运筹学 线性规划习题解析
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运筹学部分课后习题解答P47 1.1用图解法求解线性规划问题min z=2x 3x24为6x2 _ 6st ]4x1+2x2>4X i,X2 _0解:由图1可知,该问题的可行域为凸集MABC,且可知线段BA上的点都为3最优解,即该问题有无穷多最优解,这时的最优值为%=2 - 3P47 1.3用图解法和单纯形法求解线性规划问题max z=10x1 5x213为4x2乞9a )s.t」5为+2x2兰8x1, x^ 0解:由图1可知,该问题的可行域为凸集OABCO且可知B点为最优值点,即严+4卷=9斗|人3,即最优解为x」1,3(5X1 +2X2 =8 & =2 I 2丿这时的最优值为Z max = 10 1 5 -2 2原问题化成标准型为max z=10x1 5x23\ 4x2 x3 = 9 s.t <5^+2x2 +x4 =8X i,X2,X3,X4 —0z所以有—1,3 ,Z max=10 1 5I 2 丿 2 2P78 2.4已知线性规划问题:max z =2x 4x2x3x4/+3X2+x4兰82咅+x2<6彳x2+X3 +x4兰6X,+ x2+ X3<9XZX, X4 一0求:(1)写出其对偶问题;(2)已知原问题最优解为X^(2,2,410),试根据对偶理论,直接求出对偶问题的最优解。
解:(1)该线性规划问题的对偶问题为:min w =8y, 6y26y39y4\i+2y2 +y4 兰23yr H y<H yr H y^4彳y^y^iy i, y2,y3,y4—0(2)由原问题最优解为X* =(2,2,4,0),根据互补松弛性得:y1 2y2 y4 = 23y1 y2 y a y^4I y a + yU把X* = (2,2,4,0)代入原线性规划问题的约束中得第四个约束取严格不等号,即 2 2 4 =8 < 9 - y4=0y1 2y2 =2从而有+y2 +y a =4L ya =1得Y1 ,Y2 ,Y a = 1,y4 = 05 5所以对偶问题的最优解为y* =(4,3,1,0)T,最优值为W min =165 5P79 2.7考虑如下线性规划问题:min z = 60x i 40x2 80x3” 3x i + 2x2 + X3 兰24x i + X2 + 3x^ > 42x i +2X2 +2x3 兰3x i,x?,x^ >0(1)写出其对偶问题;(2)用对偶单纯形法求解原问题;解:(1)该线性规划问题的对偶问题为:max w = 2% 4y2 3y33% +4y2 +2y3 W60』2% +y2 +2y3 玄40y i 3y2 2y3 — 80[y i,y2,y^0(2)在原问题加入三个松弛变量X4,X5,X6把该线性规划问题化为标准型max z = -60旨-40X2-80X3—3x i — 2x? — X3 + X4 = -2~4x<i — x? — 3X3 + X5 ——4-2 X i — 2 X2 — 2 X3 + = _3X j "j =1川,6x* 5,?,O)T,Z max =60 540 - 80 06 3 6 3 3P81 2.12某厂生产A、B、C三种产品,其所需劳动力、材料等有关数据见下表。
1、图解法适用于含有()个变量的线性规划问题。
正确答案:两或22、线性规划问题的可行解是指满足()的解。
正确答案:所有约束条件3、在线性规划问题的基本解中,所有的非基变量等于()。
正确答案:零或04、若线性规划问题有最优解,则最优解一定可以在可行域的()达到。
正确答案:顶点或极点5、线性规划问题有可行解,则必有()。
正确答案:基可行解6、如果线性规划问题存在目标函数为有限值的最优解,求解时只需在其()的集合中进行搜索即可得到最优解。
正确答案:基可行解7、满足()条件的基本解称为基本可行解。
正确答案:非负8、求解线性规划问题可能的结果有四种,分别是()。
正确答案:无解,有唯一最优解,有无穷多个最优解和退化解9、求一个线性函数在一组()约束条件下的最大化或最小化问题,称为线性规划问题。
正确答案:线性1、若x、y满足约束条件{x≤2 y≤2x+y≥2则z=x+2y的取值范围是()。
A. [2,6]B. [2,5]C. [3,6]D. [3,5]正确答案:A2、为化为标准形式而引入的松弛变量在目标函数中的系数应为()。
A.0B.1C.2D.3正确答案:A3、若线性规划问题没有可行解,可行解集是空集,则此问题()。
A.没有无穷多最优解B.没有最优解C.有无界解D.没有无界解正确答案:B4、在单纯形法计算中,如不按最小比值原则选取换出变量,则在下一个解中()。
