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文檔簡介
1、二、運輸問題三、多目標規(guī)劃四、動態(tài)規(guī)劃五、圖論六、網(wǎng)絡計劃技術(shù)七、決策論八、存儲論九、排隊論十、對策論十一、模擬技術(shù)一、線性規(guī)劃(一)選擇填空題 (二)線性規(guī)劃建模 (三)互補松弛應用 (四)靈敏度分析 (五)證明題(一)選擇填空題1下面給出某線性規(guī)劃問題的單純形初表和終表(Min型):CB XB B-1b0 1 -3 0 2 0x1 x2 x3 x4 x5 x60 x1 70 x4 120 x6 101 3 -1 0 2 00 -2 4 1 0 00 -4 3 0 8 1jCB XB B-1bx1 x2 x3 x4 x5 x6 x2 x62/5 0 1/10 01/5 1 3/10 01 0
2、 -1/2 1j (1)初表的出基變量為,進基變量為。(3)填完終表。(6)若原問題增加一個新的非負變量,則對偶問題的最優(yōu)目標值將(變大、不變、變小)。(2007)解:1(1)出基變量為x4;進基變量為x3。 (2)。(3)CB XB B-1bx1 x2 x3 x4 x5 x61 x2 4-3 x3 5 0 x6 112/5 1 0 1/10 4/5 01/5 0 1 3/10 2/5 01 0 0 -1/2 10 1j1/5 0 0 4/5 12/5 0 (4) (5) (6) 變小1用圖解法解線性規(guī)劃時,以下幾種情況中不可能出現(xiàn)的是( )。A可行域(約束集合)有界,無有限最優(yōu)解(或稱無解界
3、) B可行域(約束集合)無界,有唯一最優(yōu)解C可行域(約束集合)是空集,無可行解D可行域(約束集合)有界,有多重最優(yōu)解 (2006) 解:1 A2根據(jù)線性規(guī)劃的互補松弛定理,安排生產(chǎn)的產(chǎn)品機會成本一定()利潤。 A 小于 B 等于 C 大于 D 大于等于 (2006)解:2 B1用大M法求解Max型線形規(guī)劃時,人工變量在目標函數(shù)中的系數(shù)均為_,若最優(yōu)解的_中含有人工變量,則原問題無解。(2005)解:1、-M 基變量1. 設(shè)線性規(guī)劃問題有最優(yōu)解和影子價格,則線性規(guī)劃問題的最優(yōu)解= ,影子價格=。(2004)解:1. x* 2y*3. 某工程公司擬從1、2、3、4四個項目中選擇若干項目。若令請用的
4、線性表達式表示下列要求:(1)若項目2被選中,則項目4不能被選中:(2)只有項目1被選中,項目3才能被選中:。(2004)解:3. 一、簡答(18%)(1)請簡述影子價格的定義。(2)在使用單純型表求解型線性規(guī)劃時,資源的影子價格在單純型表的什么位置上?(3)寫出影子價格的數(shù)學表達式并用其定義加以驗證(4)試述運輸問題中檢驗數(shù)的經(jīng)濟意義(2003)解:一、簡答當各資源增加一單位時引起的總收入的增量,影子價格大于零的資源一定沒有剩余,有剩余一定為零。松弛變量檢驗數(shù)的負值,對偶問題的最優(yōu)解。CBB-1B是原問題maxz=CXAXb,X0最優(yōu)基Z*=CBB-1b=Y*bZ*=y1*b1+y2*b2y
5、m*bm=y3*表明增加一個單位的運量會引起總運輸費用的變化1 線性規(guī)劃原問題中約束的個數(shù)與其對偶問題中的 變量 個數(shù)相等。若原問題第j個約束為等式,則對偶問題第j個 變量 自由。(2002)解:2 設(shè)線性規(guī)劃問題max:cx|Axbx0有最優(yōu)解,且最優(yōu)解值z>0;如果c和b分別被v>1所乘,則改變后的問題 也有 (也有、不一定有)最優(yōu)解;若有最優(yōu)解,其最優(yōu)解 大于 (大于、小于、等于)z。(2002)1下列數(shù)學模型中 a 是線性規(guī)劃模型。(2001)解:2下列圖形(陰影部分)中 b 是凸集。(2001) (a) (b) (c)解:3標準形式的線性規(guī)劃問題,其可行解 b 是基本可行
