运筹学实验作业

发布 2020-02-25 12:25:28 阅读 2117

1.1. 在lingo模型窗口中输入模型:

1]max=40*x1+25*x2+30*x3+60*x4+50*x5+40*x6;

[2]x1+x2+x3+3*x4+3*x5+3*x6<=600;

[3]2*x1+5*x3<=500;

4]2*x2+5*x5<=500;

5]3*x4+8*x6<=800;

求解得以下解答报告:

由上式的解答报告可知:模型求的是全局最优解,最优目标值为18250,即最大收益为18250。矛盾的约束数目为0,求解模型的迭代次数是3次。

该模型的最优解为x1=250,x2=250,x3=x5=x6=0,x4=33.33333,其基变量有x1,x2,x4,非基变量为x3,x5,x6。reduced cost表示检验数,也就是为了使变量在解中的数值增加一个单位,目标函数必须付出的代价。

即为了使非基变量x4从0变到1,则目标函数值必须减少40各单位。同理x5,x6也是。而基变量的reduced cost的值为0。

slack or surplue表示松弛变量和剩余变量的值,即约束离相等还差多少。其中第2行的松弛变量为0,第3,4行的松弛变量也为0.第5行的松弛变量是700。

dual price表示对偶**,当约束变量右边的常数增加一个单位时,目标函数将会改变的数值。第2行的对偶**是20,这意味着甲机床的最大工作能力增加一个小时,可以使最大收益增加20,达到18270。第3,4,5行也是如此。

但是只有在紧约束时,对偶**才不等于0。

1.3 在lingo模型窗口中输入模型:

min=10*x1+30*x2+50*x3+70*x4+12*x5+32*x6;

5*x1+4*x2+3*x3+2*x4+x5>=10000;

x2+2*x3+3*x4+5*x5+6*x6>=20000;

求解得下面解答报告:

由下面的报告可知此模型的最优目标值为60000,即余料最少为60000,需要经过2次迭代得到。最优解为x1=1200,x2=x3=x4=x6=0,x5=4000,其中基变量有x1,x5,非基变量为x2,x3,x4,x6。由reduced cost可以看出要使非基变量x2从0变到1,则目标函数值必须增加20。

同理x3,x4,x6分别从0变到1,目标函数值分别增加40,60,20。由slack or surpius可以看出第。

二、三个约束都是紧约束,它们的剩余变量都为0。而从它们的对偶**可知,当10000变成10001时最优目标值增加到60002,当20000变成20001时,最优目标值增加到60002。

1.9(2)在lingo模型窗口中输入模型:

min=x1-3*x2-2*x3;

3*x1-x2+2*x3<=7;

2*x1+4*x2<=12;

4*x1+3*x2+8*x3<=10;

求解得下面解答报告:

由解答报告可知此模型的最优目标值为-9.25,需要经过2次迭代得到。最优解为x1=0,x2=3,x3=0.

125.其中基变量为x2,x3.基变量为x1。

而要使x1增加一个单位变成基变量,目标值必须增加0.875。第2行约束的松弛变量为9.

75。而第3,4行约束为紧约束,所以它们的对偶**分别为0.5625,0.

25,表示约束行右边的常数增加一个单位时,目标值减少的值,即12变到13时,目标值减少到-9.8125,同理,第4行右边的10增加到11,则目标值减少到-9.5。

1.9(3)在lingo模型窗口中输入模型:

max=3*x1+4*x2;

3*x1+4*x2<=36;

bnd(0,x1,8);

bnd(0,x2,6);

求解得下面解答报告:

由上可以看出此模型的最优目标值为36,经过0次迭代得到。最优解为x1=8,x2=都是基变量。所以它们的检验数都为0。

第一行约束的松弛变量为0,为紧约束。它的对偶**是1,即当36变成37时,目标值增加到37。

1.10(2)在lingo模型窗口中输入模型:

max=2*x1+3*x2-5*x3;

x1+x2+x3=7;

2*x1-5*x2+x3>=10;

求解得下面解答报告:

由解答报告可知,此模型的最优目标函数值为14.57143,需要经过2次迭代得到。它的最优解为x1=6.

428571,x2=0.5714286,x3=0。其中基变量为x1,x2,非基变量为x3。

所以x3增加1个单位变成基变量,目标函数值减少7.142857。第2,3行的约束在最优解的情况下距离相等还差0。

所以这两行约束是紧约束,其对偶**分别为2.285714,-0.1428571,即当7增加1时,目标值增加2.

285714,当10增加1时,目标值减少0.1428571。

2.3(2)在lingo模型窗口中输入模型:

min=3*x1+2*x2+x3+4*x4;

2*x1+4*x2+5*x3+x4>=0;

3*x1-x2+7*x3-2*x4>=2;

5*x1+2*x2+x3+6*x4>=15;

求解得下面解答报告:

由解答报告可得,此模型的最优目标函数值为9,通过1次迭代得到。全局最优解为x1=3,x2=x3=x4=0,其中基变量有x1,非基变量为x2,x3,x4.为了使x2增加1变成基变量,目标函数值增加0.

8,x3,x4同理。又第2行的剩余变量为6,第3,4行的剩余变量分别为7,0。第4行为紧约束,所以它的对偶**为-0.

