数学建模(整数规划)

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整数规划模型

实际问题中x x x x f z Max Min T

n ")

,(),()(1==或的优化模型m

i x g t s i ",2,1,0)(..=≤x ~决策变量

f (x )~目标函数

g i (x )≤0~约束条件多元函数决策变量个数n 和

数线性规划条件极值约束条件个数m 较大最优解在可行域学规非线性规划解

的边界上取得

整数规划

Programming

+Integer

所有变量都取整数,称为纯整数规划;有一部分取整数,称为混合整数规划;限制取0,1称为0‐1型整数规划。

型整数规划

+整数线性规划

max(min) n

z c x =1

j j

j n

=∑1

s.t. (,) 1,2,,ij j i j a x b i m

=≤=≥=∑"12 ,,,0 ()

n x x x ≥"且为整数

或部分为整数

+例:假设有m 种不同的物品要装入航天飞机,

它们的重量和体积分别为价值为w j 和v j ,价值为c j ,航天飞机的载重量和体积限制分别为W 和V ,如何装载使价值最大化?

m

1⎧1max j j

j c y =∑ 1 0j j y =⎨

被装载 s.t. m

j j v y V

≤∑0

j ⎩没被装载1j m

=1

j j j w y W

=≤∑ 0 or 1 1,2,,j y j m

=="

(Chicago)大学的Linus Schrage教授于1980年美国芝加哥(Chi)Li S h

前后开发, 后来成立LINDO系统公司(LINDO Systems Inc.),网址:

I)网址htt//li d

LINDO: Interactive and Discrete Optimizer (V6.1) Linear(V61) LINGO: Linear Interactive General Optimizer (V8.0) LINDO——解决线性规划LP—Linear Programming,整数规划IP—Integer Programming问题。

LINGO——解决线性规划LP—Linear Programming,非线性规划NLP—Nonlinear Programming,整数规划IP—Integer Programming

g g整划g g g 问题。

1.“>”(或“<”)号与“>=”(或“<=”)功能相同

2.甚至回车 但无运算变量与系数间可有空格(甚至车),但算符

3.变量名以字母开头,不能超过变量名字母开头,不能超过8个字符

4.变量名不区分大小写(包括LINDO 中的关键字)

5.目标函数所在行是第一行,第二行起为约束条件

6.

行号(行名)自动产生或人为定义。行名以“)”结束

7.变量不能出现在一个约束条件的右端

变量不能出现在个约束条件的右端

8. 表达式中不接受括号“( )”和逗号“,”等任何

符号, 例: 400(X1+X2)需写为400X1+400X2 9.表达式应化简,如2X1+3X2‐4X1应写成‐

2X1+3X2

2X13X2

10.缺省假定所有变量非负;可在模型的“END”

语句后用“FREE name”将变量name的非负

假定取消

11.“END”后对0‐1变量说明:INT n或INT name

12.“END”后对整数变量说明:GIN n或GIN

12后对整数变量说明

name

汽车厂生产三种类型的汽车,已知各类型每辆车对钢材、劳动时间的需求,利润及工厂每月的现有量。材劳动时间的需求利润及工厂每月的现有量。

小型中型大型现有量钢材(吨) 1.5 3 5 600

劳动时间(小时)280 250 400 60000

利润(万元)2 3 4

•制订月生产计划,使工厂的利润最大。

制订月生产计划使工厂的利润最大

•如果生产某一类型汽车,则至少要生产80辆,

那么最优的生产计划应作何改变?

汽车厂生产计划汽车厂产计划模型建立小型

中型大型

现有量

设每月生产小、中、大型模建

钢材

1.5 3 5 600

60000汽车的数量分别为x 1,x 2,x 3

时间280 250 400 利润

2 3 4

3

21432x x x z

Max ++=线性

600

535.1..321≤++x x x t s 60000400250280≤++x x x 线规划

模型

3210

,,3

2

1

≥x x x (LP)

模型OBJECTIVE FUNCTION VALUE 求解

1)632.2581VARIABLE VALUE REDUCED COST X164.5161290.000000X2167.7419280.000000X30.0000000.946237结果为小数,

ROW SLACK OR SURPLUS DUAL PRICES

2)0.0000000.731183

3)0.0000000.003226

怎么办?1)舍去小数:取x 1=64,x 2=167,算出目标函数值z =629,与LP 最优值632.2581相差不大。

2)试探:如取x 1=65,x 2=167;x 1=64,x 2=168等,计算函数值z ,通过比较可能得到更优的解。

•但必须检验它们是否满足约束条件。

3)模型中增加条件:x 1,x 2,x 3均为整数,重新求解。