运筹学 动态规划-作业及答案
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第八章 动态规划一、用逆序法求解下列问题1、P237, 8.1 有600万元资金用于三个工厂的更新改造,投资数以百万元为单位取整数,已知工厂II 的投资不超过300万元,工厂I 和III 的投资均不少于100万元,又不超过400万元,已知各工厂投资更新改造后,每年可增加的效益如下表,试用动态规划方法确定投资分配方案,使预期效益为最大。
(单位:万元)解:该问题可分为3个阶段,分别为分配资金给Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个厂。
设k 为阶段变量,第k 个阶段给第k 个厂分配设备;k S 是第k 个阶段的状态变量,表示可分配给第k 个厂到第3个厂的设备数;k x 是第k 个阶段的决策变量,表示分配给第k 个厂的设备数;状态转移方程:k k k x S S -=+1,并且41=S 。
指标函数:)](),([max )(11+++=k k k k k x k k S f x s r S f k0)(44=S f下面按照逆序解法求解。
第三阶段:500400,300,200,1003,=S 万,33x S =, 第二阶段:500,400,300,2002=S 万。
223x S S -=第1阶段:6001=S 万。
112x S S -=按照与计算相反的顺序可推知有一个最优解:3001=*X ,2002=*X ,1003=*X ,最大利润为25万。
2、P237, 8.2 如图,要铺设一条从A 到E 的输油管线,箭线旁数字为各点间相应距离(km )一个运筹学小组正研究讨论线路选择,使得总距离为最短。
甲提出用求最短距离的Dijkstra 算法求解;乙认为这个问题也可用动态规划方法求解,但丙丁认为从A 到E 经B1、D1的线路,与经B2、C1、D2的线路阶段数不等,故动态规划行不通;丙提出建立整数规划模型求解,甲乙对此持怀疑的态度;丁设想用破圈法或避圈法找出图中最小部分树,树图中A-E 的唯一链即为A 至E 铺设管道的最佳选择,对此甲和乙不同意。
一、用动态规划方法求解下列问题某公司有资金400万元,向A,B,C三个项目追加投资,三个项目可以有不同的投资额度,相应的效益值如下表所示,问如何分配资金,才使总效益值最大?二、推导确定型存贮问题中“不允许缺货,补充需要一定时间”的数学模型。
其中包括:假设条件、库存状态变化分析图、存贮费用分析、最佳经济批量、最小存贮费用三、作图题,请写明步骤1、用避圈法找出下图的最小支撑树,并绘出最小支撑数图2、求出图中从V1~V6的最短路线;四、绘制网络图,计算时间参数,找出关键线路,若资源限量为10人/天,试用资源安排方法求出“资源有限,工期最短”的网络计划。
答案一、用动态规划方法求解下列问题1、解:1、阶段划分:按项目划分为三个阶段;2、状态变量k y ;3、决策变量k x ;4、状态转移方程:k k k x y y -=+15、阶段收益k v —查表6、指标函数:)](max[)(11+++=k k k k k y f v y f7、边界条件:04=fK=3时K=2时K=1时回溯过程:41=y 31=x 12=y 02=x 13=y 13=x万190)(11=y f二、推导确定型存贮问题中“不允许缺货,补充需要一定时间”的数学模型。
其中包括:假设条件、库存状态变化分析图、存贮费用分析、最佳经济批量、最小存贮费用(一)、假设条件:1、补充需要一定的时间;生产(供货)时间T ;速度为P ;2、生产(订购)产量:Q=P ·T3、C 1、C 3为常数,C 2=0,若缺货C 2 ∞004、需求速度:R 是一连续而均衡的常数,R <P ;5、补充周期t :P tR T T P t R Q ⋅=⇒⋅=⋅= PRt T tR T P TR t R T R T P T t R T R P T t R S T R P S =⋅=⋅⋅-⋅=⋅-⋅-⋅=⋅-∴-=⋅-=)()()(;)( (二)、存贮状态变化图(边生产边向外输出)0[0,T] P -R >0[T ,t] S —最大库存量,S <Q (以一个周期内单位库存费用最小为目标)在T 区间内,库存量以P -R 的速率在增加,在t -T 区间内,库存量以R 的速率在减少,因而在T 时间内以(P -R)的速度供应产品应等于在t -T 时间内以R 的速度的需求消耗。
《运筹学》习题答案一、单选题1.用动态规划求解工程线路问题时,什么样的网络问题可以转化为定步数问题求解()BA.任意网络B.无回路有向网络C.混合网络D.容量网络2.通过什么方法或者技巧可以把工程线路问题转化为动态规划问题?()BA.非线性问题的线性化技巧B.静态问题的动态处理C.引入虚拟产地或者销地D.引入人工变量3.静态问题的动态处理最常用的方法是?BA.非线性问题的线性化技巧B.人为的引入时段C.引入虚拟产地或者销地D.网络建模4.串联系统可靠性问题动态规划模型的特点是()DA.状态变量的选取B.决策变量的选取C.有虚拟产地或者销地D.目标函数取乘积形式5.在网络计划技术中,进行时间与成本优化时,一般地说,随着施工周期的缩短,直接费用是( )。
CA.降低的B.不增不减的C.增加的D.难以估计的6.最小枝权树算法是从已接接点出发,把( )的接点连接上CA.最远B.较远C.最近D.较近7.在箭线式网络固中,( )的说法是错误的。
DA.结点不占用时间也不消耗资源B.结点表示前接活动的完成和后续活动的开始C.箭线代表活动D.结点的最早出现时间和最迟出现时间是同一个时间8.如图所示,在锅炉房与各车间之间铺设暖气管最小的管道总长度是( )。
CA.1200B.1400C.1300D.17009.在求最短路线问题中,已知起点到A,B,C三相邻结点的距离分别为15km,20km,25km,则()。