6、解,最優(yōu)解 a 是可行解,最優(yōu)解 a 能在可行域的某頂點達到。(2001)(a)一定 (b)不一定 (c)一定不解:4目標函數(shù)取極?。╩in Z)的線性規(guī)劃問題可以轉(zhuǎn)化為目標函數(shù)取極大 b的線性規(guī)劃問題求解,原問題的目標函數(shù)值等于 c 。(2001)(a)max Z (b)max(-Z) (c)-max(-Z) (d)-max Z(a)最小元素法 (b)比回路法1. 線性規(guī)劃單純形算法的基本步驟是:(1)(2) (3)每次迭代保持解的,改善解值的。對偶單純形法每次迭代保持解的,改善解值的。(2000)解:確定一個初始基可行解;檢驗一個基可行解是否為最優(yōu)解;尋找一個更好基可行解;可行性;最優(yōu)性。
7、2. 設(shè)有線性規(guī)劃問題,有一可行基B(為A中的前m列),記相應基變量為,價格系數(shù)為CB,相應于非基變量為XN,價格系數(shù)為CN,則相應于B的基本可行解為X=;用非基變量來表示基變量的表達式為XB=;用非基變量表示目標函數(shù)的表達式為f=,B為最優(yōu)基的條件是。(2000)解:3. 線性規(guī)劃(Min型)問題有多重最優(yōu)解時,其最優(yōu)單純形表上的特征為:(2000)解:6. 某足球隊要從1,2,3,4,5號五名隊員中挑選若干名上場。令請用xi的線性表達式表示下列要求:(1)從1,2,3中至多選2名:(2)如果2號和3號都上場,則5號不上場:(3)只有4號上場,1號才上場:(2000)解:1某工程公司擬從四個
8、項目中選擇若干項目,若令請用xi的線性表達式表示下列要求:(1)從1,2,3項目中至少選擇一個:,(2)只有項目2被選中,項目4才能被選中。(1999)解:1、x1+x2+x31x2x42考慮線形規(guī)劃問題用單純型法求解,得其終表如下:Cj5 12 4 0 -MCB XB B-1bx1 x2 x3 x4 x512 x2 8/55 x1 9/50 1 -1/5 2/5 -1/51 0 7/5 1/5 2/5j0 0 -3/5 -29/5 -M+其中x4位松弛變量,x5為人工變量。(1)上述模型的對偶模型為,(2)對偶模型的最優(yōu)解為,(3)當兩種資源分別單獨增加一個單位時,目標函數(shù)值分別增加和,(4
9、)最優(yōu)基的逆矩陣(5)如果原問題增加一個變量,則對偶問題的可行域?qū)⒖赡茏兇筮€是變?。浚?999)解:2(1)(2)Y*=(,-)(3),-(4)(5)變小1下面給出某線形規(guī)劃的單純形初表(表1)與某一中間表(表2)(Min型): 表1CB XB B-1b 0 1 -3 0 2 0 x1 x2 x3 x4 x5 x60 x1 70 x4 120 x6 10 1 3 -1 0 2 0 0 -2 4 1 0 0 0 -4 3 0 8 1表2 x2 x62/5 0 1/10 4/5 1/5 1 3/10 2/5 1 0 -1/2 101) 初表的出基變量為_,進基變量為_。2) 填完表2,該表是否是終
10、表?_。若是,最優(yōu)值_3) 此線形規(guī)劃對偶問題的最優(yōu)解_(1998)解:1.下面給出某線形規(guī)劃的單純形初表(表1)與某一中間表(表2)(Min型): 表1CB XB B-1b 0 1 -3 0 2 0 x1 x2 x3 x4 x5 x60 x1 70 x4 120 x6 10 1 3 -1 0 2 0 0 -2 4 1 0 0 0 -4 3 0 8 1 0 1 -3 0 2 0表21 x2 4-3x350 x6112/5 1 0 1/10 4/5 01/5 0 1 3/10 2/5 01 0 0 -1/2 10 11/5 00 4/5 12/5 04) 初表的出基變量為_x4_,進基變量為_x
11、3_。5) 填完表2,該表是否是終表?_是_。若是,最優(yōu)值_-11_此線形規(guī)劃對偶問題的最優(yōu)解解:解:解:解:解:解:(二)線性規(guī)劃建模二(20分)、某化學制藥廠有m種有害副產(chǎn)品,它們的數(shù)量為bi(i=1,m)。按照規(guī)定,必須經(jīng)過處理,制成n種無害物后才能廢棄。設(shè)aij為每制成一單位第j(j=1,n)種無害物可以處理掉第i種有害物的數(shù)量,cj為制成一單位第j種無害物的費用。1 現(xiàn)欲求各無害物的產(chǎn)量xj以使總的處理費用為最小,請寫出此問題的線性規(guī)劃模型;2 寫出此問題的對偶規(guī)劃模型,并解釋對偶規(guī)劃模型的經(jīng)濟意義。(2007)解:12經(jīng)濟意義:為第i種有害副產(chǎn)品不經(jīng)處理直接廢棄的費用。二(10%)
