lingo灵敏度分析
- 格式:ppt
- 大小:285.00 KB
- 文档页数:6
lingo结果分析及灵敏性分析问题描述程序代码:max = 60*desks + 30*tables + 20*chairs;8*desks + 6*tables + chairs <= 48;2*desks + 1.5*tables + 0.5*chairs <= 8;4*desks + 2*tables + 1.5*chairs <= 20;tables<= 5;部分结果一:Variable Value Reduced CostDESKS 2.000000 0.000000TABLES 0.000000 5.000000CHAIRS 8.000000 0.000000⑴Value:给出最优解中各变量的值,Value=0(非基变量),反之为基变量。
⑵Reduced Cost:表示当非基变量有微小变动时, 目标函数的变化率。
本例中:变量tables 对应的reduced cost 值为5,表示当非基变量tables 的值从0 变为1 时(此时假定其他非基变量保持不变,但为了满足约束条件,基变量显然会发生变化),最优的目标函数值= 280 - 5 = 275。
部分结果二:Row Slack or Surplus Dual Price1 280.0000 1.0000002 24.00000 0.0000003 0.000000 10.000004 0.000000 10.000005 5.000000 0.000000⑴“Slack or Surplus”――松驰变量。
⑵“Dual Price”――对偶价格表示当对应约束有微小变动时, 目标函数的变化率。
若其数值为p,表示对应约束中不等式右端项若增加1个单位,目标函数将增加p个单位(max 型问题)。
⑶如果在最优解处约束正好取等号(紧约束,也称为有效约束或起作用约束),对偶价格值才可能不是0。
本例中:第3、4 行是紧约束,对应的对偶价格值为10,表示当紧约束4) 4 DESKS + 2 TABLES + 1.5 CHAIRS <= 20 变为4) 4 DESKS + 2 TABLES + 1.5 CHAIRS <= 21 时,目标函数值= 280 +10 = 290。
LINGO结果窗⼝内容解读与灵敏度分析1.结果窗⼝内容解读1. ⽬标函数值:Global option solution found.表⽰求出了全局最优解;Objective value表⽰最优⽬标值,Total solver iretion表⽰求解时共⽤了⼏次迭代2. 决策变量:Value给出最优解中各变量的值3. 变量的判别数:Reduced Cost表⽰最优单纯形表中判别数所在的⾏的变量的系数,表⽰当变量有微⼩变化时,⽬标函数的变化率。
其中基变量的reduced cost值应为零。
对于基变量相应的reduced cost值表⽰这个变量增加⼀个单位时⽬标函数值减少的量(max型问题)4. 紧约束与松约束:slack or Surplus给出松弛或剩余变量的值,其值为零的对应约束为"紧约束",表⽰在最优解下该项资源已经⽤完;其值为⾮零的对应约束为"松约束",表⽰在最优解下该项资源还有剩余5. 对偶价格(经济学:影⼦价格):DUAl PRICE(对偶价格)表⽰当对应约束有微⼩变动时⽬标函数的变化率。
输出结果中对应每⼀个"紧约束"有⼀个对偶价格。
若其数值为怕,则表⽰对应约束不等式右端项正好增加⼀个单位,⽬标函数将增加P个单位(max)模型。
显然,如果在最优解处约束条件正好取等号(也就是"紧约束",也称为有效约束或起作⽤约束),对偶价格值才可能不是0.6. 变量框(Variables):Total表⽰当前模型的全部变量数,Nonlinear显⽰其中的⾮线性变量数,Integers显⽰其中的整数变量数。
⾮线性变量是指它⾄少处于某⼀个约束条件中的⾮线性关系中。
7. 约束(Constains)框:Total表⽰当前模型扩展后的全部约束个数,Nonlinear显⽰其中的⾮线性约束个数。
⾮线性约束是该约束⾄少有⼀个⾮线性变量。
如果⼀个约束中的所有变量都是定值,那么该约束就以定值不等式表⽰,该约束的真假由变量的具体值决定,仍计⼊约束总数中。
lingo结果分析及灵敏性分析问题描述程序代码:max = 60*desks + 30*tables + 20*chairs;8*desks + 6*tables + chairs <= 48;2*desks + 1.5*tables + 0.5*chairs <= 8;4*desks + 2*tables + 1.5*chairs <= 20;tables<= 5;部分结果一:Variable Value Reduced CostDESKS 2.000000 0.000000TABLES 0.000000 5.000000CHAIRS 8.000000 0.000000⑴Value:给出最优解中各变量的值,Value=0(非基变量),反之为基变量。