DA.最短路线—定通过A点B.最短路线一定通过B点C.最短路线一定通过C点D.不能判断最短路线通过哪一点10.在一棵树中,如果在某两点间加上条边,则图一定( )AA.存在一个圈B.存在两个圈C.存在三个圈D.不含圈11.网络图关键线路的长度( )工程完工期。
CA.大于B.小于C.等于D.不一定等于12.在计算最大流量时,我们选中的每一条路线( )。
CA.一定是一条最短的路线B.一定不是一条最短的路线C.是使某一条支线流量饱和的路线D.是任一条支路流量都不饱和的路线13.从甲市到乙市之间有—公路网络,为了尽快从甲市驱车赶到乙市,应借用()CA.树的逐步生成法B.求最小技校树法C.求最短路线法D.求最大流量法14.为了在各住宅之间安装一个供水管道.若要求用材料最省,则应使用( )。
运筹学试题及答案一、线性规划试题一某工厂生产A、B两种产品,A产品每件利润为20元,B 产品每件利润为30元。
已知生产一个A产品需10小时,生产一个B产品需15小时。
某次生产过程中,工厂共有50个小时可用于生产,且设定A产品的最少需求量为20件,B产品的最少需求量为15件。
问应该生产多少件A产品和多少件B产品,才能使得工厂的利润最大化?答案一为了使工厂的利润最大化,我们需要建立一个数学模型来描述这个问题。
设工厂生产的A产品数量为x,B产品数量为x。
根据题目中的要求,可得以下条件:1.$10x+15y\\leq50$ (生产时间的限制)2.$x\\geq20$ (A产品的最少需求量)3.$y\\geq15$ (B产品的最少需求量)另外,我们还需要定义目标函数,即使工厂利润最大化:$max\\ Z = 20x+30y$根据以上条件和目标函数,可以得到如下线性规划模型:$max\\ Z = 20x+30y$$\\begin{cases} 10x+15y\\leq50\\\\ x\\geq20\\\\y\\geq15\\\\ x,y\\geq0 \\end{cases}$以上模型可以通过线性规划求解软件进行求解,得到最优解。
试题二某公司有甲、乙、丙三个工厂,每个工厂都可以制造产品A和产品B。
甲工厂每天制造产品A的数量最多为80件,产品B的数量最多为100件;乙工厂每天制造产品A的数量最多为60件,产品B的数量最多为40件;丙工厂每天制造产品A的数量最多为50件,产品B的数量最多为70件。
公司有订单,要求每天至少制造产品A的30件,产品B的50件。
甲工厂生产产品A的成本为5元,产品B的成本为4元;乙工厂生产产品A的成本为4元,产品B的成本为3元;丙工厂生产产品A的成本为3元,产品B的成本为2元。
问如何安排存货以使公司在利润最大化的前提下能够满足订单需求?答案二为了使公司在利润最大化的前提下满足订单需求,我们需要建立一个数学模型来描述这个问题。
动态规划动态规划是运筹学的一个分支,它是解决多阶段决策过程最优化问题的一种方法。
该方法是由美国数学家贝尔曼(R.Bellman)等人在本世纪50年代初提出的。
他们针对多阶段决策问题的特点,提出了解决这类问题的“最优化原理”,并成功地解决了生产管理、工程技术等方面的许多实际问题,从而建立了运筹学的一个新分支——动态规划。
他的名著《动态规划》于1957年出版,该书是动态规划的第一本著作。
动态规划是现代企业管理中的一种重要决策方法,在工程技术、经济管理、工农业生产及军事及其它部们都有广泛的应用,并且获得了显著的效果。
动态规划可用于解决最优路径问题、资源分配问题、生产计划与库存问题、投资分配问题、装载问题、设备更新与维修问题、排序问题及生产过程的最优控制等。
由于它所具有独特的解题思路,在处理某些优化问题时,常常比线性规划或非线性规划方法更有效。
第一节动态规划的基本方法多阶段决策的实际问题很多,下面通过具体例子,说明什么是动态规划模型及其求解方法。
例1:最短路线问题某工厂需要把一批货物从城市A运到城市E,中间可经过B1 、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2等城市,各城市之间的交通线和距离如下图所示,问应该选择一条什么路线,使得从A到E的距离最短?下面引进几个动态规划的基本概念和相关符号。
(1)阶段(Stage)把所给问题的过程,按时间和空间特征划分成若干个相互联系的阶段,以便按次序去求每个阶段的解,阶段总数一般用字母n表示,用字母k表示阶段变量。
如例l中 (最短路线问题)可看作是n=4阶段的动态规划问题,k=2表示处于第二阶段。
(2)状态(State)状态表示每个阶段开始时系统所处的自然状况或客观条件,它描述了研究问题过程状况。
描述各阶段状态的变量称为状态变量,常用字母sk表示第k阶段的状态变量,状态变量的取值范围称为状态集,用Sk表示。
如例l中,第一阶段的状态为A(即出发位置)。
第二阶段有三个状态:B1 、B2、B3,状态变量s2=B2表示第2阶段系统所处的位置是B2。
《运筹学》习题与答案(解答仅供参考)一、名词解释1. 线性规划:线性规划是运筹学的一个重要分支,它主要研究在一系列线性约束条件下,如何使某个线性目标函数达到最大值或最小值的问题。
2. 动态规划:动态规划是一种解决多阶段决策问题的优化方法,通过把原问题分解为相互联系的子问题来求解,对每一个子问题只解一次,并将其结果保存起来以备后续使用,避免了重复计算。
3. 整数规划:整数规划是在线性规划的基础上,要求决策变量取值为整数的一种优化模型,用于解决实际问题中决策变量只能取整数值的情形。
4. 马尔可夫决策过程:马尔可夫决策过程是一种随机环境下的决策模型,其中系统的状态转移具有无后效性(即下一状态的概率分布仅与当前状态有关),通过对每个状态采取不同的策略(行动)以最大化期望收益。
5. 最小费用流问题:最小费用流问题是指在网络流模型中,每条边都有一个容量限制和单位流量的成本,寻找满足所有节点流量平衡的同时使得总成本最小的流方案。
二、填空题1. 运筹学的主要研究对象是系统最优化问题,其核心在于寻求在各种(约束条件)下实现(目标函数)最优的方法。
