2022年运筹学课后习题答案--林齐宁版本--北邮出版社 .pdf
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1、运筹学作业标准答案(教师用 ) 1 No .1 线性规划1、某织带厂生产A、 B 两种纱线和C、 D 两种纱带,纱带由专门纱线加工而成。这四种产品的产值、成本、加工工时等资料列表如下:产品项目A B C D 单位产值(元 ) 168 140 1050 406 单位成本(元 ) 42 28 350 140 单位纺纱用时(h) 3 2 10 4 单位织带用时(h) 0 0 2 工厂有供纺纱的总工时7200h ,织带的总工时1200h 。(1) 列出线性规划模型,以便确定产品的数量使总利润最大;(2) 如果组织这次生产具有一次性的投入20 万元,模型有什么变化?对模型的解是否有影响?解 : (1)设
2、 A 的产量为x1,B 的产量为x2,C 的产量为x3,D 的产量为x4,则有线性规划模型如下:max f(x)=(16842) x1 +(14028) x2 +(1050350) x3 +(406140) x4=126 x1 +112 x2 +700 x3 +266 x4s.t. 4, 3 ,2,1,012005. 02720041023434321ixxxxxxxi(2)如果组织这次生产有一次性的投入20 万元,由于与产品的生产量无关,故上述模型只需要在目标函数中减去一个常数20 万,因此可知对模型的解没有影响。2、将以下线性规划化为极大化的标准形式解 :将约束条件中的第一行的右端项变为正
3、值,并添加松弛变量x4,在第二行添加人工变量x5,将第三行约束的绝对值号打开,变为两个不等式,分别添加松弛变量x6, x7,并令xxx333,则有maxf(x)= 2 x1 3 x2 5(xx33)+0 x4 M x5+0 x6 +0 x7 s.t.0,1355719135571916997657654332173321633215332143321xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx不限321321321321321, 0,13|5719|169765.532)(minxxxxxxxxxxxxtsxxxxf精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
4、 - - - - - -第 1 页,共 17 页运筹学作业标准答案(教师用 ) 2 3、用单纯形法解下面的线性规划, 0,4205. 021253661023.352)(max321321321321321xxxxxxxxxxxxtsxxxxf解 :在约束行1,2,3 分别添加x4, x5, x6松弛变量,有初始基础可行解和单纯形法迭代步骤如下:Cj2 5 3 0 0 0 CBXBbx1x2x3x4x5x6bi/aij*0 x4610 3 2 1 1 0 0 610/2 0 x5125 1 (6) 3 0 1 0 125/6* 0 x6420 2 1 1/2 0 0 1 420/1 OBJ=
5、0 zj0 0 0 0 0 0 cj - zj2 5 3 0 0 0 Cj2 5 3 0 0 0 CBXBbx1x2x3x4x5x6bi/aij*0 x41705/3 (10/3) 0 2 1 1/3 0 5 x2125/6 1/6 1 1/2 0 1/6 0 0 x62395/6 11/6 0 0 0 1/6 1 OBJ= 625/6 zj5/6 5 5/2 0 5/6 0 cj - zj17/6 0 1/2 0 5/6 0 Cj2 5 3 0 0 0 CBXBbx1x2x3x4x5x6bi/aij*2 x1341/2 1 0 3/5 3/10 1/10 0 5 x5197/4 0 1 (2
6、/5) 1/20 3/20 0 0 x62847/4 0 0 11/10 11/20 7/20 1 OBJ= 2349/4 zj2 5 4/5 17/20 11/20 0 cj - zj0 0 11/5 0 11/20 0 Cj2 5 3 0 0 0 CBXBbx1x2x3x4x5x6bi/aij*2 x11955/8 1 3/2 0 3/8 1/8 0 3 x3985/8 0 5/2 1 1/8 3/8 0 0 x613555/16 0 11/4 0 11/16 1/16 1 OBJ= 6865/8 zj2 21/2 3 9/8 11/8 0 cj - zj0 11/2 0 9/8 11/8
7、 0 答:最优解为x1 =244.375, x2 =0, x3 =123.125, 剩余变量x6 ;最优解的目标函数值为。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页运筹学作业标准答案(教师用 ) 3 No .2 两阶段法和大M 法解 :将原问题变为第一阶段的标准型0,753802.00)(max654321642153216521xxxxxxxxxxxxxxtsxxxxxf第一阶段单纯形表Cj0 0 0 0 1 1 CBXBbx1x2x3x4x5x6bi/aij*1 x580 1 2 1 0 1 0 80 1 x675 (