⑵Reduced Cost:表示当非基变量有微小变动时, 目标函数的变化率。
本例中:变量tables 对应的reduced cost 值为5,表示当非基变量tables 的值从0 变为1 时(此时假定其他非基变量保持不变,但为了满足约束条件,基变量显然会发生变化),最优的目标函数值= 280 - 5 = 275。
部分结果二:Row Slack or Surplus Dual Price1 280.0000 1.0000002 24.00000 0.0000003 0.000000 10.000004 0.000000 10.000005 5.000000 0.000000⑴“Slack or Surplus”――松驰变量。
⑵“Dual Price”――对偶价格表示当对应约束有微小变动时, 目标函数的变化率。
若其数值为p,表示对应约束中不等式右端项若增加1个单位,目标函数将增加p个单位(max 型问题)。
⑶如果在最优解处约束正好取等号(紧约束,也称为有效约束或起作用约束),对偶价格值才可能不是0。
本例中:第3、4 行是紧约束,对应的对偶价格值为10,表示当紧约束4) 4 DESKS + 2 TABLES + 1.5 CHAIRS <= 20 变为4)4 DESKS + 2 TABLES + 1.5 CHAIRS <= 21 时,目标函数值= 280 +10 = 290。
线性规划问题及灵敏度分析在LINGO软件中的实现一、问题的提出:某公司饲养实验用的动物以出售给动物研究所,已知这些动物的生长对饲料中3种营养成分(蛋白质、矿物质和维生素)特别敏感,每个动物每周至少需要蛋白质60g,矿物质3g,维生素8mg,该公司能买到5种不同的饲料,每种饲料1kg所含各种营养成分和成本如下表所示,如果每个小动物每周食用饲料不超过52kg,才能满足动物生长需要。
A1A2A3A4A5营养最低要 求蛋白质(g)0.3210.6 1.860矿物质(g)0.10.050.020.20.053维生素(mg)0.050.10.020.20.088成本(元/ kg)0.20.70.40.30.5问题:1.求使得总成本最低的饲料配方?2.如果另一个动物研究对蛋白质的营养要求变为59单位,但是要求动物的价格比现在的价格便宜0.3元,问该养殖所值不值得接受?3.由于市场因素的影响,X2的价格降为0.6元每千克,问是否要改变饲料配方?二、建立线性规划数学模型解答:(1)设需要饲料A1, A2, A3, A4分别为X1, X2, X3, X4kg,则建立线性规划数学模型如下:目标函数:MinS=0.2X1+0.7X2+0.4X3+0.3X4+0.5X5约束条件:0.3X1+2X2+X3+0.6X4+1.8X5>=600.1X1+0.05X2+0.02X3+0.2X4+0.05X5>=3005X1+0.1X2+0.02X3+0.2X4+0.08X5>=8X1+X2+X3+X4+X5<=52X1, X2, X3, X4, X5>=0三、在LINGO软件中的求解在LINGO中输入下面的命令:Model:Min=0.2*x1+0.7*x2+0.4*x3+0.3*x4+0.5*x5;0.3*x1+2*x2+x3+0.6*x4+1.8*x5>60;0.1*x1+0.05*x2+0.02*x3+0.2*x4+0.05*x5>3;0.05*x1+0.1*x2+0.02*x3+0.2*x4+0.08*x5>8;x1+x2+x3+x4+x5<52;end操作:选菜单Lingo|Solve(或按Ctrl+S),或用鼠标点击“求解”按纽,如果模型有语法错误,则弹出一个标题为“LINGO Error Message”(错误信息)的窗口,指出在哪一行有怎样的错误,每一种错误都有一个编号(具体含义可查阅相关文献或LINGO的Help).改正错误以后再求解,如果语法通过,LINGO用内部所带的求解程序求出模型的解,然后弹出一个标题为“LINGO Solver Status”(求解状态)的窗口,其内容为变量个数、约束条件个数、优化状态、耗费内存、所花时间等信息,点击Close关闭窗口,屏幕上出现标题为“Solution Report”(解的报告)的信息窗口,显示优化计算(线性规划中换基迭代)的步数、优化后的目标函数值、列出各变量的计算结果.输出结果如下:Global optimal solution found at iteration: 4Objective value: 22.40000Variable Value Reduced CostX1 0.000000 0.7000000X2 12.00000 0.000000X3 0.000000 0.6166667X4 30.00000 0.000000X5 10.00000 0.000000Row Slack or Surplus Dual Price1 22.40000 -1.0000002 0.000000 -0.58333333 4.100000 0.0000004 0.000000 -4.1666675 0.000000 0.8833333四、结果分析:(一) 一般分析1.因此,每周每个动物的配料为饲料A2、A4、A5分别为12、30和10kg,合计为52KG,可使得饲养成本达到最小,最小成本为22.4元;2. “Reduced Cost”表示当变量有微小变动时, 目标函数的变化率。