2. 在运输问题中,供需平衡指的是每个(供应地)的供应量之和等于每个(需求地)的需求量之和。
3. 博弈论中的纳什均衡是指在一个博弈过程中,对于各个参与者来说,当其他所有人都不改变策略时,没有人有动机改变自己的策略,此时的策略组合构成了一个(纳什均衡)。
4. 在网络计划技术中,关键路径是指从开始节点到结束节点的所有路径中,具有最长(总工期)的路径。
5. 对于一个非负矩阵A,如果存在一个非负矩阵B,使得AB=BA=A,则称A为(幂等矩阵)。
三、单项选择题1. 下列哪项不是线性规划的标准形式所具备的特点?(D)A. 目标函数是线性的B. 约束条件是线性的C. 决策变量非负D. 变量系数可以为复数2. 当线性规划问题的一个基解满足所有非基变量的检验数都非正时,那么该基解(C)。
A. 不是可行解B. 是唯一最优解C. 是局部最优解D. 不一定是可行解3. 下列哪种情况适合用动态规划法求解?(B)A. 问题无重叠子问题B. 问题具有最优子结构C. 问题不能分解为多个独立子问题D. 子问题之间不存在关联性4. 在运输问题中,如果某条路线的运输量已经达到了其最大运输能力,我们称这条路线处于(A)状态。
第一部分绪论第二部分线性规划与单纯形法1 判断下列说法是否正确:(a)图解法同单纯形法虽然求解的形式不同,但从几何上理解,两者是一致的;(b)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;(c)线性规划问题的每一个基解对应可行域的一个顶点;(d)如线性规划问题存在可行域,则可行域一定包含坐标的原点;(e)对取值无约束的变量x i,通常令其中,在用单纯形法求得的最优解中有可能同时出现(f)用单纯形法求解标准型的线性规划问题时,与对应的变量都可以被选作换入变量;(g)单纯形法计算中,如不按最小比值原则选取换出变量,则在下一个解中至少有一个基变量的值为负;(h)单纯形法计算中,选取最大正检验数δk对应的变量x k作为换入变量,将使目标函数值得到最快的增长;(i)一旦一个人工变量在迭代中变为非基变量后,则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;(j)线性规划问题的任一可行解都可以用全部基可行解的线性组合表示;(k)若x1,x2分别是某一线性规划问题的最优解,则也是该线性规划问题的最优解,其中λ1,λ2可以为任意正的实数;(1)线性规划用两阶段法求解时,第一阶段的目标函数通常写为X ai为人工变量),但也可写为,只要所有k i均为大于零的常数;(m)对一个有n个变量、m个约束的标准型的线性规划问题,其可行域的顶点恰好为个;(n)单纯形法的迭代计算过程是从一个可行解转转换到目标函数值更大的另一个可行解;(o)线性规划问题的可行解如为最优解,则该可行解一定是基可行解;(p)若线性规划问题具有可行解,且其可行域有界,则该线性规划问题最多具有有限个数的最优解;(q)线性规划可行域的某一顶点若其目标函数值优于相邻的所有顶点的目标函数值,则该顶点处的目标函数值达到最优;(r)将线性规划约束条件的“≤”号及“≥”号变换成“=”号,将使问题的最优目标函数值得到改善;(s)线性规划目标函数中系数最大的变量在最优解中总是取正的值;(t)一个企业利用3种资源生产4种产品,建立线性规划模型求解得到的最优解中,最多只含有3种产品的组合;(u)若线性规划问题的可行域可以伸展到无限,则该问题一定具有无界解;(v)一个线性规划问题求解时的迭代工作量主要取决于变量数的多少,与约束条件的数量关系相对较小。
运筹练习题及答案运筹学是应用数学的一个分支,它主要研究如何在有限资源下,通过合理规划和决策来达到最优效果。
以下是一些运筹练习题及答案,供学习者练习和参考。
练习题1:线性规划问题某工厂生产A和B两种产品,每种产品都需要使用机器和劳动力。
生产1单位A产品需要1小时机器时间和2小时劳动力,生产1单位B产品需要2小时机器时间和1小时劳动力。
工厂每天有10小时机器时间和15小时劳动力。
如果A产品的利润是3元,B产品的利润是5元,问如何安排生产计划以使总利润最大化?答案:设生产A产品的数量为x,B产品的数量为y。
目标函数:最大化利润 Z = 3x + 5y约束条件:1. 机器时间:x + 2y ≤ 102. 劳动力时间:2x + y ≤ 153. 非负性:x ≥ 0, y ≥ 0通过图解法或单纯形法,我们可以得到最优解为x = 4, y = 3,此时最大利润为34元。
练习题2:整数规划问题一家公司需要安排10名员工在5个不同的部门工作。
每个部门至少需要1名员工,且每个员工只能在一个部门工作。
部门A需要至少3名员工,部门B需要至少2名员工,部门C需要1名员工,部门D和E 各需要至少1名员工。
问如何分配员工以满足所有部门的需求?答案:设部门A、B、C、D、E分别分配的员工数为x1, x2, x3, x4, x5。
目标函数:满足所有部门需求,无直接利润最大化。
约束条件:1. x1 + x2 + x3 + x4 + x5 = 102. x1 ≥ 33. x2 ≥ 24. x3 = 15. x4 = 16. x5 = 1通过枚举法或整数规划算法,我们可以得到一种分配方案为:部门A 分配3人,B分配2人,C、D、E各分配1人。
练习题3:网络流问题某公司有3个仓库和4个销售点,每个销售点每天对产品的需求量已知。
公司需要决定如何从仓库向销售点分配产品,以满足所有销售点的需求,同时使总运输成本最小。
答案:设仓库i向销售点j的运输量为x_ij,运输成本为c_ij。
习题七7.1 计算如图所示的从 A 到 E 的最短路线及其长度(单位:km ):( 1) 用逆推解法; 2 用标号法。
3 B 14D 1423C 13A2115D 21EB 2335 C 24 2 351 B 3 3D 37.2 用动态规划方法求解下列问题( 1) max z =x 12 x 2x 33 x 1+x 2+x 3 ≤6 x j ≥0 (j =1,2,3)( 2)min z = 3x 12+4x 22 + x 32x x x91 2 3 ≥x j ≥ 0(j =1,2,3)7.3 利用动态规划方法证明平均值不等式:(x 1x 2x n )1x n ) n设i ≥, = , ,⋯,n 。