8、3) 1 0 1 0 1 75/3* OBJ= 155 zj4 3 1 1 1 1 cj - zj4 3 1 1 0 0 Cj0 0 0 0 1 1 CBXBbx1x2x3x4x5x6bi/aij*1 x555 0 (5/3) 1 1/3 1 1/3 553/5* 0 x125 1 1/3 0 1/3 0 1/3 253 OBJ= 55 zj0 5/3 1 1/3 1 1/3 cj - zj0 5/3 1 1/3 0 4/3 Cj0 0 0 0 1 1 CBXBbx1x2x3x4x5x6bi/aij*0 x233 0 1 3/5 1/5 3/5 1/5 0 x114 1 0 1/5 2/5 1
9、/5 2/5 OBJ= 0 zj0 0 0 0 0 0 cj - zj0 0 0 0 1 1 第二阶段Cj4 6 0 0 CBXBbx1x2x3x4bi/aij*6 x233 0 1 3/5 1/5 4 x114 1 0 1/5 2/5 OBJ= 254 zj4 6 14/5 2/5 cj - zj0 0 14/5 2/5 答 :最优解为x1 =14 , x2 =33 ,目标函数值为254。1、用两阶段法解下面问题:0,753802.64)(min21212121xxxxxxtsxxxf精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 1
10、7 页运筹学作业标准答案(教师用 ) 4 2、用大M 法解下面问题,并讨论问题的解, 0,52151565935.121510)(max321321321321321xxxxxxxxxxxxtsxxxxf解 :第1、 2 行约束条件添加x4, x5松弛变量,第3 行添加x6剩余变量和x7人工变量,有如下初始单纯形表和迭代步骤:Cj10 15 12 0 0 0 M CBXBbx1x2x3x4x5x6x70 x49 (5) 3 1 1 0 0 0 0 x515 5 6 15 0 1 0 0 M x75 2 1 1 0 0 1 1 OBJ= 5M zj2M M M 0 0 M M cj - zj10
11、+2M 15+M 12+M 0 0 M 0 Cj10 15 12 0 0 0 M CBXBbx1x2x3x4x5x6x710 x19/5 1 3/5 1/5 1/5 0 0 0 0 x524 0 9 (16) 1 1 0 0 M x77/5 0 1/5 3/5 2/5 0 1 1 OBJ= 18 7M/5 zj10 6+M/5 2 3M/5 2+2M/5 0 M M cj - zj0 9M/5 10+3M/5 2 2M/5 0 M 0 Cj10 15 12 0 0 0 M CBXBbx1x2x3x4x5x6x710 x13/2 1 39/80 0 3/10 1/10 0 0 12 x33/2
12、0 9/16 1 1/20 3/20 0 0 M x71/2 0 43/80 0 11/20 7/20 1 1 OBJ= 33 M/2 zj10 93/8+ 43M/80 12 21/8+ 7M/16 5/8+ 3M/80 M M cj - zj0 27/8 43M/80 0 21/8 7M/16 5/8 3M/80 M 0 答 :最后单纯形表中检验数都小于等于0,已满足最优解判定条件,但人工变量x7仍未迭代出去,可知原问题无可行解(无解 )。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页运筹学作业标准答案(教师用 ) 5 N
13、o .3 线性规划的对偶问题解 :对偶问题为不限321313213121321, 0,005322. .645)(minyyyyyyyyyyyytsyyyyg0,0,12841426321332211xxxxxxxxx不限令改写后约束条件每行对应的对偶变量为y1,., y6,则有对偶规划如下:0,0,834.12841426)(max642531654321654321yyyyyyyyyyyytsyyyyyyyg1、写出以下线性规划问题的对偶问题:(1) 不限4321432314321321,0, 06425.532)(maxxxxxxxxxxxxxxtsxxxxf(2) 81214462.8
14、34)(min321321xxxtsxxxxf解 :原问题的约束条件可改写为右式精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 17 页运筹学作业标准答案(教师用 ) 6 2、写出下问题的对偶问题,解对偶问题,并证明原问题无可行解解 :对偶问题为约束条件标准化为0,324.)(min32132131321yyyyyyyytsyyyyg0,3+24543215321431yyyyyyyyyyyy有对偶问题解的单纯形表如下:Cj1 1 1 0 0 CBYBby1y2y3y4y50 y44 1 0 1 1 0 0 y53 1 (1) 2 0
15、1 OBJ= 0 zj0 0 0 0 0 zj cj1 1 1 0 0 Cj1 1 1 0 0 CBYBby1y2y3yy50 y44 1 0 (1) 1 0 1 y23 1 1 2 0 1 OBJ= 3 zj1 1 2 0 1 zj cj0 0 1 0 1 Cj1 1 1 0 0 CBYBby1y2y3y4y51 y34 1 0 1 1 0 1 y211 3 1 0 2 1 OBJ= 7 zj2 1 1 1 1 zj cj1 0 0 1 1 入变量答 :迭代到第三步,x1为入变量,但主列中技术系数全为负值,故对偶问题有可行解但解无界,由弱对偶定理推论可知,原问题无可行解。,0,1211.34
