导读: 适当的试题能让考生很好的掌握考试节奏,下面是中国招生考试网www chinazhaokao com 小编为大家带来的线性规划例题,希望能帮助到大家 ...
线性规划例题(1)
1. 一个毛纺厂用羊毛和兔毛生产A,B,C三种混纺毛料,生产1单位产品需要的原料如下表所示.三种产品的单位利润分别是4,1,5.每月可购进的原料限额为羊毛8000单位,兔毛3000单位,问此毛纺厂应如何安排生产能获得最大利润?
ABC
羊毛314
兔毛214
解:设生产A,B,C三种产品的量分别是
2. 某饲料厂生产的一种饲料由6种配料混合配成.每种配料中所含营养成分A,B以及单位配料购入价由下表所示.每单位饲料中至少含9单位的A,19单位的B.问饲料厂如何配方,使得饲料成本最低且满足要求?
123456
A102212
B013132
配料原价353060502712
解:设每单位饲料中每种配料所需的量为
4. 某产品的一个完整单位包括四个A零件和三个B零件.这两种零件(A和B)由两种不同的原料制成,而这两种原料可利用的数量分别是100单位和200单位.三个车间进行生产,而每个车间制造零件的方法各不相同.下表中给出每个生产班组的原料耗用量和每一种零件的产量.目标是要确定每一个车间的生产班组数使得产品的配套数达到最大.
车间每班进料每班产量/个数
原料1原料2零件A零件B
18675
25969
33884
解:设每个车间的生产组数分别为
6. 设
线性规划例题(2)
解: 设从
10. 某昼夜服务的公交线路每天各时间区段内所需司机和售票员数如下表
班次123456
时间6~1010~1414~1818~2222~22~6
所需人数607060502030
设司机和售票员分别在各时间区段一开始上班,并连续工作8小时,问至少配多少名司机和售票员?
解:设各个时间段
13. 今运到两批木板,需要锯成两种规格的木料,其中一种木料长为2米,另一种木料长为1.25米,第一批木板共有50块,每块长为6.5米;第二批木板共有200块,每块长为4米。
6.5米长的木板可用下列方式锯开:
(1) 2米长的三段;
(2) 2米长的两段,1.25米长的一段;
(3) 2米长的一段,1.25米长的三段;
(4) 1.25米长的四段.
4米长的一块木板可用下列方式锯开:
(1) 2米长的两端;
(2) 2米长的一段,1.25米长的一段;
(3) 1.25米长的三段.
两段两米和一段1.25米长的木料组成一套,应如何锯开这两批木板可使取得的木料的套数最多.
解:设6.5米长的木板用各种方法锯开的木料分别为
线性规划问题为
19. 试将下列线性规划问题化为标准型,并用向量形式给出.
(1)
解:(1)令
记
则向量形式为
(2) 令
记
则向量形式为
线性规划例题(3)
试用图解法求下列线性规划问题的解。
(1)
解: 最优解为
21. 已知线性规划问题
下表中所列的解均满足约束条件(1)~(3),试指出表中哪些解是可行解,哪些是基本解,哪些是基本可行解?
序号X1X2X3X4X5
(a)24300
(b)100-504
(c)30274
解:
(a)
(b)
(c) 有四个正分量,所以不是基本可行解,但是是可行解。
23. 用单纯形法解下列线性规划问题。
(1)
解:化为标准型为
-z 1-21-3000
-z 1-840030
11/3028/308/31/30
所以最优解
(12)
解:化为标准型为如下形式,其中M为任意大的正数:
单纯形表如下
2-2M1+M00
020M-1
因为人工变量在上表中都处于非基变量的位置,所以原问题中最优解存在,为
25. 下表为求某个极小值线性规划问题的初始单纯形表以及迭代后的表格,
a1-200
07jkl
解:由单纯形表中基变量的对应关系可以得到m=4,n=5.而迭代后的表格中显然
因为(I)行÷b=(IV)行,由
因为上表是前后两次迭代的结果,即(I)行÷b+(II)行=(V)行。
于是e=2,i=5。
同上分析还可得,(I)行÷b×(-a)+(III)行=(VI)行。
所以由
同样的可以计算得j=-5,k=3/2,l=0.
习题二 P.74
1. 写出下列线性规划问题的对偶问题.
(3)
解:对偶问题为
(4)
解:对偶问题为
4. 已知线性规划问题
其最优解为
(1) 求k的值;
(2) 写出对偶规划并求其最优解.
解:写出对偶问题
因为LP问题的最优解为
同时由LP与DP的最优解的性质,即最优解所对应的最优值相等的关系可以得到
上述两个等式联立可解得:
再将上述结果代入到DP问题的第三个等式中得k=1。
8. 用对偶单纯形法求解下列线性规划问题.
(1)
解:将约束方程两边同时乘以
利用对偶单纯形法求解:
23400
04101
009/58/51/5
则最优解为
(2)
解:将约束方程两边同时乘以
利用对偶单纯形法求解:
4121800
40606
20026
则最优解为
《最优化方法》P.179
1.5 用单纯形法求解下列线性规划问题,并指出问题的解属于哪一类?
