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1、第二章1用图解法求解两个变量线性规划问题的最优解和最优值。2用图解法求解以下线性规划问题,并指出哪个问题有惟一解、无穷多最优解、无界解或无可行解 无可行解3某公司从中心制造地点向分别位于城区北、东、南、西方向的分配点运送材料。该公司有26辆卡车,用于从制造地点向分配点运送材料。其中有9辆,每辆能装5吨的大型卡车,12辆每辆能装2吨的中型卡车和5辆每辆能装1吨的小型卡车。北、东、南、西四个点分别需要材料14吨、10吨、20吨、8吨。每辆卡车向各分配点送材料一次的费用如表2-7所示。建立运送材料总费用最小的线性规划模型。表2-7 车辆运送一次的费用北东南西大80639275中50605542小20
2、153822解 设大、中、小型车分别用表示,则;东、南、西、北四个分点分别用表示,则;向方向发出的型车数量为。4某工厂生产A、B、C三种产品,现根据合同及生产状况制定5月份的生产计划。已知合同甲为:A产品1000件,每件价格为500元,违约金为100元/每件;合同乙:B产品500件,每件价格为400元,违约金为120元/每件;合同丙为:B产品600件,每件价格为420元,违约金为130元/每件;C产品600件,价格400元/每件,违约金为90元/每件。有关各产品生产过程所需工时以及原材料的情况如表2-8所示。试以利润为目标建立该工厂生产计划的线性规划模型。表2-8 产品使用的原材料、加工工序、
3、资源限制、成本产品A产品B产品C资源限制工时或原材料成本工序1212460015工序2311400010工序3232600010原料13241000020原料2432800040其他成本101010解 设工厂5月份为完成合同甲生产件A产品;为完成合同乙生产件B产品;为完成合同丙生产件 B产品,件C产品。5某公司从事某种商品的经营,现欲制定本年度10至12月的进货及销售计划。已知该种商品的初始库存量为2000件,公司仓库最多可存放10000件,公司拥有的经营资金80万元,据预测,10至12月的进货及销售价格如表2-9所示。若每个月仅在1号进货1次,且要求年底时商品存量达到3000件,在以上条件下
4、,建立该问题的线性规划模型,使公司获得最大利润?(注:不考虑库存费用)表2-9 进货和销售价格月份101112进货价格/(元/件)909598销售价格/(元/件)100100115解 ,为每月购进的货物,为每月销售的货物。6某饲养场饲养动物出售,设每头动物每天至少需700g蛋白质、30g矿物质、100mg维生素。现有五种饲料可供选用,各种饲料每公斤营养成分含量单价如表2-10所示。表2-10 饲料所含的营养成分及价格饲料蛋白质/g矿物质/g维生素/g价格/(元)1310.50.2220.51.00.7310.20.20.446220.35180.50.80.8求这个问题的规划模型,使既满足动物
5、生长的需要,又使费用最小的选用饲料的方案。解 设各送这5钟饲料,kg。7某一企业家需要找人清理5间会议室、12张桌子和18个货架。今有两个临时工A和B可供该企业家雇佣。A一天可清理1间会议室、3张桌子与3个货架;而B一天可清理1间会议室、2张桌子与6个货架。A的工资每天25元,B每天22元。为了使成本最低,应雇佣A和B各多少天?(用线性规划图解法求解)解:设雇佣A和B分别为天由图知A点为最优解,联立方程: 解得: =2, 3,即: Zmin=25+22=252+223=116 因此,雇佣A工人2天,B工人3天。8某外贸公司专门经营某种杂粮的批发业务。公司现有库容5000担的仓库。1月1日,公司
6、拥有库存1000担杂粮,并有资金20000元。估计第一季度杂粮价格如表2-11所示。表2-11 第一季度杂粮价格表进货价/元出货价/元1月2.853.102月3.053.253月2.902.95如果买进的杂粮当月到货,但需到下月才能卖出,且规定“货到付款”。公司希望本季度末库存为2000担,建立该问题的线性规划模型使三个月总的获利最大。解 设一月份买入担,卖出担;二月份买入担,卖出担;三月份买入担,卖出担。第三章1求下列线性规划问题的所有基解、基可行解、最优解解:由题意知:A= =() b= c=(3,1,3)(1)=(),0,是基,是基变量,是非基变量,令=0,得=-2,=4 即=为基解,但