16、)(max212122121xxxxxxxtsxxxf精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页运筹学作业标准答案(教师用 ) 7 3、用对偶单纯形法求下面问题0,753802. .64)(min21212121xxxxxxtsxxxf解:Cj4 6 0 0 min( zj - cj)/ ai*j CBXBbx1x2x3x4ai*j0 0 x380 1 ( 2) 1 0 4,3* 0 x475 3 1 0 1 OBJ= 0 zj0 0 0 0 zj - cj4 6 0 0 Cj4 6 0 0 CBXBbx1x2x3x46
17、x240 1/2 1 1/2 0 0 x435 (5/2) 0 1/2 1 2/5*,6 OBJ= 240 zj3 6 3 0 zj - cj1 0 3 0 Cj4 6 0 0 CBXBbx1x2x3x46 x233 0 1 3/5 1/5 4 x114 1 0 1/5 2/5 OBJ= 254 zj4 6 14/5 2/5 zj - cj0 0 14/5 2/5 答 :最优解为x1 =14 , x2 =33 ,目标函数值为254。No .4 线性规划的灵敏度分析1、下表是一线性规划最优解的单纯形表Cj21 9 4 0 0 0 CBXBbx1x2x3x4x5x621 x14 1 0 1/3 2
18、/3 0 1/3 0 x52 0 0 2/3 4/3 1 1/3 9 x223 0 1 1/3 1/3 0 2/3 zj21 9 10 11 0 1 cj zj0 0 6 11 0 1 原问题为max 型, x4, x5为松驰变量,x6为剩余变量,答复以下问题:(1) 资源1、 2、 3 的边际值各是多少?(x4, x5是资源1、 2 的松驰变量,x6是资源3 的剩余变量) (2) 求 C1, C2和 C3的灵敏度范围;(3) 求b1,b2的灵敏度范围。解: (1) q1 =11, q2 =0, q3 = 1。(2) x1 , x2为基变量,故精选学习资料 - - - - - - - - -
19、名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 17 页运筹学作业标准答案(教师用 ) 8 max/,/,/max,.,61 3112 311 318165 33181111CCCCmax/min/,/.61 3111 312 31815105222CCC9x3为非基变量,故CC33610(3) 5.163/123,3/42min3/24max11bb同理有22bNo .5 运输问题1、分别用西北角法、最低费用法和运费差额法,求下面运输问题(见表 )的初始可行解,并计算其目标函数。(可不写步骤) 2、 以上题中最低费用法所得的解为初始基础可性解,用表上作业法踏石法求出最优解。要求列出每
20、一步的运费矩阵和基础可行解矩阵销地产地B1B2B3B4B5产量A16 9 4 8 5 20 A210 6 12 8 7 30 A36 5 9 20 9 40 A42 13 6 14 3 60 销量25 15 35 45 30 (2) 最低费用法20 x1430 15 10 15 25 5 30 OBJ 955 运费表(检验数zij |wij ) 0 6 0 9 4 (15) 8 1 5 4 -7 10 -7 6 -3 12 8 -6 7 3 5 6 5 9 20 6 9 9 2 2 13 6 17 14 3 6 4 4 0 11 3 解: (1) 西北角法20 5 15 10 25 15 30
21、 30 OBJ 1415 (2) 差额法5 15 30 15 25 25 5 30 OBJ 850 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 17 页运筹学作业标准答案(教师用 ) 9 运费表(检验数zij |wij ) 0 6 0 9 4 8 1 5 4 0 10 0 6 4 12 8 1 7 4 5 6 5 9 13206 9 9 2 2 13 6 10 14 3 6 4 4 0 4 3 答:x13=5, x14=15, x24=30, x32=15, x33=25, x41=25, x43=5, x45=30, OBJ=85
22、0。No .6 指派问题1、有 4 个工人。要指派他们分别完成4 项工作。每人做各项工作所消耗的时间 (h) 如下表,问如何分派工作,使总的消耗时间最少?消 耗工 作工 人A B C D 甲3 3 5 3 乙3 2 5 2 丙1 5 1 6 丁4 6 4 10 解:变换效率矩阵如下:3 3 5 3 逐(0) 0* 2 0* 逐(0) 0* 2 0* 3 2 5 2 行1 0 3 0 列1 (0) 3 0* 1 5 1 6 标0* 4 (0) 5 标0* 4 (0) 5 4 6 4 10 记0* 2 0* 6 记0* 2 0* 6 每行每列都有两个以上的0 未找到最优解4(0) 0* 2 0*
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