【精品】LINGO软件灵敏度分析LINGO是一种非常实用的数学建模软件,可用于线性规划、非线性规划、整数规划、混合整数规划、二次规划、非线性二次规划、全局优化、动态规划等方面。
在LINGO中,灵敏度分析可以帮助用户更好地理解线性规划问题的解,并探究约束、变量、最优值等因素的变化对于优化结果的影响。
下面将详细介绍LINGO软件的灵敏度分析功能。
一、约束灵敏度分析在LINGO中,可以通过在“呼出”窗口中选择“求解”菜单,再选中“灵敏度分析”,来进行约束灵敏度分析。
当我们需要对某一约束条件进行灵敏度分析时,可以在“PSens”一栏中选中要进行分析的约束条件,并选择需要分析的灵敏度类型:1. 左侧界(Lower Bound)灵敏度分析:在该约束条件的左侧界上下浮动,观察最优解随着左侧界的变化而产生的变化情况。
进行变量灵敏度分析时,LINGO会输出一个名为“Variable Sensitivity”的窗口,其中包含了与所选中变量相关的数据,如灵敏度系数、上/下限边界、最小可行解等。
另外,该窗口还提供了一个“Graph”选项卡,可以展示出灵敏度分析的图表,帮助用户更直观地理解灵敏度的变化情况。
在LINGO中,最优解灵敏度分析可以探究最优解随着目标函数系数的变化而产生的变化情况。
用户可以在“呼出”窗口中选择“求解”菜单,再选中“灵敏度分析”,然后在“Objective Sensitivity”选项卡中选中需要进行分析的目标函数变量。
总之,LINGO软件的灵敏度分析功能可以在优化过程中帮助用户更好地了解问题的解,探究约束、变量、目标函数系数等因素对应问题的影响,帮助用户优化模型,从而达到更好的优化效果。
实验概述:实验二、灵敏度分析(操作型)【实验目的及要求】1、进一步掌握管理运筹学、LINDO和LINGO软件的基本入门知识,学习使用管理运筹学、LINDO和LINGO软件对线性规划问题进行灵敏度分析。
2、熟练掌握用单纯形法求解线性规划问题。
【实验原理】单纯形法迭代原理及其基本步骤【实验环境】(使用的软件)管理运筹学软件、LINDO软件,信息中心6机房计算机实验内容:【实验方案设计】1、分别打开管理运筹学、LIND软件;2、在打开的软件中输入课本例题和习题数据,对线性规划问题进行灵敏度分析;3、运行实验并保存实验结果。
【实验过程】使用管理运筹学、LINDO软件分别对线性规划问题进行灵敏度分析。
1、使用管理运筹学软件对线性规划问题进行灵敏度分析:(1)打开管理运筹学软件,选择“线性规划”,单击“新建”菜单,输入P59-例题2.6.1的变量个数、约束条件个数并选择目标函数,点击“确定”。
在目标函数中输入价值系数,再输入变量的约束条件数据,然后选择变量的正、负、无。
选择“解决”得到线性规划结果,保存文件于指定文件夹。
(2)将例2.6.1中的右端向量b=(2 1)T变为b1=(-2 1)T,其他数据不变。
(3)在“线性规划”界面中,单击“新建”菜单,输入P77-习题20的变量个数、约束条件个数并选择目标函数,点击“确定”。
在目标函数中输入价值系数,再输入变量的约束条件数据,然后选择变量的正、负、无。
选择“解决”得到线性规划结果,保存文件于指定文件夹。
(4)将P77-习题20中的价值系数C1由1变为(-5/4);C1由1变为(-5/4),C3由1变为2;b由(5 3)T变为b1=(-2 1)T;b=(5 3)T变为b1=(2 3)T。
2、使用LINDU软件对线性规划问题进行灵敏度分析:(1)打开LINDU软件,在空白框中输入P79-习题B(1)的目标函数和约束条件,点击靶形工具,是否进行灵敏度分析选择“是”,得到线性规划及灵敏度分析结果,保存文件到LINDO文件夹。
Ranges in which the basis is unchanged:Objective CoefficientRangesCurrent Allowable AllowableVariable Coefficient Increase DecreaseDESKS 60.00000 20.00000 4.000000TABLES 30.00000 5.000000 INFINITYCHAIRS 20.00000 2.500000 5.000000Righthand Side RangesRow Current Allowable AllowableRHS Increase Decrease2 48.00000 INFINITY 24.000003 20.00000 4.0000004.0000004 8.000000 2.000000 1.3333335 5.000000 INFINITY 5.000000目标函数中DESKS变量原来的费用系数为60,允许增加(Allowable Increase)=4、允许减少(Allowable Decrease)=20,说明当它在[60-4,60+20]= [56,80]范围变化时,最优基保持不变。