7、不是基本可行解。(2)=(),0,是基,是基变量,是非基变量。令=0,得=2/3,=3/4,即=为基解,同时为基本可行解,zmax=(2/3)*3+0+4/3*3=6。(3),0,是基,是基变量,是非基变量,令=0,得=1,=1,即=为基解,同时为基本可行解, zmax=1+3=4。综上所述,基解为=,=,=其中第二个和第三个为基本可行解,=为最优解。2分别用图解法和单纯形法求解下列线形规划问题,并指出单纯形法迭代的每一步相当于图形上哪一个顶点 解:(1)图解法有图解法知线性规划模型的可行域如阴影部分所示,令z=0,1,2时,max z逐渐增大,可行域是无界的,所以,此模型是无界解。(2)单纯
8、形法:化为标准型为: A= C=(2,3,0,0)2 3 0 0 b01-11010100122300对应图中原点。以1为轴心项,换基迭代,得2 3 0 0 b21-1101001-11105-20-2此时对应图中A点,坐标是 (1,0) 以1为轴心项,换基迭代,得2 3 0 0 b210012301-1110035-7此时对应图中B点,坐标是 (2,3)因为,=50,同时对应的列小于等于0,则原模型有无界解。 解:(1)图解法:可行域如上图阴影部分所示,令z=0,1,2做等值线,得出在c点取最大值,c点坐标为(2,6),max z=34(2)单纯形法:化为标准型为: =() b= C=(2,
9、5,0,0,0) 取B=()为可行基,=(0,0,0)单纯性表如下:2 50 0 0b0101004002010120320011825000此时对应图中O点,坐标为(0,0),以1为轴心项,换基迭代,得2 50 0 0b210100400201012002-301605-200-8此时对应图中A点,坐标为(4,0) 以2为轴心项,换基迭代,得2 50 0 0b210100400031-16501-3/201/230011/20-2/5-23此时对应图中B点,坐标为(4,3) 以3为轴心项,换基迭代,得2 50 0 0b2100-1/31/3200011/3-1/3250101/206000-
10、11/6-2/3-34由于 =0,0,所以存在唯一解,也是最优解。此时对应图中C点,坐标为(2,6),max z=2*2+5*6=34, 解:(1)图解法:可行域如图阴影部分,当z=0,1,2做等值线,已知与直线的斜率相同,当z与这条直线重合时,该模型取最大值,因此该模型有无穷多个解,无穷多个解是B,C两点线段中的点,max z=16(2)单纯形法:化为标准型:= () b= C=(2,4,0,0,0) B=() =(0,0,0)单纯形表为:2 40 0 0b022100120120108003001924000此时对应图中点O,坐标为(0,0),以2为轴心项,换基迭代,得2 40 0 0b2
11、111/2006001-1/2102003001902-100-12此时对应图中点A,坐标为(6,0) 以1为轴心项,换基迭代,得2 40 0 0b2101-104401-1/21020002/3-313000-20-16此时对应图中点B,坐标为(4,2) 由于0,又为非基变量,且=0,且此列存在正数,则此线性规划模型有无穷解。其中一个基本最优解为,max z=2*4+4*2=163用单纯形法求解下列线性规划问题解:化为标准型: A= b= C=(-1,-2,1,0,0,0)令B=() B为可行基,=(0,0,0)单纯形表如下:- -20 00b021-1100401-22010801110015-1-21000以2为轴心项,换基迭代,得- -20 00b05/20011/20811/2-1101/20401/2200-1/211-2/3-100-1/20-4 =0,0,存在唯一解,此时=0,=4。min f=0+2*0-4=-44用大M法求解下列线性规划问题解:化为标准型(加上人工变量a): b= C=(5,1,3,0,0)5 30 0-Mab-Ma142