簡單的線性規劃典型例題精析二

2021-03-04 08:10:37 字數 1456 閱讀 4402

典例剖析

[例1]求z=3x+5y的最大值和最小值,使式中的x、y滿足約束條件

【解】由不等式組

作出可行區域,如圖7—26所示的陰影部分.

∵目標函式為z=3x+5y,

∴作直線l:3x+5y=t(t∈r).

當直線l在l0的右上方時,l上的點(x,y)滿足3x+5y>0,即t>0,而且,直線l向右平移時,t隨之增大,在可行域內以經過點a()的直線l1所對應的t最大.

類似地,在可行域內,以經過b(-2,-1)的直線l2所對應的t最小.

∴.【點評】正確地作出不等式組表示的平面區域(可行域),再由線性目標函式作出一組平行線考查最值,是解線性規劃問題的基本步驟.

[例2]某紡紗廠生產甲、乙兩種棉紗,已知生產甲種棉紗1噸需耗一級子棉2噸、二級子棉1噸;生產乙種棉紗需耗一級子棉1噸、二級子棉2噸,每1噸甲種棉紗的利潤是600元,每1噸乙種棉紗的利潤是900元,工廠在生產這兩種棉紗的計畫中要求消耗一級子棉不超過300噸、二級子棉不超過250噸.甲、乙兩種棉紗應各生產多少(精確到噸),能使利潤總額最大?

【分析】將已知資料列成下表:

解:設生產甲、乙兩種棉紗分別為x噸、y噸,利潤總額為z元,那麼

z=600x+900y.

作出以上不等式組所表示的平面區域(如圖7—27),即可行域.

作直線l:600x+900y=0,即直線l:2x+3y=0,把直線l向右上方平移至l1的位置時,直線經過可行域上的點m,且與原點距離最大,此時z=600x+900y取最大值.解方程組,得m的座標為x=,y=.

【答】應生產甲種棉紗噸,乙種棉紗噸,能使利潤總額達到最大.

【點評】解線性規劃應用問題的步驟是:①從實際問題中抽象出不等式列出不等式組及線性目標函式;②由不等式組作出可行域;③作出一組平行直線ax+by-z=0考查最值.

[例3]要將甲、乙兩種長短不同的鋼管截成a、b、c三種規格,每根鋼管可同時截得三種規格的短鋼管的根數如下表所示:

今需a、b、c三種規格的鋼管各13、16、18根,問各截這兩種鋼管多少根可得所需三種規格鋼管,且使所用鋼管根數最少.

【解】設需截甲種鋼管x根,乙種鋼管y根,則

作出可行域(如圖7—28):

目標函式為z=x+y,

作出一組平行直線x+y=t中(t為引數)經過可行域內的點且和原點距離最近的直線,此直線經過直線4x+y=18和直線x+3y=16的交點a(),直線方程為x+y=.由於和都不是整數,所以可行域內的點()不是最優解.

經過可行域內的整點且與原點距離最近的直線是x+y=8,經過的整點是b(4,4),它是最優解.

【答】要截得所需三種規格的鋼管,且使所截兩種鋼管的根數最少,方法是截甲種鋼管、乙種鋼管各4根.

【點評】此例的解法是,先依條件列出不等式組,作出可行域,不考慮x、y為非負整數的條件,求出符合題中其他條件的最優解,然後看此最優解是否為非負整數解,若是非負整數解,則即為所求.若不是非負整數解,則應求出經過可行域內的非負整數解且與原點距離最遠(或最近)的點的直線,這個非負整數解就是最優解.

簡單的線性規劃典型例題

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簡單的線性規劃

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簡單的線性規劃

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