6,即当15变成16时,目标值增加0.6。

2.3(3)在lingo模型窗口中输入模型:

max=2*x1+x2;

x1+x2+x3=5;

2*x2+x3<=5;

4*x2+6*x3>=9;

求解得下面解答报告:

由图可知此模型的最有目标值为7.75,需要经过1次迭代得到。最优解为x1=2.

75,x2=2.25,x3=0,其中x1,x2为基变量,x3为非基变量。所以x3的值增加1变成基变量,目标值减少0.

5。第3行的松弛变量为0.5,第4行的剩余变量为0。

第1,4行的约束为紧约束,它们的对偶**为2,-0.25,即5增加1时,目标值增加到9.75。

当9增加1时,目标值减少到7.5。

2.5 在lingo模型窗口中输入模型:

max=x1+2*x2;

2*x1+2*x2<=12;

3*x1<=9;

2*x2<=8;

求解得下面解答报告:

由解答报告可知,最优目标值为10,经过1次迭代得到。此模型的最优解为x1=2,x2=4,全都是基变量,所以检验数全为0。第3行松弛变量为3,第2,4行为紧约束,对偶**分别为0.

5,0.5,由此可以看出对偶问题的最优解为(0.5,0,0.

5)。下图是模型的灵敏度分析报告:

在报告中,current coefficient表示x1,x2在目标函数中的系数为1,2。allowable increase表示当前系数允许增加的范围,allowable decrease表示当前系数允许减少的范围。由图可知在最优基不变的情况下,x1系数的取值范围为[0,2],x2系数的取值范围为[1,无穷)。

current rhs表示约束行右边项,由图可知,在最优基不变的情况下,第2行约束右边项的取值范围为[8,14],第3行约束右边项的取值范围为[6,无穷),第4行的取值范围为[6,12]。所以当第2行的右边项从12变为16时,最优解发生改变,变成x1=3,x2=4。

3.3 在lingo模型窗口中输入模型:

下面是部分解答报告:

此模型为产销平衡运输问题,由解答报告可知,它的最优目标值为196,需要经过6次迭代得到,最优解为x(w1,v1)=20,x(w1,v2)=0,x(w1,v3)=80,x(w1,v4)=0,(w2,v1)=0,x(w2,v2)=50,x(w2,v3)=0, x(w2,v4)=30,x(w3,v1)=30,x(w3,v2)=20,x(w3,v3)=0,x(w3,v4)=0。

即当从a1产地运输到b1,b2,b3,b4的运输量分别为20,0,80,0,从a2产地运输到b1,b2,b3的运输量为0,50,0,30,从a3产地运输到各销地的运输量为30,20,0,0时,总的运输费用最小。

3.4 在lingo模型窗口中输入模型:

运行得目标值为:

最优解为:此模型为产销不平衡的运输问题,总产量比总销量多10,故得到上面的模型。最优目标值为3200,即最小费用为3200。

由上面的最优解可知,最优调运方案为从产地a1运输到各销地的运量分别为0,0,80,0,220,从a2运输到各销地的运量分别为0,0100,160,0,从a3运输的运量分别为180,80,20,0,0。

例6.3.3 设备更新问题。

在lingo模型窗口中输入模型:

部分运行结果:

最优解为。由解答报告可知,此模型的最优目标值为53,即总费用最小为53。从最优解中可以看出,从v1到v6的最短路为(v1,v4,v6),即第一年购置一台新设备,使用到第3年末,在第4年初再购置一台新设备使用到第5年末。

6.4(a)在lingo模型窗口中输入模型:

部分解答过程为:

由解答报告可知,此最短路问题的最优目标值为13,即最短路为13,最短路径是(s,2,3,t).

6.7(a) 在lingo模型窗口中输入模型:

部分运行结果为:

此模型为求最大流问题,由运行结果可知,最大流为5,各两点间的流量为f(s,2)=3,f(s,4)=2,f(2,3)=3,f(2,4)=0,f(3,t)=3,f(4,5)=2,f(5,2)=0,f(5,3)=0,f(5,t)=2.

6.7(b) 在lingo模型窗口中输入模型:

部分运行结果为:

此模型为最大流问题,它的最大流为17,由运行结果可知,各两点间的流量为f(1,2)=5,f(1,4)=4,f(1,5)=8,f(2,3)=3,f(2,4)=2,f(3,7)=8,f(4,3)=2,f(4,6)=8,f(5,4)=4,f(5,6)=4,f(6,3)=3,f(6,7)=9。

6.8 先求出v1到v5的最大流;

在lingo模型窗口中输入模型:

得部分解答报告为:

由解答报告可知,此模型的最大流为9,再求最小费用最大流问题;

在lingo模型窗口中输入模型:

部分解答报告为:

由解答报告可知,此模型的最优目标值为63,即最小费用最大流为63,从各两点间的流量f(1,2)=4,f(1,3)=5,f(2,3)=0,f(2,4)=0,f(2,5)=4,f(3,4)=5,f(4,5)=5,可知使得最小费用最大流发生的路径为(v1,v2,v5)流量为4,(v1,v3,v4,v5)流量为5.

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