(P55)2.1、用图解法求解下列线性规划问题,并指出问题是具有唯一最优解、
无穷多最优解、无界解还是无可行解。
(1)Max Z=x1+3x2 5x1+10x2<=50 x1+x2>=1 x2<=4 x1,x2>=0
解:图中的阴影部分为此线性规划问题的可行域,目标函数Z=x1+3x2,即x2=
z11—x1+是斜率为—的一族平行线,易知x1=3,x2=0为可行解,由线性规划
333的性质知,其最值在可行域的顶点取得,将直线x1+3x2=3沿法线方向逐渐向上
平移,直至A点,A点坐标为(2,4)
所以 max z =2+3×4=14 此线性规划问题有唯一最优解。
(P56)2.6、分别用单纯形法中的大M法和两阶段法求解下述线性规划问题,并
指出属哪一类解。 (1)Max z=2x1+3x2—5x3
x1+x2+x3=7 2x1—5x2+x3>=10 x1,x2,x3 >=0 解:大M法
在上述线性规划问题的约束条件中加上人工变量x4,x6,减去剩余变量x5,
得
Max z =2x1+3x2—5x3—Mx4+0x5—Mx6
x1 + x2 + x3 + x4 =7 2x1—5x2+x3—x5+x6=10 x1,x2,x3,x4,x5,x6 >=0
其中M是一个任意大的正数。据此可列出单纯形表: Cj 2 3 —5 —M 0 —M Θi CB —M —M XB x4 x6 Cj —Zj —M 2 x4 x1 Cj —Zj 3 2 x2 x1 Cj —Zj 4/7 45/7 2 5 b 7 10 x1 1 [2] x2 1 —5 x3 1 1 2M—5 1/2 1/2 M/2—6 1/7 6/7 —50/7 x4 1 0 0 1 0 0 2/7 5/7 —M—16/7 x5 0 —1 —M 1/2 —1/2 M/2+1 1/7 —1/7 —1/7 x6 0 1 0 —1/2 1/2 —3M/2—1 —1/7 1/7 —M+1/7 7 5 4/7 — 3M +2 3—4M 0 1 0 0 1 0 [7/2] —5/2 3M/2+8 1 0 0
由单纯形表的计算结果得:
最优解X =(
454454102,,0,0,0,0)T ,目标函数的最优值Z =2×+3×= 77777
两阶段法:
在上述线性规划问题的约束条件中加上人工变量x4,x6,减去剩余变量x5,得
第一阶段的数学模型 min w =x4+x6 x1+x2+x3+x4=7 2x—5x2+x3—x5+x6=10 x1,x2,x3,x4,x5,x6>=0 据此可列出单纯形表:
Cj 0 0 0 1 0 1 Θi CB 1 1 XB x4 x6 Cj —Zj b 7 10 x1 1 [2] —3 x2 1 —5 4 [7/2] —5/2 —7/2 1 0 0 x3 1 1 —2 1/2 1/2 —1/2 1/7 6/7 0 x4 1 0 0 1 0 0 2/7 5/7 1 x5 0 —1 1 1/2 —1/2 —1/2 1/7 —1/7 0 x6 0 1 0 —1/2 1/2 3/2 —1/7 1/7 1 7 5 4/7 — 1 0 x4 x1 Cj —Zj 2 5 0 1 0 0 0 x2 x1 Cj —Zj 4/7 45/7 0 1 0 454,,0,0,0,0)T ,目标函数的最优值W 77=0 454因人工变量x4=x6=0,所以(,,0,0,0,0)T 是原线性规划问题的基
77可行解。
于是可以进行第二阶段运算,将第一阶段的最终表中的人工变量取消,并填
入原问题的目标函数的系数,进行第二阶段的运算, Cj 2 3 —5 0 Θi CB XB b x1 x2 x3 x5 第一阶段求得的最优解X =(
3 2 x1 x2 4/7 45/7 0 1 1 0 1/7 6/7 1/7 —1/7 Cj —Zj 0 0 —50/7 —1/7 454,,0,0,0,0)T ,目77454102标函数的最优值Z =2×+3×=。
777
(P113)4.3 用表上作业法和伏格尔(Vogel)法求表4-44中给出的运输问题的
最优解和近似最忧解(表中数字M为任意大正数)。 销地 产地 甲 乙 丙 丁 戊 由表中计算可知,原线性规划问题的最优解X =(
产量 5 6 2 9 1 2 3 4 销量 10 2 1 8 4 20 10 20 6 4 5 8 7 3 6 9 30 10 7 2 10 6 4 5 4 解:产销不平衡的运输问题,所以增加一个假想销地巳,并令其运价为0,其销量为5+6+2+9—(4+4+6+2+4)=2,见表: 销地 产地 甲 乙 丙 丁 戊 巳 1 2 3 4 销量 10 2 1 8 4 20 10 20 6 4 5 8 7 3 9 30 10 7 10 6 4 5 0 0 0 0 产量 5 6 2 9 6 2 4 2 利用伏格尔求出初始解。 第一步:分别计算表中各行、各列的最小运费和次最小运费的差额,并填入该表
的最右列和最下行。
第二步:从行或列差额中选出最大者,选择它所在行或列中的最小元素。 第三步:对未划去的元素再分别计算出各行、各列的最小运费和次最小运费的差额,并填入该表的最右列和最下行,重复第一、第二,直到给出初始解为止。
最后利用位势法进行检验。
所有检验数都非负,故解为最优解。这时得到的总运费最少,为90.故该运输问
题有无穷多最优解。
P(127)5.2分别用图解法和单纯形法找出以下目标规划问题的满意解。
解:由约束条件作图
首先考虑P1优先因子的目标实现,在目标函数中要求实现
从图中可以看出:
当x1,x2在射线x1—10x2=50且x2>=0上取值,可以满足 =0 和 =0 。 再考虑P2优先因子的目标实现,在目标函数中要求实现 min ( 2 + ) 因 的权系数大于 的权系数,由图可知,D点为满意解,D点坐标为
(50,0)。
P(152)6.2 用分支定界法解
max z = x1+x2
951x1+ x2<=
14141—2x1+ x2<=
3x1,x2,>=0 x1,x2为整数
解: 在原线性规划问题约束条件中分别添加松弛变量x3,x4 ,化为标准型,
可得: max z = x1+x2
951x1+ x2+x3<=
14141—2x1+ x2+x4<=
3x1,x2,x3,x4>=0 x1,x2为整数
不考虑整数条件,用单纯形法求解,计算结果如表所示: Cj 1 1 0 0 Θi CB XB b x1 x2 x3 x4 0 0 x3 x4 Cj —Zj 1 0 x1 x4 51/14 160/21 51/14 1/3 [1] —2 3 1 0 9/14 1 2 9/14 [161] 1 0 0 1 2 0 1 0 0 1 51/14 — 51/9 160/3381 Cj —Zj 0 5/14 —1 0
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