(1)
解: 首先添加松弛变量将线性规划模型化为标准型。
建立单纯形表如下:
因此最优解为
(2)
解: 首先添加松弛变量将线性规划模型化为标准型。
做单纯形表如下:
因为
(3)
解:做变换
建立初始单纯形表:
因为非基变量
1.6 用大M法求解下列线性规划问题:
(1)
解:化为带人工变量的标准型:
做单纯形表如下:
故最优解为
1.7 用两阶段法求解上题。
第一阶段的LP问题为:
则第一阶段的单纯形表为:
第二阶段LP模型
最优解为
1.10 下表为某求最小化线性规划问题的初始单纯形表以及迭代后的表,
-z a1-200
-z 07jkl
1.21 已知线性规划问题
用单纯形法求得最终单纯形表如下表所示:
-5
-10
-z35/2005/1425/14
试用灵敏度分析的方法分别判断:
(1) 目标函数中价值系数
(2) 约束条件右端项
(3) 问题的目标函数变为
(4) 约束条件右端项由
解:(1) 由最终单纯形表可知
要使得最优解不变,则需保持新的检验数
下设只有
即有
即有
也就是说
同理
(2) 根据灵敏度分析可知只要保持
假设
因此当
同样的当
(1) 问题的目标函数变为
即
00-2/718/7
04/5012/5
最优解为
(4)
则利用对偶单纯形法进行迭代。
005/1425/14
025/310/30
则最优解为
1.22 已知线性规划问题
用单纯形表求解得最终单纯形表如下所示:
-2
0
-z1203120
当增加一个新的约束条件:
解: 在新的约束条件两边同时乘以(-1),则约束条件变为
-2
0
0
031200
因为
-2
0
0
-z 031200
-2
0
-1
-z 03/805/301/3
则新的最优解为
《最优化方法》P.242
习题2
2.1 某钻井队要从以下10个可供选择的井位中确定5个钻井探油,使得总的钻探费用最小. 若10个井位的代号为
(1) 或选择
(2) 选择了
(3) 在
试建立这个问题的整数规划模型(不必求解)。
解:引入0-1变量,当
2.2 用分支定界法求解下列整数规划问题:
(1)
解:(1) 设原规划问题为
可用图解法或者单纯形法求解,得最优解以及最优值分别:
分别求解可得问题
此时,修改上界为
同样,利用图解法或者单纯形法求得问题
分别求得问题
故最优解为
(2)设原规划问题为
可用图解法或者单纯形法求解,得最优解以及最优值分别:
分别求解可得问题
此时,修改上界为
分别求解可得问题
分别求得问题
故最优解为
2.3 用割平面法求解整数规划:
解:首先求解整数规划的伴随规划
用单纯形法可以求得:
−7−900
−10030
0028/1115/11
则最优解为
选择
0028/1115/110
00018
故最优解为
再次用对偶单纯形法求解:
000180
000027
所以最优解为:
2.5 用匈牙利法求解下述指派问题,已知效率矩阵分别如下:
(1)
(1)解:
将上述矩阵记作
将上述矩阵记作
因此决策变量矩阵为
最优值为 48.
(2)解:
将上述矩阵记作
因此决策变量矩阵为
最优值为 21.
2.6 分配A,B,C,D 4个人去完成5项任务:Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,每人完成各项任务时间如下表所示。由于任务数多于人数,故规定其中有一个人可以完成两项任务,其余3人每人完成1项任务,试确定总花费时间最少的指派方案。
任务
人员ⅠⅡⅢⅣⅤ
A2529314237
B3938262033
C3427284032
D2442362345
解: 因为人数比任务书少,所以设有假想的人员E。假想人员E做工作Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ的时间分别为A,B,C,D四人中做工作Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ的时间最少者。即有下表:
任务
人员ⅠⅡⅢⅣⅤ
A2529314237
B3938262033
C3427284032
D2442362345
E2427262032
则效率矩阵为:
将上述矩阵记作
因此决策变量矩阵为
即有A做工作Ⅱ,B做工作Ⅲ,C做工作Ⅴ,D做工作Ⅰ,假想人员E做工作Ⅳ,而A,B,C,D四人当中B做工作Ⅳ用时最少,所以B做工作Ⅲ和Ⅳ。总时间花费为131.
2.7 现有A,B,C,D,E 5个人,挑选其中4个人去完成4项工作。已知每人完成各项工作的时间如下表所示。规定每项工作只能由一个人去完成,每人最多承担一项工作,又假定A必须分配到一项工作,D因某种原因决定不承担第Ⅳ项工作,问应如何分配,才能使完成4项工作总的花费时间最少?
人
工作ABCDE
Ⅰ1023159
Ⅱ5101524
Ⅲ15514715
Ⅳ20151368
解:由于人员数大于工作数,故设有假想的工作Ⅴ。因为A必须有工作,即表示A不能做工作Ⅴ,所以设A做工作Ⅴ的时间为M,其中M表示任意大的正数。同理D做工作Ⅳ的时间也为M。则有效率矩阵:
将上述矩阵记作
因此决策变量矩阵为
即有A做工作Ⅱ,B做工作Ⅲ,C做工作Ⅰ,D不做工作, E做工作Ⅳ。总时间花费为21.
2.8 用4台机器加工4种不同零件,由于各机床性能不同,加工每一零件时,单位时间获得利润也不同,其效率如下表所示,求利润最大的分配方案。
零件
机床
解:这是一个求最大化的整数规划问题,有效率表中可知
将上述矩阵记作
因此决策变量矩阵为
即用机床
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