n(x 1 x 2x0i127.4 考虑一个有 m 个产地和 n 个销地的运输问题。
设a i (i =1,2,⋯, m )为 产地 i 可发运的物资数,b j (j =1,2,⋯, n )为销地 j 所需要的物资数。
又从产地i 到销地 j 发运 x ij 单位物资所需的费用为h ij ( x ij ),试将此问题建立动态规划的模型。
7.5 某公司在今后三年的每一年的开头将资金投入A 或B 项工程, 年末的回收及其概率如下表所示。
每年至多做一项投资,每次只能投入 1000 万元。
求出三年后所拥有的期望金额达到最大的投资方案。
投 资回 收概 率 A 00.42000 0.6 B1000 0.920000.17.6 某公司有三个工厂,它们都可以考虑改造扩建。
每个工厂都有若干种方案可供选择,各种方案的投资及所能取得的收益如下表所示 (单位:千万元 )。
现公司有资 金 5 千万元,问应如何分配投资使公司的总收益最大?m ij工厂 i = l工厂 i =2 工厂 i = 3c(投资 )R(收益 )c(投资 )R(收益 )c(投资 )R(收益 )1 0 0 0 0 0 0 215281332639——4——412——7.7某厂准备连续 3 个月生产 A 种产品,每月初开始生产。
动态规划一、填空题1.一个过程的最优策略具有这样的性质,无论其初始状态及其初始决策如何,其以后诸决策对以第一个决策所形成的状态作为初始状态而言,必须构成( )。
2.下列规划问题⎪⎩⎪⎨⎧=≥>==∑∑==),,1(,0)0(,.)(max 11n i x b b x t s x g z ini ini i i 的动态规划的基本方程为( )3.动态规划研究的是( )问题。
4.多阶段决策问题是指( )一类活动过程。
5.旅行售货员问题的动态规划问题模型是( )。
6.多阶段资源分配问题其递推公式是( )。
二、简答题1. 简述动态规划方法的基本思想。
2. 简要说出给一个实际问题建立动态规划模型要做到的几点。
3. 简要阐述动态规划和静态规划的关系。
4. 最短线路问题我们可将所在位置即顶点v 表示状态,请说出旅行售货员问题中为什么不能这样做? 5.对于多阶段资源分配问题,当)(),(y h y g 是很复杂函数时,其解不容易找,请简要说明为什么当)(),(y h y g 为凸函数,且0)0()0(==h g 时我们能求其解。
6.简要阐述策略空间迭代法的基本思想。
三、计算题 1.设某台机床每天可用工时5小时,生产每单位产品A 或B 都需要1小时,其成本分别为4元和3元。
已知各种单位产品的售价与该产品的产量具有如下线性关系:产品A 1112x P -=产品B 22213x P -=其中x 1 ,x 2分别为产品AB 的产量.问如果要求机床每天必须工作5小时,产品A 或B 各应生产多少,才能使总的利润最大?2.有一石油输送管道网络图如下: 75设A 地为出发地,E 为目的地,B 、C 、D 分别为三个必须建立油泵加压站的地区,其中的B 1 、B 2 、B 3 、C 1 、C 2、C 3、D 1 、D 2分别为可供选择的各站站位。
图中的线段表示管道可铺设的位置,线段旁的数字表示铺设管线所需的费用。
问如何铺设才能使总费用最省?3.有一部货车每天沿着公路的四个零售店卸下6箱货物,如果各零售店因出售该货物所得的利润如下表所示,试求在各零售店各卸下几箱,能使获得总利润最大?其值是多少?4.用动态规划解下列问题⎪⎩⎪⎨⎧≤+≤++=为非负整数21212121,152582.78max x x x x x x t s x x z5.某单位有资源单位100,拟分4个周期使用,在每个周期有生产任务A ,B ,把资源用于A 生产任务,每单位能获利10元,资源回收率为2/3,资源用于B 生产任务,每单位能获利7元,资源回收率为9/10,问每个周期应如何分配资源,使总收益最大?。
DP1. 下列关于动态规划问题的说法不正确的是( )。
A .应用推理或逆推法可能会得出不同的最优解 B .状态变量应具有无后效性C .动态规划模型中,阶段是按时间或空间划分的D .问题的阶段数等于问题中的子问题的数目2. 用动态规划方法求解多阶段问题时,指标函数应满足( )。
A .定义在全过程和后部子过程上的数量函数 B .具有可分离性,满足递推关系 C .严格单调D .以上A 、B 、C 都是3. 下述的( )不能设为动态规划中的状态变量。
A .生产企业某种产品的每月月初库存 B .某种设备每年年末的可利用量 C .送货车辆行驶过的路程 D .送货车辆行驶时的速度4. 某求极大值的线性规划问题的单纯形表如下:其中d 、1a 、1c 为待定常数。
该线性规划问题无界的时候,满足下面( )。
A .110,00d c a ≥<<且 B .110,00d c a ≥=>且 C .110,00d c a ≥><且 D .110,00d c a <>>且一、某投资者有总数为40万元的固定资金,他可在三个不同的投资机会中投资(比如,股票、银行、土地),投资额分别为(1,2,3)i x i =。
假定他做过预测,知道从每项投资中可获得效益分别为111()g x x =,2222()g x x =,333()g x x =,问如何分配投资数额才能使从所有投资中获得的总效益最大? 二、某公司现有资金5千万元,拟对3个分公司增加投资,已知投资所获年效益如下表所示,问公司如何应对分配资金,才能使公司总的年收益最大?(用动态规划方法求解)三、某农业种植基地有某种肥料共5单位,准备供给三块农田施用,每块农田至少需要一个单位的肥料,肥料必须按整数单位施用。
每块农田施肥数量与增产数量关系如下表所示。
试求对每块田施多少单位的肥料,才使总的增产量最多。
