运筹学第二章作业的参考答案要点

  • 格式:doc
  • 大小:1.03 MB
  • 文档页数:20

1

第二章作业的参考答案

73P 4、将下面的线性规划问题化成标准形式

613032632..2max21321321321xxxxxxxxtsxxx

解:将max 化为 min,3x用54xx代替,则

0,61303)(26)(32..)(2min5421542154215421xxxxxxxxxxxxtsxxxx

令122xx,则

0,70303)()1(26)(3)1(2..)(21min5421542154215421xxxxxxxxxxxxtsxxxx

将线性不等式化成线性等式,则可得原问题的标准形式 2 0,,,,,,,73424332..122min98765421928175421654215421xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxtsxxxx

73P 5、用图解法求解下列线性规划问题:

(1)212620..3min212121xxxxtsxx

解:图2.1的阴影部分为此问题的可行区域。将目标函数的等值线cxx213(c为常数)沿它的负法线方向T),(31移动到可行区域的边界上。于是交点T),(812就是该问题的最优解,其最优值为36。

等值线

20 12 8 X2

o X1 法线方向

图2.1

注:用图解法求解线性规划问题的步骤

① 比较准确地画出可行区域;

② 确定等值线及其法线方向;

③ 由max 或min 确定等值线的移动方向,并将其移动到可行区域的边界上;

④ 得出结论。 3 74P 12、对于下面的线性规划问题,以),,(632AAAB为基写出对应的典式。

6,,1,010 83412 427 23..2min63215214321321jxxxxxxxxxxxxtsxxxj

解:先将方程组中基变量632,,xxx的系数向量化成单位向量

6,,1,039 47 4 2253 41 215 81 21 45..2min65415215431321jxxxxxxxxxxxxtsxxxj

利用线性方程组的典式,把32,xx用541,,xxx表示,再带入目标函数,则可得原问题相应于基),,(632AAAB的典式

6,,1,039 47 4 2253 41 215 81 21 45..8321451min65415215431541jxxxxxxxxxxxxtsxxxj

4 75P 16、用单纯形法求解下列线性规划问题:

(1)3,2,1,020102603..2min321321321321jxxxxxxxxxxtsxxxzj

解:将此问题化成标准形式

6,5,4,3,2,1,020102603..2min632153214321321jxxxxxxxxxxxxxtsxxxzj

以654,,xxx为基变量,可得第一张单纯形表为

以1x为进基变量,5x为离基变量旋转得 1x 2x 3x 4x 5x 6x RHS

z 2 1 -1 0 0 0 0

4x 3 1 1 1 0 0 60

5x 1 -1 2 0 1 0 10

6x 1 1 -1 0 0 1 20 注意单纯形表的格式!

注:要用记号把转轴元标出来 注(零行元素的获得):先将目标函数化成求最小值的形式,再把所有变量移到等式左边,常数移到等式右边。则变量前的系数为零行对应的元素。 5

以2x为进基变量,6x为离基变量旋转得

解为Tx)0,5,15(*,最所以最优优值为-35。

注:用单纯形法求解线性规划问题的步骤

Ⅰ、将问题化成标准形式;

Ⅱ、找出初始解;

Ⅲ、写出第一张单纯形表,并化成典式;

Ⅳ、判定和迭代。

① 判定:<1> 最优解(检验数向量0);<2> 问题无界(某个非基变量kx的检验数0k,且kx在典式中的系数向量0kA)

② 迭代步骤:

<1> 确定进基变量 kx(检验数向量T中最大的正分量);

<2> 确定转轴元 rka (进基变量所在的这一列中的正分量与右端向量中对应元素比值最小的); 1x 2x 3x 4x 5x 6x RHS

z 0 3 -5 0 -2 0 -20

4x 0 4 -5 1 -3 0 30

1x 1 -1 2 0 1 0 10

6x 0 2

-3 0 -1 1 10

1x 2x 3x 4x 5x 6x RHS

z 0 0 21 0 21 23 -35

4x 0 0 1 1 -1 -2 10

1x 1 0 21 0 21 21 15

2x 0 1 23 0 21 21 5 注:要记住在单纯形表的左边,用进基变量代替离基变量 6 <3> 确定离基变量 rx(转轴元所在的这一行对应的基变量);

<4> 迭代计算(利用初等行变换,将转轴元变为1,转轴元所在的这一列其它元素全部变为0);

<5> 用进基变量 kx代替离基变量 rx。

(3)7,6,5,4,3,2,1,06 0 10 2 6 3 ..min7636143265365321jxxxxxxxxxxxxtsxxxxxzj

解:在第三个等式两端同乘以-1,并以7125,,,xxxx为基变量可得其单纯形表为

将第0行的元素化为检验数可得 1x 2x 3x 4x 5x 6x 7x RHS

z -1 1 -1 0 -1 1 0 0

5x 0 0 3 0 1 1 0 6

2x 0 1 2 -1 0 0 0 10

1x 1 0 0 0 0 -1 0 0

7x 0 0 1 0 0 1 1 6 注:必须先将线性方程组和目标函数化成典式,再用单纯形方法开始判定、迭代! 7

由于4x的检验数014,并且4x在典式中的系数向量0)0,0,1,0(4TA,所以问题无界。

75P 17、用两阶段法求解下列线性规划问题:

(2)0,3232..42min21212121xxxxxxtsxxz

解:将此问题化为标准形式

0,,,3 2 32..42min432142132121xxxxxxxxxxtsxxz

添加人工变量65,xx得到辅助问题 1x 2x 3x 4x 5x 6x 7x RHS

z 0 0 0 1 0 1 0 -4

5x 0 0 3 0 1 1 0 6

2x 0 1 2 -1 0 0 0 10

1x 1 0 0 0 0 -1 0 0

7x 0 0 1 0 0 1 1 6 8 0,,,,,3 2 32..min6543216421532165xxxxxxxxxxxxxxtsxxg

以65,xx为基变量,可得辅助问题的单纯形表为

把g所在的这一行的元素化成检验数

以1x为进基变量,5x为离基变量旋转得

1x 2x 3x 4x 5x 6x RHS

z -2 -4 0 0 0 0 0

g 0 0 0 0 -1 -1 0

5x 2 -3 -1 0 1 0 2

6x -1 1 0 -1 0 1 3

1x 2x 3x 4x 5x 6x RHS

z -2 -4 0 0 0 0 0

g 1 -2 -1 -1 0 0 5

5x 2 -3 -1 0 1 0 2

6x -1 1 0 -1 0 1 3 注:必须先将线性方程组和目标函数化成典式,才可以开始判定、迭代! 9

所以,辅助问题的最优解为Tx)4,0,0,0,0,1(*,其最优值为04*g。因此,原问题没有可行解。

(4)0,,,14 322 8 24 ..6542max4321432143214321xxxxxxxxxxxxtsxxxxz

解:将此问题化成标准形式

0,,,14 322 8 24 ..6542min4321432143214321xxxxxxxxxxxxtsxxxxz

添加人工变量65,xx得到辅助问题 1x 2x 3x 4x 5x 6x RHS

z 0 -7 -1 0 1 0 2

g 0 21 21 -1 21 0 4

1x 1 23 21 0 21 0 1

6x 0 21 21 -1 21 1 4