运筹学习题答案(第一章)

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=2x 1+x 2⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤≤≥+≤+-01058244212121x x x x x x解：由图可得：最优解x=1.6,y=6.4Max z=5x 1+6x 2⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+-≥-0,23222212121x x x x x x解：由图可得：最优解Max z=5x 1+6x 2, Max z= +∞Maxz = 2x 1 +x 2⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+≤+≤0,5242261552121211x x x x x x x由图可得：最大值⎪⎩⎪⎨⎧==+35121x x x ， 所以⎪⎩⎪⎨⎧==2321x xmax Z = 8.1212125.max 23284164120,1,2maxZ .jZ x x x x x x x j =+⎧+≤⎪≤⎪⎨≤⎪⎪≥=⎩如图所示，在（4，2）这一点达到最大值为26将线性规划模型化成标准形式：Min z=x 1-2x 2+3x 3⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥-=++-≥+-≤++无约束321321321321,0,052327x x x x x x x x x x x x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’’⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥≥≥≥≥-=++-=--+-=+-++0,0,0'',0',0,05232'''7'''5433213215332143321x x x x x x x x x x x x x x x x x x x7将线性规划模型化为标准形式Min Z =x 1+2x 2+3x 3⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤-=--≥++-≤++无约束，321321321321,00632442392-x x x x x x x x x x x x解：令Z ’ = -z ，引进松弛变量x 4≥0,引进剩余变量x 5≥0,得到一下等价的标准形式。

运筹学基础及应用课后习题答案(第一二章习题解答)第一章：线性规划一、选择题1. 线性规划问题中，目标函数可以是（）A. 最大化B. 最小化C. A和B都对D. A和B都不对答案：C解析：线性规划问题中，目标函数可以是最大化也可以是最小化，关键在于问题的实际背景。

2. 在线性规划问题中，约束条件通常表示为（）A. 等式B. 不等式C. A和B都对D. A和B都不对答案：C解析：线性规划问题中的约束条件通常包括等式和不等式两种形式。

二、填空题1. 线性规划问题的基本假设是______。

答案：线性性2. 线性规划问题中，若决策变量个数和约束条件个数相等，则该问题称为______。

答案：标准型线性规划问题三、计算题1. 求解以下线性规划问题：Maximize Z = 2x + 3ySubject to:x + 2y ≤ 83x + 4y ≤ 12x, y ≥ 0答案：最优解为 x = 4, y = 2，最大值为 Z = 14。

解析：画出约束条件的图形，找到可行域，再求目标函数的最大值。

具体步骤如下：1) 将约束条件化为等式，画出直线；2) 找到可行域的顶点；3) 将顶点代入目标函数，求解最大值。

第二章：非线性规划一、选择题1. 以下哪个方法适用于求解非线性规划问题（）A. 单纯形法B. 拉格朗日乘数法C. 柯西-拉格朗日乘数法D. A和B都对答案：B解析：非线性规划问题通常采用拉格朗日乘数法求解，单纯形法适用于线性规划问题。

2. 非线性规划问题中，以下哪个条件不是K-T条件的必要条件（）A. 梯度条件B. 正则性条件C. 互补松弛条件D. 目标函数为凸函数答案：D解析：K-T条件包括梯度条件、正则性条件和互补松弛条件，与目标函数是否为凸函数无关。