要求:用动态规划方法求解,有必要的求解过程。
一、判断题1.动态规划分为线性动态规划和非线性动态规划。
()正确答案:×2.对于一个动态规划问题,应用顺推法和逆推法可能会得到不同的最优解。
()正确答案:×3.在用动态规划解题时,定义状态时应保证各个阶段中所做的决策的相互独立性。
()正确答案:√4.动态规划计算中的“维数障碍”主要是由问题中阶段数的急剧增加而引起的。
()正确答案:×二、选择题1.关于图论中图的概念,以下叙述()正确。
A.图中的有向边表示研究对象,结点表示衔接关系。
B.图中的点表示研究对象,边表示点与点之间的关系。
C.图中任意两点之间必有边。
D.图的边数必定等于点数减1。
正确答案:B2. 关于树的概念,以下叙述()正确。
A.树中的点数等于边数减1B.连通无圈的图必定是树C.含n个点的树是唯一的D.任一树中,去掉一条边仍为树。
正确答案:B3. 一个连通图中的最小树()。
A.是唯一确定的B.可能不唯一C.可能不存在D.一定有多个。
正确答案:B4.关于最大流量问题,以下叙述()正确。
A.一个容量网络的最大流是唯一确定的B.达到最大流的方案是唯一的C.当用标号法求最大流时,可能得到不同的最大流方案D.当最大流方案不唯一时,得到的最大流量应相同。
正确答案:D5. 图论中的图,以下叙述()不正确。
A.图论中点表示研究对象,边或有向边表示研究对象之间的特定关系。
B.图论中的图,用点与点的相互位置,边的长短曲直来表示研究对象的相互关系。
C.图论中的边表示研究对象,点表示研究对象之间的特定关系。
D.图论中的图,可以改变点与点的相互位置。
只要不改变点与点的连接关系。
正确答案:C6. 关于最小树,以下叙述()正确。
A.最小树是一个网络中连通所有点而边数最少的图B.最小树是一个网络中连通所有的点,而权数最少的图C.一个网络中的最大权边必不包含在其最小树内D.一个网络的最小树一般是不唯一的。
正确答案:B7.关于可行流,以下叙述()不正确。
11.2-2.The sales manager for a publisher of college textbooks has six traveling salespeople to assign to three different regions of the country. She has decided that each region should be assigned at least one salesperson and that each individual salesperson should be restricted to one of the regions, but now she wants to determine how many salespeople should be assigned to the respective regions in order to maximize sales.The next table gives the estimated increase in sales (in appropriate units) in each region if it were allocated various numbers of salespeople:Region Salespersons1 2 3 1 35 21 28 2 48 42 41 3 70 56 63 4 897075(a)Use dynamic programming to solve this problem. Instead of using the usual tables, show your work graphically by constructing and filling in a network such as the one shown for Prob. 11.2-1. Proceed as in Prob. 11.2-1b by solving forfor each node (except the terminal node) and writing its value by thenode. Draw an arrowhead to show the optimal link (or links in case of a tie) to take out of each node. Finally, identify the resulting optimal path (or paths) through the network and the corresponding optimal solution (or solutions).(b) Use dynamic programming to solve this problem by constructing the usual tables for n = 3, n = 2, and n = 1.Solution: let the Sn=number of salesperson still available for allocation to remaining regions(n=1,2,3)Xn=number of salesperson allocation to region n s 1=6 1≤x 1≤s 1 s 2=6-x 1 1≤ x 2≤s 2 s 3=6-x 1-x 2 1≤ x 3=s 3s 2=s 1-x 1 s 3=s 2−x 2P(s i , x i )=the measure of performance maximize=∑P(s i ,x i )3i=1f n∗s n=max{ P(s n,x n)+ f n+1∗s n+1}f4∗s4=0S3F3X3128 1241 2363 3475 4f2s2 x21234f2x2 249491 36270702 484838484 