A.不影响解的可行性B.至少有一个基变量的值为负C.找不到出基变量D.找不到进基变量正确答案:B5、用单纯形法求解极大化线性规划问题中,若某非基变量检验数为零,而其他非基变量检验数全部<0,则说明本问题()。
A.有惟一最优解B.有多重最优解C.无界D.无解正确答案:B6、单纯形法当中,入基变量的确定应选择检验数()。
A.绝对值最大B.绝对值最小C.正值最大D.负值最小正确答案:C7、在单纯形表的终表中,若非基变量的检验数有0,那么最优解()。
A.不存在B.唯一C.无穷多D.无穷大正确答案:A8、线性规划模型不包括下列()要素。
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。
一、单选题1、线性规划具有唯一最优解是指()。
A.不加入人工变量就可进行单纯形法计算B.最优表中非基变量检验数全部非零C.可行解集合有界D.最优表中存在非基变量的检验数为零正确答案:B2、线性规划具有多重最优解是指()。
A.最优表中存在非基变量的检验数为零B.可行解集合无界C.基变量全部大于零D.目标函数系数与某约束系数对应成比例正确答案:A3使函数z=−x1+x2+2x3减少得最快的方向是()。
A. (1,-1,-2)B. (-1,-1,-2)C. 1,1,2)D. (-1,1,2)正确答案:A4、线性规划的退化基可行解是指()。
A.基可行解中存在为零的非基变量B.基可行解中存在为零的基变量C.非基变量的检验数为零D.所有基变量不等于零正确答案:B5、线性规划无可行解是指()。
A.有两个相同的最小比值B.第一阶段最优目标函数值等于零C.用大M法求解时,最优解中还有非零的人工变量D. 进基列系数非正正确答案:C6、若线性规划不加入人工变量就可以进行单纯形法计算()。
A.一定有最优解B.全部约束是小于等于的形式C.可能无可行解D.一定有可行解正确答案:D7、设线性规划的约束条件为x1+x2+x3=22x1+2x2+x4=4x1,…,x4≥0则非可行解是()。
A. (0,1,1,2)B. (2,0,0,0)C. (1,0,1,0)D. (1,1,0,0)正确答案:C8、线性规划可行域的顶点一定是()。
A.可行解B.非基本解C.非可行解D.最优解正确答案:A9、X是线性规划的基本可行解则有()。
A.X不一定满足约束条件B.X不是基本解C.X中的基变量非零,非基变量为零D.X中的基变量非负,非基变量为零正确答案:D10、下例错误的结论是()。
A.检验数就是目标函数的系数B.检验数是用来检验可行解是否是最优解的数C.不同检验数的定义其检验标准也不同D.检验数是目标函数用非基变量表达的系数正确答案:A11、在解决运筹学问题时,根据对问题内在机理的认识直接构造出模型的方法称为()。
线性规划习题及答案线性规划是运筹学中的一个重要分支,它主要用于解决资源分配问题,以达到最大化或最小化目标函数。
下面是一个线性规划的习题及答案:习题:某工厂生产两种产品A和B,每种产品都需要使用机器时间和劳动力。
产品A每件需要3小时的机器时间和2小时的劳动力,产品B每件需要2小时的机器时间和3小时的劳动力。
工厂每天有24小时的机器时间和18小时的劳动力。
设生产产品A的数量为x,生产产品B的数量为y。
1. 建立目标函数和约束条件。
2. 求解线性规划问题,找出最优生产计划。
答案:1. 目标函数:设目标是最大化利润,产品A的利润为40元/件,产品B的利润为30元/件。
因此,目标函数为:\[ \text{Maximize } P = 40x + 30y \]2. 约束条件:- 机器时间约束:\[ 3x + 2y \leq 24 \]- 劳动力时间约束:\[ 2x + 3y \leq 18 \]- 非负约束:\[ x \geq 0, y \geq 0 \]3. 图解法求解:- 首先在坐标系中画出约束条件所形成的可行域。
- 可行域的顶点坐标为:(0,0), (0,6), (4,2), (8,0)。
- 将这些点代入目标函数计算利润:- P(0,0) = 40*0 + 30*0 = 0- P(0,6) = 40*0 + 30*6 = 180- P(4,2) = 40*4 + 30*2 = 200- P(8,0) = 40*8 + 30*0 = 3204. 最优解:- 通过比较各点的利润,发现当生产8件产品A和0件产品B时,利润最大,为320元。
5. 结论:- 工厂应该生产8件产品A和0件产品B,以实现最大利润320元。
注意:本题答案仅为示例,实际解题时需要根据具体题目条件进行分析和计算。
