系統工程 15年10月

2022-04-27 12:48:03 字數 2408 閱讀 1152

計算題1. 建立線性規劃模型(詳見書上第4頁,例題1)。

例:已知某廠生產三種產品 a,b,c 需要三種原料甲,乙,丙。原料的**量,每種產品的單位利潤,各產品單位所需原料見下表

求如何生產,使得利潤最大。

解:根據題意,設生產a,b,c各x1,x2,x3件

則利潤為:z=12x1+20x2+15x3

甲乙丙三種材料總量限制約束為

5x1+3x2+4x3<=100

2x1+x2+3x3<=90

3x1+2x2+x3<=110

因此規劃模型為

max z=12x1+20x2+15x3

5x1+3x2+4x3<=100

2x1+x2+3x3<=90

3x1+2x2+x3<=110

x1>=0,x2>=0,x3>=0

2. 將線性規劃模型化為標準型(標準型參見書10頁詳細定義)。

例:將下列規劃模型化為標準型。

min z=x1+2x2+4x3

5x1+x2<=10

6x1+3x2-x3>=20

x1>=0,x2>=0,x3>=0

解:根據標準型定義:

對第乙個約束條件新增新增鬆弛變數x4>=0,使得

5x1+x2+x4=10

對第二個約束條件新增新增鬆弛變數x5>=0,使得

6x1+3x2-x3-x5=20

將目標函式化為

max z』=-x1-2x2-4x3+0x4+0x5

則標準化的線性規劃模型為

max z』=-x1-2x2-4x3+0x4+0x5

5x1+x2+x4=10

6x1+3x2-x3-x5=20

x1,x2,x3,x4,x5>=0

3. 寫出線性規劃模型的對偶模型(詳見書上55頁表2.4,對偶變換規則)。

例:寫出規劃模型

min z=x1+2x2+4x3

5x1+x2<=10

6x1+3x2-x3>=20

x1>=0,x2>=0,x3>=0

的對偶模型。

解:根據表2.4,由於目標函式為min,則首先將上模型化為表中對應形式

min z=x1+2x2+4x3

5x1-x2>=-10注意min下約束為》=或=)

6x1+3x2-x3>=20

x1>=0,x2>=0,x3>=0

根據對偶規則,設變數y1,y2,則有對偶模型為

max z』=-10y1+20y2

5y1+6y2<=1

y1+3y2<=2

y2<=4

y1,y2>=0

4. 利用對偶定理(互補鬆弛定理) 在已知對偶問題最優解的情況下求原問題的解。(書上60頁例8)

例:已知線性規劃

min z=8y1+4y2+6y3

2y1+4y3>=5

2y1+3y2+y3>=4

y1,y2,y3>=0

的對偶規劃有最優解,x1=7/6,4/3.求該規劃的最優解。

解:首先寫出該規劃的對偶規劃:

max z』=5x1+4x2

2x1+2x2<=8

3x2<=4

4x1+x2<=6

根據最優解帶入上述約束,可得:

2x1+2x2=5<8, 3x2=4,4x1+x2=6

根據互補鬆弛定理,y1=0,且

4y3=5, 3y2+y3=4

解得原規劃的最優解為 y1=0, y2=11/12,y3=5/4。

5. 利用最小元素法或沃格爾法給出產銷平衡運輸問題的初始化方案(詳見書81-83頁)。

例:已知運輸問題表如下

用初始化方案。

解:最小元素法

沃爾沃法

6. 指派問題建立規劃模型(0-1規劃,詳見書上114頁例6)

例:略7. 利用破圈法或加邊法求最小生成樹(詳見書上155-156頁)

例:求下圖的最小生成樹

解:1.破圈法:去掉線段順序為:ac,ad,bd,因此最小生成樹為

2. 加邊法,新增順序為dc,cb,ab,結果如上圖。

8. 利用dijkstra演算法求圖中兩點間的最短路徑(詳見書上157頁)

例:略9. 解矩陣對策(詳見199-201)

例:**二人雙策略對策矩陣。已知a的贏得矩陣為

求該對策的的解。

解:設x1,1-x1分別表示a選策略1,和策略2的概率,則b選策略1 時,a的贏得線方程為

過(0,4),(1,1)的直線,方程為

y=-3x+4

b選策略2時,a的贏得線方程為過(0,2),(1,3)的直線,方程為

y=x+2

因此,兩直線的交點為:(1/2,5/2),所以該對策的對策值為5/2,此時a的對策值為(1/2,1/2),同時b的對策值為(1/4,3/4)。

例:化簡矩陣對策,並求解該對策。(化簡規則詳見201),例題見例5。

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