运筹学题库第一章

1 求解下述线性规划问题

minz??3x1?4x2

?4x1?2x2?5?s.t.?x1?x2?1?x,x?0?122 设某种动物每天至少需要700g蛋白质、30g矿物质、100mg维生素,现有五种饲料可供选择,每种饲料每公斤营养成分的含量及单价如表所示。

试建立既满足动物生长需要,又使费用最省的选用饲料方案的线性规划模型。 饲料 1 2 3 4 5 蛋白质/g 3 2 1 6 18 矿物质/g 1 0.5 0.2 2 0.5 维生素/mg 0.5 1 0.2 2 0.8 价格/(元/kg) 0.2 0.7 0.4 0.3 0.8 3某医院昼夜24h各时段内需要的护士数量如下:2:00—6:00 10人,6:00—10:00 15人,10:00—14:00 25人,14:00—18:00 20人,18:00—22:00 18人,22:00—2:00 12人。护士分别于2:00,6:00,10:00,14:00,18:00,22:00分6批上班,并连续工作8小时。试建立模型,要求既满足值班需要,又使护士人数最少。 4 某人有一笔30万元的资金,在今后三年内有以下投资项目:

(1) 三年内的每年年初均可投资,每年获利为投资额的20%,其本利可以起用于下一年投资;

(2)只允许第一年年初投入,第二年年末可收回,本利合计为投资额的150%,但此类投资限额不超过15万元;

(3)于三年内第二年初允许投资,可于第三年末收回,本利合计为投资额的160%,这类投资限额20万元。

(4) 于三年内的第三年初允许投资,一年回收,可获利40%,投资限额为10万元。 试为该人确定一个使第三年末本利和为最大的投资计划。

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1 某厂准备生产A、B、C三种产品,它们都消耗劳动力和材料,如下表: 产品名称 耗用设备(台时/件) 耗用材料(kg/件) 利润(元/件) A B C 6 3 5 3 4 5 3 1 4 资源量 45(台时) 30(kg) 试建立能获得最大利润的产品生产计划的线性规划模型,并列出初始单纯形表。

某航空公司为满足客运量日益增长的需要,正考虑购置一批新的远程、中程、短程的喷气式客机。每架远程的喷气式客机价格670万元,每架中程的喷气式客机价格500万元,每架短程的喷气式客机价格350万元。该公司现有资金15000万元可以用于购买飞机。根据估计年净利润每架远程客机42万元,每架中程客机30万元,每架短程客机23万元。设该公司现有熟练驾驶员可用来配备30架新的飞机。维修设备足以维修新增加40架短程的喷气式客机,每架中程客机的维修量相当于4/3架短程客机,每架远程客机的维修量相当于5/3架短程客机。为获得最大利润,该公司应购买各类飞机各多少架?(建立模型,不需求解)

下表1是某求极大化线性规划问题计算得到的单纯形表。表中无人工变量,试说明这些常数分别取何值时,以下结论成立。 a1,a2,a3,d,c1,c2为待定常数,d?0。

(1)表中解为惟一最优解;

(2)表中解为最优解,但存在无穷多最优解; (3)该线性规划问题具有无界解;

(4)表中解非最优,为对解改进,换入变量为x1,换出变量为x6

基 b x3 d x1 4 -1 x2 a1 -3 -5 表1

x3 x4 1 0 0 0 0 1 0 0 x5 x6 0 0 1 0 a2 -1 -4 -3 x4 2 x6 3 a3 c1 cj?zj c2 1.根据以下条件建立线性规划数学模型

某工厂生产A、B、C三种产品,每种产品的原材料消耗量、机械台时消耗量以及这些资源的限量,单位产品的利润如下表所示: 单位 产品 消耗 资源 原材料 机械台时 单位利润 资源 限量 2000 1000 A B C 1.0 2.0 10 1.5 1.2 14 4.0 1.0 12 根据客户订货,三种产品的最低月需要量分别为200,250和100件,最大月销售量分别为250,280和120件。月销售分别为250,280和120件,问如何安排生产计划,使总利润最大?

解:设X1,X2,X3分别设代表三种产品的产量,则线性规划模型为

maxZ=10X1+14X2 +12X3

s·t X1 +1.5X2+4X3≤2000

2X1+1.2X2+X3≤1000 200≤X1≤250 250≤X1≤280 X1,X2,X3≥0

2.把下列线性规划问题化成标准形式:

答:maxZ’ = -5x1 +2x2

3.把下列线性规划问题化成标准形式:

minZ=2x1-x2+2x3

答:

5.根据所给条件建立线性规划模型。

某建筑工地有一批长度为10米的相同型号的钢筋,今要截成长度为3米的钢筋90根,长度为4米的钢筋60根,问怎样下料,才能使所使用的原材料最省? 答:将10米长的钢筋截为3米和4米长,共有以下几种下料方式:

长 度 种 类 Ⅰ 0 2 Ⅱ 1 1 Ⅲ 2 0 3米 4米 设X1, X2, X3分别表示采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ种下料方式的钢筋数,则线性规划模型可写成: minZ= X1 +X2 +X3

s·t 2X2+3X3≥90

2X1+X2≥60 X1,X2,X3≥0

1.下表为用单纯形法计算时某一步的表格。已知该线性规划的目标函数为maxZ=5x1+3x2,约束形式为“≤”,X3,X4为松驰变量,表中解代入目标函数后得Z=10

X3 Xl -10 2 a Xl b C d X2 -1 O e X3 f 1 0 X4 g 1/5 1 (1)求表中a~g的值 (2)表中给出的解是否为最优解? 解:(1)a=2 b=0 c=0 d=1 e=4/5 f=0 g=-5 (2)表中给出的解为最优解

2.用单纯形法求解下列线性规划问题:

maxZ=3x1+5x2

x1≤15

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