二、填空题1. 非线性规划问题中，若目标函数和约束条件都是凸函数，则该问题称为______。

答案：凸非线性规划问题2. 非线性规划问题中，K-T条件是求解______的必要条件。

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第1章线性规划第2章线性规划的对偶理论第3章整数规划第4章目标规划第5章运输与指派问题第6章网络模型第7章网络计划第8章动态规划第9章排队论第10章存储论第11章决策论第12章对策论习题一1.1 讨论下列问题：（1）在例1.1中，假定企业一周内工作5天，每天8小时，企业设备A有5台，利用率为0.8,设备B有7台，利用率为0.85,其它条件不变，数学模型怎样变化．（2）在例1.2中，如果设x j(j=1，2，…，7)为工作了5天后星期一到星期日开始休息的营业员，该模型如何变化．（3）在例1.3中，能否将约束条件改为等式；如果要求余料最少，数学模型如何变化；简述板材下料的思路．（4）在例1.4中，若允许含有少量杂质，但杂质含量不超过1％，模型如何变化．（5）在例1.6中，假定同种设备的加工时间均匀分配到各台设备上，要求一种设备每台每天的加工时间不超过另一种设备任一台加工时间1小时，模型如何变化．1.2 工厂每月生产A、B、C三种产品,单件产品的原材料消耗量、设备台时的消耗量、资源限量及单件产品利润如表1－22所示．310和130.试建立该问题的数学模型,使每月利润最大．【解】设x1、x2、x3分别为产品A、B、C的产量，则数学模型为123123123123123max 1014121.5 1.2425003 1.6 1.21400150250260310120130,,0Z x x x x x x x x x x x x x x x =++++≤⎧⎪++≤⎪⎪≤≤⎪⎨≤≤⎪⎪≤≤⎪≥⎪⎩ 1.3 建筑公司需要用6m 长的塑钢材料制作A 、B 两种型号的窗架．两种窗架所需材料规格及数量如表1－23所示：【解】设x j （j =1,2,…，14）为第j 种方案使用原材料的根数，则 （1）用料最少数学模型为14112342567891036891112132347910121314min 2300322450232400232346000,1,2,,14jj j Z x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x j ==⎧+++≥⎪++++++≥⎪⎪++++++≥⎨⎪++++++++≥⎪⎪≥=⎩∑ 用单纯形法求解得到两个基本最优解X (1)=( 50 ,200 ,0 ,0,84 ,0,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,200 ,0 ,0 );Z=534 X (2)=( 0 ,200 ,100 ,0,84 ,0,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,150 ,0 ,0 );Z=534 （2）余料最少数学模型为134131412342567891036891112132347910121314min 0.60.30.70.40.82300322450232400232346000,1,2,,14j Z x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x j =+++++⎧+++≥⎪++++++≥⎪⎪++++++≥⎨⎪++++++++≥⎪⎪≥=⎩ 用单纯形法求解得到两个基本最优解X (1)=( 0 ,300 ,0 ,0,50 ,0,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,200 ,0 ,0 );Z=0，用料550根 X (2)=( 0 ,450 ,0 ,0,0 ,0,0 ,0 ,0 ,0 ,0 ,200 ,0 ,0 );Z=0，用料650根 显然用料最少的方案最优。

第一章 线性规划及单纯形法（作业）1.4 分别用图解法和单纯型法求解下列线性规划问题，并对照指出单纯形表中的各基可行解对应图解法中可行域的哪一顶点。

（1）Max z=2x 1+x 2St.⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+≤+0,24261553212121x x x x x x 解：①图解法：由作图知，目标函数等值线越往右上移动，目标函数越大，故c 点为对应的最优解，最优解为直线⎩⎨⎧=+=+242615532121x x x x 的交点，解之得X=(15/4,3/4)T 。

Max z =33/4. ② 单纯形法：将上述问题化成标准形式有： Max z=2x 1+x 2+0x 3+0x 4St. ⎪⎩⎪⎨⎧≥≤++≤++0,,,242615535421421321x x x x x x x x x x其约束条件系数矩阵增广矩阵为：P 1 P 2 P 3 P 4⎥⎦⎤⎢⎣⎡241026150153 P 3,P 4为单位矩阵，构成一个基，对应变量向，x 3,x 4为基变量，令非基变量x 1,x 2为零，找到T 优解，代入目标函数得Max z=33/4.1.7 分别用单纯形法中的大M 法和两阶段法求解下列线性规划问题，并指出属哪一类。

（3）Min z=4x 1+x 2⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=≥=++=-+=+)4,3,2,1(0426343342132121j xj x x x x x x x x 解：这种情况化为标准形式： Max z ＇=-4x 1-x 2⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=≥=++=-+=+)4,3,2,1(0426343342132121j xj x x x x x x x x 添加人工变量y1,y2Max z ＇=-4x 1-x 2+0x 3+0x 4-My 1-My 2⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=≥=++=+-+=++0,).4,3,2,1(04263433214112321121y y j xj x x x y x x x y x x(2) 两阶段法： Min ω=y 1+y 2St.⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=≥=++=+-+=++0,).4,3,2,1(04263433214112321121y y j xj x x x y x x x y x x第二阶段，将表中y 1,y 2去掉，目标函数回归到Max z ＇=-4x 1-x 2+0x 3+0x 4第二章 线性规划的对偶理论与灵敏度分析（作业）2.7给出线性规划问题：Max z=2x 1+4x 2+x 3+x 4⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=≥≤++≤++≤+≤++)4,3,2,1(096628332143221421j x x x x x x x x x x x x j要求：（1）写出其对偶问题；（2）已知原问题最优解为X *=(2,2,4,0),试根据对偶理论，直接求出对偶问题的最优解。

