管理运筹学(第3版)章后习题解析(上)课后习题答案.pdf
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1、677管理运筹学(第 3 版)章后习题解析 第 2 章线性规划的图解法1解:(1)可行域为OABC。(2)等值线为图中虚线部分。(3)由图 2-1 可知,最优解为B 点,最优解1x=127,2157x=;最优目标函数值697。图 2-1 2解:(1)如图 2-2 所示,由图解法可知有唯一解120.20.6xx=?=?,函数值为3.6。图 2-2 678(2)无可行解。(3)无界解。(4)无可行解。(5)无穷多解。(6)有唯一解1220383xx?=?=?,函数值为923。3解:(1)标准形式12123max32000fxxsss=+1211221231212392303213229,0 xxs
2、xxsxxsx xs s s+=+=+=(2)标准形式1212min4600fxxss=+12112212121236210764,0 xxsxxsxxx xs s-=+=-=(3)标准形式12212min2200fxxxss=-+1221122122212212355702555032230,0 xxxsxxxxxxsx xxs s-+-+=-+=+-=4解:标准形式1212max10500zxxss=+1211221212349528,0 xxsxxsx xs s+=+=松弛变量(0,0)最优解为1x=1,x2=3/2。5解:679标准形式12123min118000fxxsss=+121
3、122123121231022033184936,0 xxsxxsxxsx xs s s+-=+-=+-=剩余变量(0,0,13)最优解为x1=1,x2=5。6解:(1)最优解为x1=3,x2=7。(2)113c。(3)226c,理由见百分之一百法则。3解:(1)18 000,3 000,102 000,153 000。682(2)总投资额的松弛变量为0,表示投资额正好为1 200 000;基金 B 的投资额的剩余变量为 0,表示投资B 基金的投资额正好为300 000;(3)总投资额每增加1 个单位,回报额增加0.1;基金 B 的投资额每增加1 个单位,回报额下降0.06。(4)1c不变时,
4、2c在负无穷到10 的范围内变化,其最优解不变;2c不变时,1c在 2 到正无穷的范围内变化,其最优解不变。(5)约束条件1 的右边值在300 000 到正无穷的范围内变化,对偶价格仍为0.1;约束条件2 的右边值在0 到 1 200 000 的范围内变化,对偶价格仍为-0.06。(6)600 000300 000900 000900 000+=100%故对偶价格不变。4解:(1)18.5x=,21.5x=,30 x=,40 x=,最优目标函数18.5。(2)约束条件2 和 3,对偶价格为2 和 3.5,约束条件2 和 3 的常数项增加一个单位目标函数分别提高2 和 3.5。(3)第 3 个,
5、此时最优目标函数值为22。(4)在负无穷到5.5 的范围内变化,其最优解不变,但此时最优目标函数值变化。(5)在 0 到正无穷的范围内变化,其最优解不变,但此时最优目标函数值变化。5解:(1)约束条件2 的右边值增加1 个单位,目标函数值将增加3.622。(2)2x目标函数系数提高到0.703,最优解中2x的取值可以大于零。(3)根据百分之一百法则判定,因为允许减少的百分比与允许增加的百分比之和12100%14.583+,所以最优解不变。(4)因为1565100309.189111.2515+-%,根据百分之一百法则,我们不能判定其对偶价格是否有变化。683第 4 章线性规划在工商管理中的应用
6、1解:为了用最少的原材料得到10 台锅炉,需要混合使用14 种下料方案。设按 14 种方案下料的原材料的根数分别为x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x12,x13,x14,模型如表4-1 所示。表 4-1 各种下料方式1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 2 640 mm 2 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 770 mm 0 1 0 0 3 2 2 1 1 1 0 0 0 0 1 650 mm 0 0 1 0 0 1 0 2 1 0 3 2 1 0 1 440 mm 0 0 0 1 0 0 1 0 1 2 0
