1.1解
1)用图1-1中的阴影部分分为此线性规划问题的可行域,目标函数,即是斜率为的一族平行线,易知为可行解,由线性规划的性质知,其最值在可行域的顶点取得,将直线沿其法线方向逐渐向上平移,直至a点,a点坐标为。
所以 此线性规划问题有唯一最优解。
2)用图1-2中的阴影部分分为此线性规划问题的可行域,目标函数,即是斜率为的一族平行线,易知为可行解,由线性规划的性质知,其最值在可行域的顶点取得。将直线沿其法线方向逐渐向下平移,直至b点,b点坐标为。
所以 此线性规划问题有唯一最优解。
3)用图1-3中的阴影部分分为此线性规划问题的可行域,目标函数,即是斜率为的一族平行线,易知为可行解。在将直线沿其法线方向逐渐向上平移的过程中发现:目标函数的值可以增加到无穷大,故此线性规划问题为无界解。
4)如图1-4所示,此问题的可行域为空集,故此线性规划问题无可行解。
1.4 (2)解法一:**法。
图中的阴影部分为此线性规划问题的可行域,目标函数,即。
是斜率为的一族平行线,易知为可行解,将直线沿其法线方向逐渐向上平移,直至b点,b点坐标为(2,6)。
所以 解法2:单纯形法。
将上述问题化为标准型如下:
下面用单纯形法进行计算,见下表:
表的最终结果表明:
最优解 目标函数最优值
迭代第一步得表示图中原点。
迭代第一步得表示图中a点。
迭代第一步得表示图中b点。
解法一:大m法。
将上述问题化为标准型,并加入人工变量,得。
其中,m是一个任意大的正数。
对于此线性规划问题,用单纯形表进行计算,见下表。
由上表可得,此线性规划问题的最优解。
目标函数最优值
此线性规划问题有唯一最优解。
解法二:两阶段法。
第一阶段的数学模型为。
对于此线性规划问题,用单纯形表进行计算,见下表。
由上可得第一阶段的最优解。
为原线性规划问题的基本可行解。
目标函数的最优值
第二阶段单纯形表如下。
由上表可得原线性规划问题的最优解。
目标函数的最优值
此线性规划问题具有唯一最优解。
解(2)解法一:大m法。令 则
将上述问题转化为标准型,并加入人工变量,得。
其中,m是一个任意大的正数。
对于此线性规划问题,用单纯形表进行计算,见下表。
由上表可得原线性规划问题的最优解。
目标函数的最优值
因为非基变量的检验数。所以此线性规划问题有无穷多最优解。
解法二:两阶段法。
第一阶段的数学模型为。
对于此线性规划问题,用单纯形表进行计算,见表1-11.
表1-11由表1-11可得:第一阶段的最优解。
为原线性规划问题的基本可行解。
目标函数的最优值。
第二阶段的单纯形表见表1-12.
表1-12由表1-12可得:原线性规划问题的最优解。
目标函数的最优值
因为非基变量的检验数所以此线性规划问题存在无穷多最优解。
1.8解(1)当解为唯一最优解时,必有。
2)当解为最优解,但存在无穷多最优解时,必有。
或。3)当该问题为无界解时,必有。
4)当解为非最优,为对解进行改进,当换入变量为,换出变量为,必有。
2.2解表2-4中的数字填写如下。
2.3解(1)整理的原问题的对偶问题为。
2)整理的原问题的对偶问题为。
3)整理的原问题的对偶问题为。
无约束。4)整理的原问题的对偶问题为。
无约束。2.4解(1)错误。原问题存在可行解,对偶问题可能存在可行解也可能不存在可行解。
2)错误。线性规划的对偶问题无可行解。则原问题可能无可行解也可能为无界解。
3)错误。线性规划问题的原问题和对偶问题都具有可行解,则该线性规划问题可能有有限最优解也可能为无界解。
2.6解(1)
2.7解该问题的对偶问题为
由互补松弛性:若,分别是原问题和对偶问题的可行解,那么当且仅当与为最优解。
设为原问题的最优解。
其中为原问题约束条件的松弛变量,而。
为对偶问题的最优解。
其中,为与条件(1)(2)(3)(4)相对应的松弛变量。
所以。因为。所以条件(3)(4)为等式,故。条件(1)(2)为不等式,故。
由,即。得。因为。由。
即。得。
即原问题的约束条件应取等号。
所以。解得。
所以原问题的最优解为
目标函数最优值。
2.9解将原问题化为标准型得。
对于此线性规划问题,用单纯形法进行求解,见表2-9.
表 2-9
由表2-9可得原线性规划问题的最优解为。
目标函数的最优值
因为非基向量的检验数,所以原线性规划问题有无穷多最优解。
1)约束条件(1)的右端常数由20变为30,则。
所以。在表2-9的基础上,列出单纯形表,对于此问题,由于检验数均为非正。而初始解为非可行解,所以用对偶单纯形法进行求解,见表2-10.
表 2-10
由表2-10可得,线性规划的最优解发生了变化,其最优解为。
目标函数的最优值
2)约束条件(2)的右端常数由90变为70,则。
所以。在表2-9的基础上,列出单纯形表,对于此问题,由于检验数均为非正,而初始解为非可行解,所以用对偶单纯形法进行求解,见表2-11.
表 2-11
由表2-11可得,线性规划的最优解发生了变化,其最优解为。
目标函数的最优值
3)目标函数中的系数由13变为8
由表2-9可知:为非基向量,此时其检验数。
所以线性规划问题的最优解不变。
4)的系数列向量由变为。
由表2-9知:为非基向量,此时检验系数。
所以线性规划问题的最优解不变。
5)增加一个约束条件(3)
在(3)式加入松弛变量,得。
在表2-9的基础上加入上述约束条件后用对偶单纯形表进行求解,见表2-12
表2-12由表2-12可得,线性规划的最优解发生了变化,其最优解为。
目标函数的最优值
6)将约束条件(2)改为。
并未发生变化。
所以并未发生变化。
故线性规划问题的最优解不发生变化。
2.10解。
1)设产品ⅰ,ⅱ的产量分别为,由题目所给的数据,可以得到以下的数据模型:
将上述问题转化为标准型,得。
对于此线性问题,用单纯形法求解,见表2-14
表2-14由表2-14可得原线性规划问题的最优解。
目标函数的最优值。
2) 由表2-10可知,设备b的影子**为(千元/台时),而借用设备的租金为(千元/台时)(千元/台时).
所以借用设备b不合算。
3) 设ⅳ和ⅴ生产的产量分别为,其系数列向量分别为。
则其各自在最终单纯形表对应的列向量分别为。
其检验数为。
所以生产产品ⅳ不合算。
其检验数为。
所以生产产品ⅴ合算。
在表2-14的基础上加入一列列出初始单纯形表,用单纯形法进行迭代,见表2-15.表2-15
由表2-15可得线性规划问题的最优解。
目标函数的最优值。
4) 改进后。
此时其检验数为。
所以改进技术后能够带来更多的经济效益。
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