第1章训练题一．基本技能训练1．用图解法求解下列线性规划问题（1）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤≥+≤++=0,41501053max 212212121x x x x x x x x x z （2）⎪⎩⎪⎨⎧≥≥+≥++=0,23364min 21212121x x x x x x x x z （3）⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+--≥-+=0,25.0122max 21212121x x x x x x x x z （4）⎪⎩⎪⎨⎧≥-≤-≥-+=0,33022max 21212121x x x x x x x x z1．用图解法求解下列线性规划问题(1). 唯一最优解14,)4,2(**==z X T； (2). 唯一最优解9,)21,23(**==z X T ； (3). 无界解； (4). 无可行解；2．用单纯形法求解下列线性规划问题（1）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+≤≤+=0,1823122453max 21212121x x x x x x x x z （2） ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤-+≤+-≤+++-=0,,201026032max 321321321321321x x x x x x x x x x x x x x x z （3）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤++-≤++-≤--++++=0,,,1032425823320446581026max 43214321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x z （4）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥≥≤++≤+-≤++-++=3,2,11722044132246max 321321321321321x x x x x x x x x x x x x x x z （5）⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥≤+≤+≤++≤++++=0,,1234166482212322532max 3213231321321321x x x x x x x x x x x x x x x x z （6）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+++≤+++≤++++++=0,,,9005387800584548024821004016090max 43214321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x z（7）⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥≤≤≥+≥+=0,4.126.18.018001000min 212121121x x x x x x x x x z （8）⎪⎩⎪⎨⎧≥≥+≥++++=0,,62382432min 32121321321x x x x x x x x x x x z （9）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥++≤++-≤++++=0,,52151565935121510max 321321321321321x x x x x x x x x x x x x x x z （10）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=+++=++=++-++=0,,,1022052153232max 432143213213214321x x x x x x x x x x x x x x x x x x z （11）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥-≥+-≥+++-=0,,0222622max 3213231321321x x x x x x x x x x x x x z （12） ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=++≤++≤++++=无约束，3213213213213210,101632182635max x x x x x x x x x x x x x x x z （13）⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+≤+-=0,5623min 21212121x x x x x x x x z （14）⎪⎩⎪⎨⎧≥≤-≤++=0,1262385max 21212121x x x x x x x x z（15）⎪⎩⎪⎨⎧≥≤++≤++-+-=0,,1043223232min 321321321321x x x x x x x x x x x x z （16）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+-≤-+≤+++-=0,,9362122max 32121321321321x x x x x x x x x x x x x x z（17）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤++≤+-+≤-++-+--=0,,,41232642532min 4321431432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x x x x z （18）⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤≤-≤+-≥+--≥---=0,16482623323min 212121212121x x x x x x x x x x x x z （19）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=++≤+≤+++=0,,132173132343max 3213213231321x x x x x x x x x x x x x z （20）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤++-≥+-≥++-+=0,,452233min 32132121321321x x x x x x x x x x x x x x z（21）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=++≥++≤++++=0,,1 29002500350038007080 6560 670075008400min 321321321321321x x x x x x x x x x x x x x x z（22）⎪⎩⎪⎨⎧≥-=-+-=--++++=0,,,376284327432max 4321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x z(22). 