广泛应用于军事、经济、运输等领域。
随着计算机技术的发展,线性规划在实际问题中的应用变得更加广泛。
线性规划问题由目标函数、约束条件以及决策变量组成。
目标函数是我们要最小化或最大化的数值量,约束条件是问题的限制条件,决策变量是我们需要确定的变量。
线性规划的数学模型可以表示为:最小化(或最大化):C^T * X约束条件为:AX ≤ B, X ≥ 0其中,C是目标函数的系数向量,X是决策变量的向量,A是约束条件的系数矩阵,B是约束条件的右侧常数向量。
线性规划问题的求解方法主要有单纯形法和内点法。
单纯形法是一种迭代算法,通过不断移动基变量和非基变量来寻找最优解。
内点法则通过寻找内点来逼近最优解,相比于单纯形法,内点法在高维问题上更有优势。
线性规划问题的应用非常广泛。
例如,在生产计划中,我们需要考虑资源的有限性和生产过程中的约束条件,通过线性规划可以优化生产计划,使生产成本最低。
在供应链管理中,线性规划可用于优化货物的选择和运输方式,最大化利润。
在金融领域,线性规划可用于投资组合分配的优化,以达到风险最小化或收益最大化。
线性规划的应用也面临一些挑战。
首先,线性规划问题的求解可能非常耗时,特别是在高维情况下。
其次,线性规划的模型只适用于线性问题,无法处理非线性的问题。
最后,线性规划问题的结果可能依赖于输入参数的准确性,如果参数不准确,可能导致结果的偏差。
为了克服这些挑战,研究人员一直在不断改进线性规划算法。
一些改进包括使用启发式算法来加速求解过程,使用混合整数线性规划来处理离散决策变量,以及引入鲁棒线性规划来处理参数不确定性。
总之,线性规划是一种强大的数学工具,可以用于解决各种实际问题。
虽然线性规划问题存在一些挑战,但通过不断改进算法和方法,我们可以提高线性规划的求解效率和准确性,使其在实际应用中发挥更大的作用。
线性规划教学设计方案(五篇)第一篇:线性规划教学设计方案线性规划教学设计方案教学目标使学生了解并会作二元一次不等式和不等式组表示的区域.重点难点了解二元一次不等式表示平面区域.教学过程【引入新课】我们知道一元一次不等式和一元二次不等式的解集都表示直线上的点集,那么在平面坐标系中,二元一次不等式的解集的意义是什么呢?【二元一次不等式表示的平面区域】1.先分析一个具体的例子在平面直角坐标系中,所有的点被直线x+y-1=0分成三类:(1)在直线x+y-1=0上;{(x,y)/x+y-1=o}(2)在直线x+y-1=0的左下方的平面区域内;{(x,y)/}(3)在直线x+y-1=0的右上方的平面区域内.{(x,y)/}点(1,1)、(1,2)、(2,2)等x+y-1>0 点(0,0)、(-1,-1)等x+y-1<0 猜想。
在直线x+y-1=0的右上方的平面区域内.{(x,y)x+y-1>0}在直线x+y-1=0的左下方的平面区域内;{(x,y)x+y-1<0}证明:在此直线右侧任意一点P(x,y)过点P作平行于x轴的直线交直线x+y-1=0点P0(x0,y0)都有x>x0,y=y0,所以,x+y>x0+y0,x+y-1>x0+y0-1=0, 即x+y-1>0.同理,对于直线x+y-1=0左下方的任意点(x,y),x+y-1<0都成立.所以,在平面直角坐标系中,以二元一次不等式x+y-1>0的解为坐标的点的集点.{(x,y)x+y-1>0}是直线x+y-1=0右上方的平面区域(如图)类似地,在平面直角坐标系中,以二元一次不等式x+y-1<0的解为坐标的点的集合{(x,y)x+y-1<0}是直线x+y-1=0左下方的平面区域.2.二元一次不等式ax+by+c>0和ax+by+c<0表示平面域.(1)结论:二元一次不等式ax+by+c>0在平面直角坐标系中表示直线ax+by+c=0某一侧所有点组成的平面区域.把直线画成虚线以表示区域不包括边界直线,若画不等式ax+by+c≥0就表示的面区域时,此区域包括边界直线,则把边界直线画成实线.(2)判断方法:由于对在直线ax+by+c=0同一侧的所有点(x,y),把它的坐标所得的实数的符号都相同,故只需在这条直线的某一侧取一个特殊(x,y)代入ax+by+c,点(x0,y0),以a0x+b0y+c的正负情况便可判断ax+by+c>0表示这一直线哪一侧的平面区域,特殊地,当c≠0时,常把原点作为此特殊点.【应用举例】例1 画出不等式2x+y-6<0表示的平面区域解;先画直线2x+y-6=0(画线虚线)取原点(0,0),代入2x+y-6,∴2x+y-6<0∴原点在不等式2x+y-6<0表示的平面区域内,不等式2x+y-6<0表示的平面区域如图阴影部分.例2 画出不等式组⎧x-y+5≥0⎪⎨x+y≥0⎪x≤3⎩表示的平面区域分析:在不等式组表示的平面区域是各个不等式所表示的平面点集的交集,因而是各个不等式所表示的平面区域的公共部分.解:不等式x-y+5≥0表示直线x-y+5=0上及右上方的平面区域,x+y≥0表示直线x+y=0上及右上方的平面区域,x≤3上及左上方的平面区域,所以原不等式表示的平面区域如图中的阴影部分.课堂练习作出下列二元一次不等式或不等式组表示的平面区域.(1)x-y+1<0(2)2x+3y-6>0(3)2x+5y-10>0(4)4x-3y-12<0⎧x+y-1>0(5)⎨x-y>0⎩1.如图所示的平面区域所对应的不等式是().A.3x+2y-6<0.B.3x+2y-6≤0C.3x+2y-6>0.D.3x+2y-6≥02.不等式组⎨⎧x+3y+6≥0⎩x-y+2<0表示的平面区域是().⎧x<0⎪3.不等式组⎨y<0表示的平面区域内的整点坐标是.⎪4x+3y+8>0⎩思考:画出(x+2y-1)(x-y+3)>0表示的区域.总结提炼1.二元一次不等式表示的平面区域.2.二元一次不等式表示哪个平面区域的判断方法.3.二元一次不等式组表示的平面区域.布置作业第二篇:简单的线性规划教学反思《简单的线性规划》教学反思桐城五中杨柳线性规划是《运筹学》中的基本组成部分,是通过数形结合方法来解决日常生活实践中的最优化问题的一种数学模型,体现了数形结合的数学思想,具有很强的现实意义。