《管理运筹学》第四版 第5章 单纯形法 课后习题解析

《管理运筹学》第四版课后习题解析

第5章单纯形法

1.解:

表中a、c、e、f是可行解,f是基本解,f是基本可行解。

2.解:

(1)该线性规划的标准型如下。 max 5x1+9x2+0s1+0s2+0s3 s.t. 0.5x1+x2+s1=8 x1+x2-s2=10

0.25x1+0.5x2-s3=6 x1,x2,s1,s2,s3≥0

(2)至少有两个变量的值取零,因为有三个基变量、两个非基变量,非基变量取零。

T

(3)(4,6,0,0,-2)

T

(4)(0,10,-2,0,-1)

(5)不是。因为基本可行解要求基变量的值全部非负。 (6)略 3.解:

??x3??,f??z改为求maxf;将约束条件中的第一个方程左右两边令x3?x3同时乘以-1,并在第二和第三个方程中分别引入松弛变量x5和剩余变量x6,将原线性规划问题化为如下标准型:

max f?4x1?3x2?2x3?7x4??3x3???x4?1约束条件: ?4x1?x2?3x3??x3???6x4?x5?18 ?x1?3x2?x3??4x3???x6?2 3x1?2x2?4x3?,x3??,x4,x5,x6?0 x1,x2,x3x?j、x?j?不可能在基变量中同时出现,因为单纯性表里面x?j、x?j?相应的列向

量是相同的,只有符号想法而已,这时候选取基向量的时候,同时包含两列会使

选取的基矩阵各列线性相关,不满足条件。

4.解: (1) 表5-1

迭代次数 基变量 CB x1 x2 x3 s1 s2 s3 6 30 25 0 0 0 b

s1 s2 0 s3 zj cj?zj 0 0 0 3 0 2 0 6 1 2 [1] 0 30 0 1 ?1 0 25 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 40 50 20 0 (2)线性规划模型如下。 max 6x1+30x2+25x3 s.t. 3x1+x2+s1=40 2x2+x3+s2=50 2x1+x 2-x3+s3=20 x1,x2,x3,s1,s2,s3 ≥0

TT

(3)初始解的基为(s1,s2,s3),初始解为(0,0,0,40,50,20),对应的目标函数值为0。

(4)第一次迭代时,入基变量时x2,出基变量为s3。

5. 解: 迭代基变次数 量 cB 0 0 0 x1 0 10 4 2 0 ? x2 6 8 3 7 6 ? x3 6 10 9 6 6 ? x4 0 1 0 0 0 ? x5 0 0 1 0 0 ? x6 0 0 0 -1 0 ? x7 0 0 0 1 0 ? b 10 4 2 - ? x4 n x5 x7 cj?zj ? ? x4 n?i 0 0 6 17/3 0 -17/6 7/6 -7 ? 8 4 1 0 ? 1 0 0 0 ? 0 1 0 0 ? 1/3 5/6 -1/3 28/3 -5/6 7/3 1/3 - ? x5 x2 0 1 0 ? -1/6 1/6 1 ? cj?zj ? ? -1 ? 6. 解:

(1)当现行解为可行解,并且对应的非基变量检验数均小于0时,该线性规划问题才有唯一最优解,即k1?0,k3?0,k5?0;

(2)当某个非基变量的检验数为0时,该线性规划问题有多重最优解。所以若满足现行解为最优解,并且有多重最优解即满足:或者k1?0,k3?0,k5?0;或者k1?0,k3?0,k5?0;;或者k1?0,k3?0,k5?0

(3)k1?0可以保证该线性规划问题有可行解。若此时该线性规划问题目标函数无界,也就是说一定存在某个检验数为正时,对应的列的系数向量元素全部非正,即k5?0且k4?0;

(4)由表中变量均为非人工变量,则k1?0且k2?0,由于变量的非负性条件,第一个约束方程变为矛盾方程,从而该问题无可行解;

7. 解:

(1)a?7,b?0,c?1,d?0,e?0,f?0,g?1,h?7; (2)表中给出的解是最优解。

8.解:

T

最优解为(2.25,0),最优值为9。

图5-1

单纯形法如表5-2所示。 表5-2 迭代次数 基变量 s1 CB x1 x2 s1 s2 4 1 [4] 0 4 1 3 2 0 1 2.5 0.5 2 ?1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 ?0.25 0.25 1 ?1 b 7 9 4.75 2.25 0 0 0 s2 zj cj?zj s1 0 4 0 1 4 0 1 x1 zj cj?zj

9.解:

T

(1)最优解为(2,5,4),最优值为84。

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