運籌學 第二章線性規劃的對偶問題

2022-04-28 14:48:04 字數 3001 閱讀 3428

習題二2.1 寫出下列線性規劃問題的對偶問題

(1) max z =10x1+ x2+2x3 (2) max z =2x1+ x2+3x3+ x4

st. x1+ x2+2 x3≤10st. x1+ x2+ x3 + x4 ≤5

4x1+ x2+ x3≤202x1- x2+3x3 =-4

xj ≥0 (j=1,2,3x1 - x3+ x4≥1

x1,x3≥0,x2,x4無約束

(3) min z =3x1+2 x2-3x3+4x4 (4) min z =-5 x1-6x2-7x3

st. x1-2x2+3x3+4x4≤3st. -x1+5x2-3x3 ≥15

x2+3x3+4x4≥-55x1-6x2+10x3 ≤20

2x1-3x2-7x3 -4x4=2x1- x2- x3=-5

x1≥0,x4≤0,x2,,x3 無約束x1≤0, x2≥0,x3 無約束

2.2 已知線性規劃問題max z=cx,ax=b,x≥0。分別說明發生下列情況時,其對偶問題的解的變化:

(1)問題的第k個約束條件乘上常數λ(λ≠0);

(2)將第k個約束條件乘上常數λ(λ≠0)後加到第r個約束條件上;

(3)目標函式改變為max z=λcx(λ≠0);

(4)模型中全部x1用3代換。

2.3 已知線性規劃問題 min z=8x1+6x2+3x3+6x4

st. x1+2x2 + x4≥3

3x1+ x2+ x3+ x4≥6

x3 + x4=2

x1 + x3 ≥2

xj≥0(j=1,2,3,4)

(1) 寫出其對偶問題;

(2) 已知原問題最優解為x*=(1,1,2,0),試根據對偶理論,直接求出對偶問題的最優解。

2.4 已知線性規劃問題 min z=2x1+x2+5x3+6x4 對偶變數

st. 2x1x3+ x4≤8 y1

2x1+2x2+x3+2x4≤12 y2

xj≥0(j=1,2,3,4)

對偶問題的最優解y1*=4;y2*=1,試對偶問題的性質,求出原問題的最優解。

2.5 考慮線性規劃問題 max z=2x1+4x2+3x3

st. 3x1+4 x2+2x3≤60

2x1+ x2+2x3≤40

x1+3x2+2x3≤80

xj≥0 (j=1,2,3)

(1)寫出其對偶問題

(2)用單純形法求解原問題,列出每步迭代計算得到的原問題的解與互補的對偶問題的解;

(3)用對偶單純形法求解其對偶問題,並列出每步迭代計算得到的對偶問題解及與其互補的對偶問題的解;

(4)比較(2)和(3)計算結果。

2.6 已知線性規劃問題 max z=10x1+5x2

st. 3x1+4x2≤9

5x1+2x2≤8

xj≥0(j=1,2)

用單純形法求得最終表如下表所示:

試用靈敏度分析的方法分別判斷:

(1)目標函式係數c1或c2分別在什麼範圍內變動,上述最優解不變;

(2)約束條件右端項b1,b2,當乙個保持不變時,另乙個在什麼範圍內變化,上述最優基保持不變;

(3)問題的目標函式變為max z =12x1+4x2時上述最優解的變化;

(4)約束條件右端項由變為時上述最優解的變化。

2.7 線性規劃問題如下: max z=—5x1+5x2+13x3

st. —x1+x2+3x3≤20 ①

12x1+4x2+10x3≤90 ②

xj≥0 (j=1,2,3)

先用單純形法求解,然後分析下列各種條件下,最優解分別有什麼變化?

(1) 約束條件①的右端常數由20變為30;

(2) 約束條件②的右端常數由90變為70;

(3) 目標函式中x3的係數由13變為8;

(4) x1的係數列向量由(—1,12)t變為(0,5)t;

(5) 增加乙個約束條件③:2x1+3x2+5x3≤50;

(6) 將原約束條件②改變為:10x1+5x2+10x3≤100。

2.8 用單純形法求解某線性規劃問題得到最終單純形表如下:

(1)給出a,b,c,d,e,f,g的值或表示式;

(2)指出原問題是求目標函式的最大值還是最小值;

(3)用a+a,b+b分別代替a和b,仍然保持上表是最優單純形表,求a,b滿足的範圍。

2.9 某文教用品廠用原材料白坯紙生產原稿紙、日記本和練習本三種產品。該廠現有工人100人,每月白坯紙**量為30000千克。

已知工人的勞動生產率為:每人每月可生產原稿紙30捆,或日記本30打,或練習本30箱。已知原材料消耗為:

每捆原稿紙用白坯紙千克,每打日記本用白坯紙千克,每箱練習本用白坯紙千克。又知每生產一捆原稿紙可獲利2元,生產一打日記本獲利3元,生產一箱練習本獲利1元。試確定:

(1)現有生產條件下獲利最大的方案;

(2)如白坯紙的**數量不變,當工人數不足時可招收臨時工,臨時工工資支出為每人每月40元,則該廠要不要招收臨時工?如要的話,招多少臨時工最合適?

2.10 某廠生產甲、乙兩種產品,需要a、b兩種原料,生產消耗等引數如下表(表中的消耗係數為千克/件)。

(1)請構造數學模型使該廠利潤最大,並求解。

(2)原料a、b的影子**各為多少。

(3)現有新產品丙,每件消耗3千克原料a和4千克原料b,問該產品的銷售**至少為多少時才值得投產。

(4)工廠可在市場上買到原料a。工廠是否應該購買該原料以擴大生產?在保持原問題最優基的不變的情況下,最多應購入多少?可增加多少利潤?

2.11 某廠生產a、b兩種產品需要同種原料,所需原料、工時和利潤等引數如下表:

(1) 請構造一數學模型使該廠總利潤最大,並求解。

(2) 如果原料和工時的限制分別為300公斤和900小時,又如何安排生產?

(3) 如果生產中除原料和工時外,尚考慮水的用量,設兩a,b產品的單位產品分別需要水4噸和2噸,水的總用量限制在400噸以內,又應如何安排生產?

第二章運籌學線性規劃

主要內容 1 線性規劃問題及數學模型 2 線性規劃問題的解及其性質 3 法 4 單純形法 5 大m法和兩階段法 重點與難點 線性規劃數學模型的建立 一般形成轉化為標準型的方法 單純形法的求解步驟。要求 理解本章內容,掌握本章重點與難點問題 深刻理解線性規劃問題的基本概念 基本性質,熟練掌握其求解技巧...

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