对TABLES、CHAIRS变量,可以类似解释。
由于此时约束没有变化(只是目标函数中某个费用系数发生变化),所以最优基保持不变的意思也就是最优解不变(当然,由于目标函数中费用系数发生了变化,所以最优值会变化)。
第2行约束中右端项(Right Hand Side,简写为RHS)原来为48,当它在[48-24,48+∞] = [24,∞]范围变化时,最优基保持不变。
第3、4、5行可以类似解释。
不过由于此时约束发生变化,最优基即使不变,最优解、最优值也会发生变化。
灵敏性分析结果表示的是最优基保持不变的系数范围。
由此,也可以进一步确定当目标函数的费用系数和约束右端项发生小的变化时,最优基和最优解、最。
最优化方法——用Lingo对线性规划进行灵敏度分析lingo软件求解线性规划及灵敏度分析注:以目标函数最大化为例进行讨论,对求最小的问题,有类似的分析方法~所有程序运行环境为lingo10。
一、用lingo软件求解线性规划例1:max23zxy,,stxy..4310,, 3512xy,,xy,0,在模型窗口输入:model:max=2*x+3*y;4*x+3*y<=10;3*x+5*y<12;! the optimal value is :7.454545 ; End如图所示:运行结果如下(点击工具栏上的‘solve’或点击菜单‘lingo’下的‘solve’即可):Global optimal solution found.Objective value: 7.454545(最优解函数值)Total solver iterations: 2(迭代次数)road, are the structural road traffic within the city. In addition, suitable for high speed, and high-speed, S206, S307, also serve inner-city traffic. Outbound traffic: existing highways (suitable for high-speed, and high speed), darts (S206, S307) and Yi wei road, and so on. After years of constant development, road conditions have been greatly Variable (最优解) Value Reduced CostX 1.272727 0.000000Y 1.636364 0.000000Row Slack or Surplus Dual Price1 7.454545 1.0000002 0.000000 0.9090909E-013 0.000000 0.5454545 例2:max54zxx,,12stxxx..390,,,123280xxx,,,124xxx,,,45125x,0在模型窗口输入:model:max=5*x1+4*x2;x1+3*x2+x3=90;2*x1+x2+x4=80;x1+x2+x5=45;end运行(solve)结果如下:Global optimal solution found.Objective value: 215.0000Total solver iterations: 3Variable Value Reduced CostX1 35.00000 0.000000X2 10.00000 0.000000X3 25.00000 0.000000X4 0.000000 1.000000X5 0.000000 3.000000Row Slack or Surplus Dual Price1 215.0000 1.0000002 0.000000 0.0000003 0.000000 1.0000004 0.000000 3.000000例3conditions have been greatly speed, and high speed), darts (S206, S307) and Yi wei road, and so on. After years of constant development, road-city traffic. Outbound traffic: existing highways (suitable forhigh-speed, S206, S307, also serve inner-ion, suitable for high speed, and highroad, are the structural road traffic within the city. In addit2 min2zxx,,,23stxxx..22,,,123xxx,,,31234xxx,,,2235x,0在模型窗口输入:model:min=-x2+2*x3;x1-2*x2+x3=2;x2-3*x3+x4=1;x2-x3+x5=2;end运行结果如下:Global