1 or 3 59610597981052s1 x11234f1x1 6140132140138140 1 or 3So x1=1 , x2=1 or 3 , x3=4or 2 orx1=3 , x2=2 , x3=1Sales is 140.11.3-3.A college student has 7 days remaining before final examinations begin in her four courses, and she wants to allocate this study time as effectively as possible. She needs at least 1 day on each course, and she likes to concentrate on just one course each day, so she wants to allocate 1, 2, 3, or 4 days to each course. Having recently taken an OR course, she decides to use dynamic programming to make these allocations to maximize the total grade points to be obtained from the four courses. She estimates that the alternative allocations for each course would yield the number of grade points shown in the following table:Estimated Grade PointsCourseStudy Days 1 2 3 41 3 52 6 2 5 5 4 73 6 6 7 9 47989Solve this problem by dynamic programming.Solution:Let the s n =the number of day still available for allocation to remaining course(n=1,2,3,4) x n =the number of day allocation to course ns 1=7 1≤x 1≤s 1 s 2=7-x 1 1≤ x 2≤s 2 s 3=7-x 1−x 2 1≤ x 3≤s 3 s 4=7-x 1−x 2−x 3 1≤ x 4=s 4s 2=s 1-x 1 s 3=s 2−x 2 s 4=s 3−x 3P(s i , x i ) is the measure of performance Maximize = ∑P(s i ,x i )4i=1f n ∗s n =max{ P(s n ,x n )+ f n+1∗s n+1} f 5∗s 5=0 s 4f 4x 41 6 12 7 23 9 34 94 fs 3 x 3 1 2 3 4 f 3x 32 8 8 13 9 10 10 24 11 11 13 13 35 11131414143 or 4fs 2 x 2 1 2 3 4 f 2x 23 13 13 1 4151315 15181514181 619181617191s1 x11234f1x1 722232120232Sox1=2,x2=1,x3=3,x4=1The total grade point is 23.11.3-4.A political campaign is entering its final stage, and polls indicate a very close election. One of the candidates has enough funds left to purchase TV time for a total of five prime-time commercials on TV stations located in four different areas. Based on polling information, an estimate has been made of the number of additional votes that can be won in the different broadcasting areas depending upon the number of commercials run. These estimates are given in the following table in thousands of votes:AreaCommercials 1 2 3 40 0 0 0 01 4 6 5 32 7 8 9 73 9 10 11 124 12 11 10 145 15 12 9 16Use dynamic programming to determine how the five commercials should be distributed among the four areas in order to maximize the estimated number of votes won.Solution:Let the s n=the number of commercials still available for allocation to remaining area (n=1,2,3,4) x n=the number of commercials allocation to area ns1=5 0≤x1≤s1s2=5-x1 0≤x2≤s2s3=5-x1−x20≤x3≤s3s 4=5-x 1−x 2−x 3 0≤ x 4=s 4s 2=s 1-x 1 s 3=s 2−x 2 s 4=s 3−x 3P(s