7、 1 2 3 min f=x1x2x3x4x5x6x7x8x9x10 x11x12x13x14s.t.2 x1x2x3x480 x2 3x52x62x7 x8 x9 x10350 x3 x62x8x93x112x12x13420 x4 x7x92x10 x122x133x1410 x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x12,x13,x140 用管理运筹学软件我们可以求得此问题的解为x1=40,x2=0,x3=0,x4=0,x5=116.667,x6=0,x7=0,x8=0,x9=0,x10=0,x11=140,x12=0,x13=0,x14=3.333 最优值
8、为300。2解:从上午 11 时到下午 10 时分成 11 个班次,设 xi表示第 i 班次安排的临时工的人数,模型如下。min f=16(x1x 2 x3 x4x5x6x7x8x9x10 x11)s.tx119 x1x219 x1x2x329 x1x2x3x423 x2x3x4x513 x3x4x5x623 x4x5x6x716 x5x6x7x8212 x6x7x8x9212 x7x8x9x1017 x8x9x10 x1117 684x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x110 用管理运筹学软件我们可以求得此问题的解如下。x1=8,x2=0,x3=1,x4=1,x5
9、=0,x6=4,x7=0,x8=6,x9=0,x10=0,x11=0,最优值为320。(1)在满足对职工需求的条件下,在11 时安排 8 个临时工,13 时新安排1 个临时工,14时新安排1 个临时工,16 时新安排4 个临时工,18 时新安排6 个临时工可使临时工的总成本最小。(2)这时付给临时工的工资总额为80 元,一共需要安排20 个临时工的班次。约束松弛/剩余变量对偶价格 -1 0-4 2 0 0 3 2 0 4 9 0 5 0-4 6 5 0 7 0 0 8 0 0 9 0-4 10 0 0 11 0 0 根据剩余变量的数字分析可知,可以让11 时安排的8 个人工做3 小时,13 时
10、安排的1 个人工作 3 小时,可使得总成本更小。(3)设 xi表示第 i 班上班 4 小时临时工人数,yj表示第 j 班上班 3 小时临时工人数。min f=16(x1x 2x3x4x5x6x7x8)12(y1y2y3y4 y5 y6 y7 y8y9)s.tx1y119 x1x2y1y219 x1x2x3y1y2y329 x1x2x3x4y2y3y423 x2x3x4x5y3y4y513 x3x4x5x6y4y5y623 x4x5x6x7y5y6y716 x5x6x7x8y6y7y8212 x6x7x8y7y8y9212 x7x8y8y917 x8y917 x1,x2,x3,x4,x5,x6,
11、x7,x8,y1,y2,y3,y4,y5,y6,y7,y8,y90 用管理运筹学软件我们可以求得此问题的解如下。685x1=0,x2=0,x3=0,x4=0,x5=0,x6=0,x7=0,x8=6,y1=8,y2=0,y3=1,y4=0,y5=1,y6=0,y7=4,y8=0,y9=0。最优值为264。具体安排如下。在 11:0012:00 安排 8 个 3 小时的班,在13:00 14:00 安排 1 个 3 小时的班,在15:0016:00 安排 1 个 3 小时的班,在17:0018:00 安排 4个 3 小时的班,在18:0019:00 安排 6 个 4 小时的班。总成本最小为264
12、元,能比第一问节省320-264=56 元。3解:设生产 A、B、C 三种产品的数量分别为x1,x2,x3,则可建立下面的数学模型。max z10 x112x214x3s.t.x11.5x24x32 000 2x1 1.2x2x31 000 x1200 x2250 x3 100 x1,x2,x30 用管理运筹学软件我们可以求得此问题的解如下。x1=200,x2=250,x3=100,最优值为6 400。(1)在资源数量及市场容量允许的条件下,生产A 200 件,B 250 件,C 100 件,可使生产获利最多。(2)A、B、C 的市场容量的对偶价格分别为10 元,12 元,14 元。材料、台时