optimal solution found.Objective value: -1.500000Total solver iterations: 2Variable Value Reduced CostX2 2.500000 0.000000X3 0.5000000 0.000000X1 6.500000 0.000000X4 0.000000 0.5000000X5 0.000000 0.5000000Row Slack or Surplus Dual Price1 -1.500000 -1.0000002 0.000000 0.0000003 0.000000 0.50000004 0.000000 0.5000000 例4:minxyz,,stxy..1,,24xz,,在模型窗口输入:model:min=@abs(x)+@abs(y)+@abs(z);x+y<1;2*x+z=4;@free(x);@free(y);@free(z);greatly nd high speed), darts (S206, S307) and Yi wei road, and so on. After years of constant development, road conditions have beenspeed, a-city traffic. Outbound traffic: existing highways (suitable for high-speed, S206, S307, also serve inner-road, are the structural roadtraffic within the city. In addition, suitable for high speed, and high3 End求解器状态如下:(可看出是非线性模型~)运行结果为:Linearization components added: Constraints: 12Variables: 12Integers: 3Global optimal solution found. Objective value: 3.000000 Extended solver steps: 0Total solver iterations: 4 Variable Value Reduced CostX 2.000000 0.000000Y -1.000000 0.000000Z 0.000000 0.000000Row Slack or Surplus Dual Price1 3.000000 -1.0000002 0.000000 1.0000003 0.000000 -1.000000二、用lingo软件进行灵敏度分析实例例5:conditions have been greatly speed, and high speed), darts (S206,S307) and Yi wei road, and so on. After years of constant development, road-city traffic. Outbound traffic: existing highways (suitable forhigh-speed, S206, S307, also serve inner-ion, suitable for high speed, and highroad, are the structural road traffic within the city. In addit4 max603020Sxyz,,,8648xyz,,,421.520xyz,,, 21.50.58xyz,,,y,5xyz,,0,在模型窗口输入:Lingo模型:model:max=60*x+30*y+20*z;8*x+6*y+z<48;4*x+2*y+1.5*z<20;2*x+1.5*y+0.5*z<8;y<5;end(一)求解报告(solution report)通过菜单Lingo?Solve可以得到求解报告(solution report)如下:Global optimal solution found at iteration: 0Objective value: 280.0000Variable Value Reduced CostX 2.000000 0.000000Y 0.000000 5.000000Z 8.000000 0.000000Row Slack or Surplus Dual Price1 280.0000 1.0000002 24.00000 0.0000003 0.000000 10.000004 0.000000 10.000005 5.000000 0.000000分析Value,Reduced Cost,Slack or Surplus,Dual Price的意义如下: 1、最优解和基变量的确定Value所在列给出了问题的最优解。