唯一最优解5117,)57,0,0,534(**==z X T ； （23）⎪⎩⎪⎨⎧≥=+++=+++-+-=0,,,32274326325min 4321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x z(23). 唯一最优解3,)1,1,0,0(**-==z X T；（24）⎪⎩⎪⎨⎧≥≥+-=++-+=0,,10527532max 321321321321x x x x x x x x x x x x z(24). 唯一最优解7102,)0,74,745(**==z X T ；（25）⎪⎩⎪⎨⎧≥≥+≥++=0,7742min 21212121x x x x x x x x z （26） ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥+++≥-+-≥++++++=0,,,1562522730542423min 43214321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x z(25). 1331,)1310,1321(**==z X T ； (26). 9,)0,0,0,3(**==z X T（27）⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+++≤+++++=0,,,1222282652max 432143214314321x x x x x x x x x x x x x x x z (27). 唯一最优解44,)4,4,0,0(**==z X T；（28）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤++≤++≤++0,,4201013240085103001028321321321321321x x x x x x x x x x x x(28). 唯一最优解152029,)322,5116,15338(**==z X T ； （29）⎪⎩⎪⎨⎧≥≤++≤++++=0,,30222010127max 321321321321x x x x x x x x x x x x z(29). 唯一最优解220,)10,10,0(**==z X T；（30）⎪⎩⎪⎨⎧≥≤++≤++++=0,,30222061615max 321321321321x x x x x x x x x x x x z(30). 唯一最优解240,)0,15,0(**==z X T；（31）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤+≤+--≤-+-+=无正负号限制32121321321321,,63445322max x x x x x x x x x x x x x x z(31). 唯一最优解211,)49,411,49(**=--=z X T ； （32）⎪⎩⎪⎨⎧≥≥++≤++++=0,,824322323max 321321321321x x x x x x x x x x x x z(32). 唯一最优解4,)0,2,0(**==z X T；（33）⎪⎩⎪⎨⎧≥≤≤-+-=++-+-=无正负号限制321321321321,0,06422min x x x x x x x x x x x x z(33). 唯一最优解12,)1,0,5(**-=--=z X T；（34）⎪⎩⎪⎨⎧≥=-=++0,,423232121321x x x x x x x x(34). 唯一最优解5,)1,0,2(**==z X T；（35）⎪⎩⎪⎨⎧≥-≤+≥+-+=0,2122min 21212121x x x x x x x x z(35). 无可行解；（36）⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤≤≤≤++≤++++=30,52,40233421422253max 321321321321x x x x x x x x x x x x z(36). 唯一最优解4123,)0,415,4(**==z X T ； （37）⎪⎩⎪⎨⎧≥≤--=++++=0,,40653025325max 321321321321x x x x x x x x x x x x z(37). 唯一最优解150,)0,0,30(**==z X T ；（38）⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+++≤++++++=0,,,2023220322432max 4321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x z(38). 唯一最优解28,)4,4,0,0(**==z X T；（39）⎪⎩⎪⎨⎧≥≥++≥++++=0,,10536423425min 321321321321x x x x x x x x x x x x z(39). 唯一最优解3/22,)0,2,3/2(**==z X T；（40）⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥-≤+=--+=0,,28242max 321323232132x x x x x x x x x x x x z (40). 唯一最优解8,)2,4,10(**==z X T； 2．用单纯形法求解线性规划问题 (1). 唯一最优解36,)6,2(**==z X T； (2). 唯一最优解25,)0,5,15(**==z X T； (3). 无界解；(4). 有无穷多最优解，其一47,)7,25.2,5.5(**==z X T； (5). 唯一最优解5.16,)2,5.1,1(**==z X T； (6). 唯一最优解18000,)140,0,25,0(**==z X T； (7). 唯一最优解1640,)8.0,1(**==z X T；(8). 有无穷多最优解，其一7,)8.1,8.0(**==z X T； (9). 无可行解；(10). 唯一最优解15,)0,5.2,5.2,5.2(**==z X T； (11). 无界解；(12). 唯一最优解46,)4,0,14(**=-=z X T； (13). 唯一最优解9,)3,0(**-==z X T； (14). 唯一最优解24,)3,0(**==z X T； (15). 唯一最优解5.5,)0,3,5.0(**-==z X T； (16). 有无穷多最优解，其一12,)6,0,6(**==z X T； (17). 唯一最优解368,)4,0,38,0(**-==z X T ； (18). 无界解；(19). 唯一最优解41,)2,11,0(**==z X T； (20). 无可行解；(21). 有无穷多最优解，其一321700,)31,32,0(**==z X T 。