i , x i ) is the measure of performance Maximize = ∑P(s i ,x i )4i=1f n ∗s n =max{ P(s n ,x n )+ f n+1∗s n+1} f 5∗s 5=0 s 4f 4x 40 0 0 1 3 1 2 7 2 3 12 3 4 14 4 5 165fs 3 x 3 0 1 2 3 4 5 f 3x 30 0 0 0 1 3 5 5 1 2 7 8 9 9 2 3 12 12 12 11 12 0or1or2 4 14 17 16 14 10 17 1 5 1619211819921 2fs 2 x 2 0 1 2 3 4 5 f 2x 2 0 0 0 0 1 5 6 6 1 2 9 11 8 11 1 3 12 15 13 10 15 1 4 17 18 17 15 11 18 1 5 21 232019161223 1fs 1 x 1 0 1 2 3 4 5 f 1 x 1 5 23222220181523 0So x 1=0,x 2=1,x 3=1,x 4=3, the won number of votes is 23.11.3-5.A county chairwoman of a certain political party is making plans for an upcoming presidential election. She has received the services of six volunteer workers for precinct work, and she wants to assign them to four precincts in such a way as to maximize their effectiveness. She feels that it would be inefficient to assign a worker to more than one precinct, but she is willing to assign no workers to any one of the precincts if they can accomplish more in other precincts.The following table gives the estimated increase in the number of votes for the party's candidate in each precinct if it were allocated various numbers of workers:PrecinctWorkers 1 2 3 40 0 0 0 01 4 7 5 62 9 11 10 113 15 16 15 144 18 18 18 165 22 20 21 176 24 21 22 18This problem has several optimal solutions for how many of the six workers should be assigned to each of the four precincts to maximize the total estimated increase in the plurality of the party's candidate. Use dynamic programming to find all of them so the chairwoman can make the final selection based on other factors.Solution:let the s n=the number of workers still available for allocation to remaining precinct (n=1,2,3,4)x n=the number of workers allocation to precinct ns1=6 0≤x1≤s1s2=6-x1 0≤x2≤s2s3=6-x1−x20≤x3≤s3s4=6-x1−x2−x30≤x4=s4s 2=s 1-x 1 s 3=s 2−x 2 s 4=s 3−x 3P(s i , x i ) is the measure of performance Maximize = ∑P(s i ,x i )4i=1f n ∗s n =max{ P(s n ,x n )+ f n+1∗s n+1} f 5∗s 5=0 s 4f 4x 40 0 0 1 6 1 2 11 2 3 14 3 4 16 4 5 17 5 6 186fs 3 x 3 0 1 2 3 4 5 6 f 3x 30 0 0 0 1 6 5 6 0 2 11 11 10 11 0or1 3 14 16 16 15 16 1or2 4 16 19 21 21 18 21 2or3 5 17 21 24 26 24 21 26 3 6 18 22262929272229 3or4 fs 2 x 2 01 2 3 4 5 6 f 2x 2 0 0 0 0 1 6 7 7 1 2 11 13 11 13 1 3 16 18 17 16 18 1 4 21 23 22 22 18 23 1 5 26 28 27 27 24 20 28 1 6 2933323229262133 1fs 3 x 3 0 1 2 3 4 5 6 f 3 x 3 6 33 32323331292433 0or3So the optimal solutions followx 1=0,x2=1,x3=3,x4=2 orx1=3,x2=1,x3=1,x4=1 orx1=3,x2=1,x3=0,x4=2The total estimated increase in the plurality of the party's candidate is 33.。