一、思考题1. 什么是线性规划模型,在模型中各系数的经济意义是什么? 2. 线性规划问题的一般形式有何特征?3. 建立一个实际问题的数学模型一般要几步?4. 两个变量的线性规划问题的图解法的一般步骤是什么?5. 求解线性规划问题时可能出现几种结果,那种结果反映建模时有错误?6. 什么是线性规划的标准型,如何把一个非标准形式的线性规划问题转化成标准形式。
7. 试述线性规划问题的可行解、基础解、基础可行解、最优解、最优基础解的概念及它们之间的相互关系。
8. 试述单纯形法的计算步骤,如何在单纯形表上判别问题具有唯一最优解、有无穷多个最优解、无界解或无可行解。
9. 在什么样的情况下采用人工变量法,人工变量法包括哪两种解法?10.大M 法中,M 的作用是什么?对最小化问题,在目标函数中人工变量的系数取什么?最大化问题呢? 11.什么是单纯形法的两阶段法?两阶段法的第一段是为了解决什么问题?在怎样的情况下,继续第二阶段? 二、判断下列说法是否正确。
1. 线性规划问题的最优解一定在可行域的顶点达到。
2. 线性规划的可行解集是凸集。
3. 如果一个线性规划问题有两个不同的最优解,则它有无穷多个最优解。
4. 线性规划模型中增加一个约束条件,可行域的范围一般将缩小,减少一个约束条件,可行域的范围一般将扩大。
5. 线性规划问题的每一个基本解对应可行域的一个顶点。
6. 如果一个线性规划问题有可行解,那么它必有最优解。
7. 用单纯形法求解标准形式(求最小值)的线性规划问题时,与0>j σ对应的变量都可以被选作换入变量。
8. 单纯形法计算中,如不按最小非负比值原则选出换出变量,则在下一个解中至少有一个基变量的值是负的。
9. 单纯形法计算中,选取最大正检验数k σ对应的变量k x作为换入变量,可使目 标函数值得到最快的减少。
10. 一旦一个人工变量在迭代中变为非基变量后,该变量及相应列的数字可以从单纯形表中删除,而不影响计算结果。
运筹学课后习题及答案运筹学是一门应用数学的学科,旨在通过数学模型和方法来解决实际问题。
在学习运筹学的过程中,课后习题是非常重要的一部分,它不仅可以帮助我们巩固所学的知识,还可以提升我们的解决问题的能力。
下面,我将为大家提供一些运筹学课后习题及答案,希望对大家的学习有所帮助。
1. 线性规划问题线性规划是运筹学中的一个重要分支,它旨在寻找线性目标函数下的最优解。
以下是一个线性规划问题的例子:Max Z = 3x + 4ySubject to:2x + 3y ≤ 10x + y ≥ 5x, y ≥ 0解答:首先,我们可以画出约束条件的图形,如下所示:```y^|5 | /| /| /| /|/+-----------------10 x```通过观察图形,我们可以发现最优解点是(3, 2),此时目标函数取得最大值为Z = 3(3) + 4(2) = 17。
2. 整数规划问题整数规划是线性规划的一种扩展,它要求变量的取值必须是整数。
以下是一个整数规划问题的例子:Max Z = 2x + 3ySubject to:x + y ≤ 52x + y ≤ 8x, y ≥ 0x, y为整数解答:通过计算,我们可以得到以下整数解之一:x = 2, y = 3此时,目标函数取得最大值为Z = 2(2) + 3(3) = 13。
3. 网络流问题网络流问题是运筹学中的另一个重要分支,它研究的是在网络中物体的流动问题。
以下是一个网络流问题的例子:有一个有向图,其中有三个节点S、A、B和一个汇点T。
边的容量和费用如下所示:S -> A: 容量为2,费用为1S -> B: 容量为3,费用为2A -> T: 容量为1,费用为1B -> T: 容量为2,费用为3A -> B: 容量为1,费用为1解答:通过使用最小费用最大流算法,我们可以找到从源点S到汇点T的最小费用流量。
在该例中,最小费用为5,最大流量为3。
运筹学习题解答(c h a p2)(1)(1)(总10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第二章 对偶问题与灵敏度分析一、写出下列线性规划的对偶问题 1、P89,(a)321422min x x x Z ++=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=++≤++≥++.,0,;534;332;243321321321321无约束x x x x x x x x x x x x 解:原模型可化为321422min x x x Z ++=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=++≥≥++.,0,;534;3-3--2-;243321321321321321无约束x