运筹学答案 1,2章

发布 2022-07-04 18:02:28 阅读 5168

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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