《运筹学》第五章习题1.思考题(1)试述动态规划的“最优化原理”及它同动态规划基本方程之间的关系。
(2)动态规划的阶段如何划分?(3)试述用动态规划求解最短路问题的方法和步骤。
(4)试解释状态、决策、策略、最优策略、状态转移方程、指标函数、最优值函数、边界函数等概念。
(5)试述建立动态规划模型的基本方法。
(6)试述动态规划方法的基本思想、动态规划的基本方程的结构及正确写出动态规划基本方程的关键步骤。
2.判断下列说法是否正确(1)动态规划分为线性动态规划和非线性动态规划。
(2)动态规划只是用来解决和时间有关的问题。
(3)对于一个动态规划问题,应用顺推法和逆推法可能会得到不同的最优解。
(4)在用动态规划的解题时,定义状态时应保证各个阶段中所做的决策的相互独立性。
(5)在动态规划模型中,问题的阶段等于问题的子问题的数目。
(6)动态规划计算中的“维数障碍”,主要是由于问题中阶段数的急剧增加而引起的。
3.计算下图所示的从A 到E 的最短路问题4.计算下图所示的从A 到E 的最短路问题5.计算从A 到B、C、D 的最短路线。
已知各线段的长度如下图所示。
6.设某油田要向一炼油厂用管道供应油料,管道铺设途中要经过八个城镇,各城镇间的路程如下图所示,选择怎样的路线铺设,才使总路程最短?7.用动态规划求解下列各题(1).222211295max x x x x z -+-=;⎩⎨⎧≥≤+0,52121x x x x ;(2).33221max x x x z =⎩⎨⎧≥≤++0,,6321321x x x x x x ;8.某人外出旅游,需将3种物品装入背包,但背包重量有限制,总重量不超过10千克。
物品重量及其价值等数据见下表。
试问每种物品装多少件,使整个 背包的价值最大?913 千克。
物品重量及其价值的关系如表所示。
试问如何装这些物品,使整个背包 价值最大?10 量和相应单位价值如下表所示,应如何装载可使总价值最大?303011 底交货量,该厂的生产能力为每月600件,该厂仓库的存货能力为300件,又 每生产100件产品的费用为1000元。
运筹学要求:一、独立完成,下面已将五组题目列出,请按照学院平台指定..的做题组数作答,每人只答一组题目........,多答无效....,满分100分; 平台查看做题组数操作:学生登录学院平台→系统登录→学生登录→课程考试→离线考核→离线考核课程查看→做题组数,显示的数字为此次离线考核所应做哪一组题的标识;例如:“做题组数”标为1,代表学生应作答“第一组”试题; 二、答题步骤:1. 使用A4纸打印学院指定答题纸(答题纸请详见附件);2. 在答题纸上使用黑色水笔....按题目要求手写..作答;答题纸上全部信息要求手写,包括学号、姓名等基本信息和答题内容,请写明题型、题号; 三、提交方式:请将作答完成后的整页答题纸以图片形式依次粘贴在一个.......Word .... 文档中...上传(只粘贴部分内容的图片不给分),图片请保持正向、清晰; 1. 完成的作业应另存为保存类型是“.........Word97......-.2003....”.提交; 2. 上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.doc ”;3. 文件容量大小:不得超过20MB 。
提示:未按要求作答题目的作业及雷同作业,成绩以....................0.分记..!题目如下: 第一组:计算题(每小题25分,共100分)1、下图为动态规划的一个图示模型,边上的数字为两点间的距离,请用逆推法求出S 至F 点的最短路径及最短路长。
B 1 S A 24 9B 38 C 2 11F C 1 9 5A 1 8 7 11 1214 6 B 2 10558答案:2、自已选用适当的方法,对下图求最小(生成树)。
答案:3、设有某种肥料共6个单位,准备给4块粮田用,其每块粮田施肥数量与增产粮食的关系如下表所示。
试求对每块田施多少单位重量的肥料,才能使总的粮食增产最多。
施 肥 粮 田 1 2 3 4 1 20 25 18 28 2 42 45 39 47 3 60 57 61 65 4 75 65 78 74 5 85 70 90 80 690739585答案:V 1 2 3 3 52 3 356V 3V 2 V 4 V 5 V 64、求下面问题的对偶规划 极大化12343257z x x x x =--+1234134123423272+223248x x x x x x x x x x x ⎧⎪⎨⎪⎩+-+≥---≤--+-≥12340,0,0,x x x x ≥≥≤无非负限制。
1
第五章 动态规划作业题及答案
1.用动态规划法求解求最短路径
从起点A 到终点E 之间各点的距离如图所示。
求A 到E 的最短路径。
B A
C B
D B C D E
C 21
23
12
31
2
5
11214
10610
41312113
96
5810
5
2
2.用动态规划法求解资源分配问题
有资金4万元,投资A 、B 、C 三个项目,每个项目的投资效益与投入该项目的资金有关。
三个项目A 、B 、C 的投资效益(万吨)和投入资金(万元)的关系见下表:
用动态规划法求解对三个项目的最优投资分配,使总投资效益最大。
3.用动态规划法求解生产库存问题
一个工厂生产某种产品,1~7月份生产成本和产品需求量的变化情况如下表:
为了调节生产生产和需求,工厂设有一个产品仓库,库容量H=9。
已知期初库存量为2,要求期末(七月低)库存量为0。
每个月生产的产品在月末入库,月初根据当月需求发货。
求七个月的生产量,能满足各月的需求,并使生产成本最低。
4.用动态规划法求解背包问题
第i 种每件价值c 1=65,c 2=85,c 3=40元; 第i 种物品每件重量为:w 1=2,w 2=3,w 3=1公斤;现有一只可装载重量为5公斤的背包,求各种物品应各取多少件放入背包,使背包中物品的价值最高。