13、的对偶价格均为 0。说明 A 的市场容量增加一件就可使总利润增加10 元,B 的市场容量增加一件就可使总利润增加12 元,C 的市场容量增加一件就可使总利润增加14 元。但增加一千克的材料或增加一个台时数都不能使总利润增加。如果要开拓市场应当首先开拓C 产品的市场,如果要增加资源,则应在0 价位上增加材料数量和机器台时数。4解:设白天调查的有孩子的家庭的户数为x11,白天调查的无孩子的家庭的户数为x12,晚上调查的有孩子的家庭的户数为x21,晚上调查的无孩子的家庭的户数为x22,则可建立下面的数学模型。min f=25x11 20 x1230 x2124x22s.tx11x12x21x222
14、000 x11 x12=x21x22x11 x21700 x12 x22450 x11,x12,x21,x220 用管理运筹学软件我们可以求得此问题的解如下。x11 700,x12300,x210,x221 000,最优值为47 500。686(1)白天调查的有孩子的家庭的户数为700 户,白天调查的无孩子的家庭的户数为300 户,晚上调查的有孩子的家庭的户数为0,晚上调查的无孩子的家庭的户数为1 000 户,可使总调查费用最小。(2)白天调查的有孩子的家庭的费用在20 26 元之间,总调查方案不会变化;白天调查的无孩子的家庭的费用在19 25 元之间,总调查方案不会变化;晚上调查的有孩子的家
15、庭的费用在 29 到正无穷之间,总调查方案不会变化;晚上调查的无孩子的家庭的费用在-2025 元之间,总调查方案不会变化。(3)发调查的总户数在1 400 到正无穷之间,对偶价格不会变化;有孩子家庭的最少调查数在 0 到 1 000 之间,对偶价格不会变化;无孩子家庭的最少调查数在负无穷到1 300 之间,对偶价格不会变化。5解:设第 i 个月签订的合同打算租用j 个月的面积为xij,则需要建立下面的数学模型:min f=2 800 x11 4 500 x12 6 000 x13 7 300 x14 2 800 x21 4 500 x22 6 000 x23 2 800 x314 500 x3
16、22 800 x41s.t x1115 x12x2110 x13x22x3120 x14x23x32x4112 xij0,i,j=1,2,3,4 用管理运筹学软件我们可以求得此问题的解如下。x11=15,x12=0,x13=0,x14=0,x21=10,x22=0,x23=0,x31=20,x32=0,x41=12,最优值为 159 600,即在一月份租用1 500 平方米一个月,在二月份租用1 000平方米一个月,在三月份租用2 000 平方米一个月,四月份租用1 200平方米一个月,可使所付的租借费最小。6解:设 xij表示第 i 种类型的鸡需要第j 种饲料的量,可建立下面的数学模型。ma
17、x z=9(x11 x12x13)7(x21 x22x23)+8(x31x32 x33)-5.5(x11 x21x31)-4(x12 x22x32)-5(x13x23 x33)s.tx110.5(x11x12x13)x120.2(x11x12x13)x210.3(x21x22x23)x230.3(x21x22x23)x330.5(x31x32x33)x11x21x3130 x12x22x3230 x13x23x3330 xij0,i,j=1,2,3 用管理运筹学软件我们可以求得此问题的解如下。x11=30,x12=10,x13=10,x21=0,x22=0,x23=0,x31=0,x32=20
18、,x33=20,最优值为335,即687生产雏鸡饲料50 吨,不生产蛋鸡饲料,生产肉鸡饲料40 吨。7解:设 Xi为第 i 个月生产的产品数量,Yi为第 i 个月生产的产品数量,Zi,Wi分别为第i个月末产品、库存数,Si1,Si2分别为用于第(i+1)个月库存的自有及租借的仓库容积(立方米),则可以建立如下模型。min z=5121212161(58)(4.57)()iiiiiiiiixyxySS=+s.t X1-10 000=Z1X2+Z1-10 000=Z2X3+Z2-10 000=Z3X4+Z3-10 000=Z4X5+Z4-30 000=Z5X6+Z5-30 000=Z6X7+Z6-
19、30 000=Z7X8+Z7-30 000=Z8X9+Z8-30 000=Z9X10+Z9-100 000=Z10X11+Z10-100 000=Z11X12+Z11-100 000=Z12Y1-50 000=W1Y2+W1-50 000=W2Y3+W2-15 000=W3Y4+W3-15 000=W4Y5+W4-15 000=W5Y6+W5-15 000=W6Y7+W6-15 000=W7Y8+W7-15 000=W8Y9+W8-15 000=W9Y10+W9-50 000=W10Y11+W10-50 000=W11Y12+W11-50 000=W12S1i15 000 1 i 12 Xi+