x x y y y x x x x x x x x x 于是对偶模型为321532max y y y W +-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+-≤+-≤+-.,0,;4334;243;22321321321321无约束y y y y y y y y y y y y2、P89,(b)321365max x x x Z ++=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≥≤++≥-+-=++.0,0,;8374;35;522321321321321x x x x x x x x x x x x 无约束解:令033≥-='x x 原模型可化为321365max x x x Z '-+=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥'≥≤'+≤'='+.0,0,;83-74;3--5-;52-2321321321321321x x x y y y x x x x x x x x x 无约束于是对偶模型为321835min y y y W +-=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥-≥---≥+-=++.0,,;332;6752;54321321321321y y y y y y y y y y y y 无约束或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤++≥+-=++.0,,;332;6752;54321321321321y y y y y y y y y y y y 无约束二、灵敏度分析1、P92, 线性规划问题213max x x Z +=⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+≤+0,1025;74212121x x x x x x 最优单纯形表如下试用灵敏度分析的方法,分析:(1) 目标函数中的系数21,c c 分别在什么范围内变化,最优解不变 (2) 约束条件右端常数项21,b b 分别在什么范围内变化,最优基保持不变 解:(1) 1c 的分析:要使得最优解不变,则需⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤⨯-⨯+=≤⨯+⨯-=034131003513201413c c σσ 即 ⎪⎩⎪⎨⎧≤≥42511c c 所以:4251≤≤c 时可保持最优解不变。
运筹学习题答案第六章运筹学习题答案第六章第一节:线性规划线性规划是运筹学中的一种重要方法,它通过建立数学模型来解决实际问题。
在第六章中,我们学习了线性规划的基本概念和求解方法。
本节将针对第六章的习题提供详细的解答。
第1题:某公司生产两种产品,产品A和产品B。
每单位产品A的利润为5万元,每单位产品B的利润为4万元。
产品A每单位需要3个工时,产品B每单位需要2个工时。
公司每天有8个小时的工时可用。
求解公司每天应生产多少单位的产品A和产品B,才能使利润最大化?解答:设产品A的产量为x,产品B的产量为y。
根据题意可得以下线性规划模型:目标函数:Max Z = 5x + 4y约束条件:3x + 2y ≤ 8非负约束:x ≥ 0,y ≥ 0根据图形法,我们可以绘制出约束条件的图形,并找到最优解。
通过计算,我们得到最优解为x = 2,y = 1。
即公司每天应生产2个单位的产品A和1个单位的产品B,才能使利润最大化。
第2题:某公司有两个生产车间,分别生产产品A和产品B。
车间1每天可生产产品A 4个单位或产品B 2个单位;车间2每天可生产产品A 3个单位或产品B 6个单位。
产品A的利润为3万元,产品B的利润为2万元。
公司每天有8个小时的工时可用。
求解公司每天应生产多少单位的产品A和产品B,才能使利润最大化?解答:设车间1生产的产品A的单位数为x1,车间2生产的产品A的单位数为x2。
设车间1生产的产品B的单位数为y1,车间2生产的产品B的单位数为y2。
根据题意可得以下线性规划模型:目标函数:Max Z = 3x1 + 2x2 + 2y1 + 3y2约束条件:4x1 + 3x2 ≤ 82x1 + 6x2 ≤ 8非负约束:x1 ≥ 0,x2 ≥ 0,y1 ≥ 0,y2 ≥ 0通过计算,我们得到最优解为x1 = 2,x2 = 0,y1 = 0,y2 = 1。
即公司每天应生产2个单位的产品A和1个单位的产品B,才能使利润最大化。