20、Yi120 000 1i12 0.2Zi+0.4Wi12iiSS=+31 i12 Xi0,0iY,Zi120,0,0,0iiiWSS用管理运筹学软件我们可以求得此问题的解如下。688最优值为4 910 500。X1=10 000,X2=10 000,X3=10 000,X4=10 000,X5=30 000,X6=30 000,X7=30 000,X8=45 000,X9=105 000,X10=70 000,X11=70 000,X12=70 000;Y1=50 000,Y2=50 000,Y3=15 000,Y4=15 000,Y5=15 000 Y6=15 000,Y7=15 000,Y
21、8=15 000,Y9=15 000,Y10=50 000,Y11=50 000,Y12=50 000;Z8=15 000,Z9=90 000,Z10=60 000,Z11=30 000;S18=3 000,S19=15 000,S110=12 000,S111=6 000,S29=3 000;其余变量都等于0。8解:设第 i 个车间生产第j 种型号产品的数量为xij,可以建立下面的数学模型。1121max25(xx=+3141511232425213234353)20()17()xxxxxxxxxxx+11142444()xxx+s.t 11213141511400 xxxxx+123242
22、52300 xxxx+12324252800 xxxx+132343538000 xxxx+142444700 xxx+11121314576518000 xxxx+21232463315000 xxx+43132314 000 xx+41424344324212 000 xxxx+51525324510 000 xxx+x0,1,2,3,4,5iji=j=1,2,3,4 用管理运筹学软件我们可以求得此问题的解如下。*最优解如下*目标函数最优值为:279 400 变量最优解相差值 -x110 11 x210 26.4 x31 1 400 0 x410 16.5 x510 5.28 x120 1
23、5.4 x32 800 0 x420 11 x520 10.56 x13 1 000 0 689x23 5 000 0 x430 8.8 x53 2 000 0 x14 2 400 0 x240 2.2 x44 6 000 0 约束松弛/剩余变量对偶价格 -1 0 25 2 500 0 3 0 20 4 0 3.8 5 7 700 0 6 0 2.2 7 0 4.4 8 6 000 0 9 0 5.5 10 0 2.64 目标函数系数范围:变量下限当前值上限 -x11无下限25 36 x21无下限25 51.4 x3119.72 25 无上限x41无下限25 41.5 x51无下限25 30.
24、28 x12无下限20 35.4 x329.44 20 无上限x42无下限20 31 x52无下限20 30.56 x1313.2 17 19.2 x2314.8 17 无上限x43无下限17 25.8 x533.8 17 无上限x14 9.167 11 14.167 x24无下限11 13.2 x446.6 11 无上限常数项数范围:690约束下限当前值上限 -1 0 1 400 2 900 2 无下限 300 800 3 300 800 2 800 4 7 000 8 000 10 000 5 无下限 700 8 400 6 6 000 18 000 无上限 7 9 000 15 000
25、18 000 8 8 000 14 000 无上限 9 0 12 000 无上限10 0 10 000 15 000 111213142123243132414243445152530,0,1000,2400,0,5000,0,1400,800,0,0,0,6 000,0,0,2 000 xxxxxxxxxxxxxxxx=即,最优值为279 400。对 5 个车间的可用生产时间做灵敏度分析可以按照以上管理运筹学软件的计算结果自行进行。9解:设第一个月正常生产x1,加班生产x2,库存 x3;第二个月正常生产x4,加班生产x5,库存x6;第三个月正常生产x7,加班生产x8,库存x9;第四个月正常生
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