12、、某大型企業(yè)每年需要進行多種類型的員工培訓。假設(shè)共有需要培訓的需求(如技術(shù)類、管理類)為6種,每種需求的最低培訓人數(shù)為ai,i=1,6, 可供選擇的培訓方式(如內(nèi)部自行培訓、外部與高校合作培訓)有5種,每種的最高培訓人數(shù)為bj, j=1,5。又設(shè)若選擇了第1種培訓方式,則第3種培訓方式也要選擇。記xij為第i種需求由第j方式培訓的人員數(shù)量,z為培訓總費用。費用的構(gòu)成包括固定費用和可變費用,第j種方式的固定費用為hj(與人數(shù)無關(guān)),與人數(shù)xij相應的可變費用為cij(表示第j方式培訓第i種需求類型的單位費用)。如果以成本費用為優(yōu)化目標,請建立該培訓問題的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型(不解)。(2006)解:二、
13、1.某廠使用A、B兩種原料生產(chǎn)甲、乙、丙三種產(chǎn)品,有關(guān)數(shù)據(jù)見下表: A B 生產(chǎn)成本(萬元/噸)銷售價格(萬元/噸)甲乙丙 8 5 18 30 20 35原料成本(萬元/噸)5 7 原料可用數(shù)量(噸)350 460 (1)請寫出使總銷售利潤最大的線性規(guī)劃模型(其中甲、乙、丙產(chǎn)產(chǎn)量分別記為x1,x2,x3,約束依A,B原料次序): (2)寫出此問題的對偶規(guī)劃模型(2003)解:maxz=30x1+20x2+35x3-8x1-5x2-18x3-5(x123123)123約束條件 x123350123460 x10,x20,x30對偶規(guī)劃模型目
14、標函數(shù) minw=350y1+460y2約束條件y121212 y10,y20三、(10%)某服裝廠制造大、中、小三種尺寸的防寒服,所用資源有尼龍綢、尼龍棉、勞動力和縫紉設(shè)備??p制一件防寒服所需各種資源的數(shù)量如表(單位已適當給定)。不考慮固定費用,則每種防寒服售出一件所得利潤分別為10、12、13元,可用資源分別為:尼龍綢1500米,尼龍棉1000米,勞動力4000,設(shè)備3000小時。此外,每種防寒服不管縫制多少件,只要做都要支付一定的固定費用:小號為100元,中號為150元,大號為200元?,F(xiàn)欲制定一生產(chǎn)計劃使獲得的利潤為最大,請寫出其數(shù)學模型(不解)。(2002) 型號資源小中大尼龍綢16
15、1819尼龍棉131516勞動力4455縫紉設(shè)備283842解:三、解:設(shè)三種防寒服分別生產(chǎn)x1,x2,x3件。z表示獲得的利潤,y1,y2,y3分別表示0-1變量,yi=1表示做第xi種防寒服(i=1,2,3)(三)互補松弛應用二(8%)、線性規(guī)劃問題已知其最優(yōu)解x1,x2 0,而第1,4兩種資源(相應于第1,4兩約束)均有余量,應用互補松弛定理求出原問題和對偶問題的最優(yōu)解。(2005)解:二 對偶問題 (*) 代入(*)式, 由綜上,原問題最優(yōu)解 對偶問題最優(yōu)解(四)靈敏度分析三(25%)、派公司是一個生產(chǎn)高爾夫器材的小型公司,近期推出了高、中價位的高爾夫袋新產(chǎn)品(標準袋和高檔袋),經(jīng)銷商
16、對此產(chǎn)品十分感興趣,并訂購了派公司下3個月的全部產(chǎn)品。該高爾夫袋的生產(chǎn)過程主要包括4道工序:切割并印染原材料、縫合、成型(插入支撐架和球棒分離裝置等)、檢驗和包裝。有關(guān)數(shù)據(jù)如表1。派公司須決定標準袋和高檔袋各生產(chǎn)多少可使公司的總利潤最大。表1時間單耗 產(chǎn)品 (小時)工序標準袋 高檔袋3個月內(nèi)最大生產(chǎn)能力(小時)切割印染7/10 1630縫合 1/2 5/6600成型 1 2/3 708檢驗包裝 1/10 1/4135產(chǎn)品單位利潤(美元) 10 9(1) 寫出此問題的線性規(guī)劃模型,約束依表1中次序;(2) 引入松弛變量(依約束次序)后用單純形法計算得某單純形表如表2,請?zhí)钔瓯碇锌瞻?,并判斷其是?/p>
17、終表,如果是,請寫出最優(yōu)生產(chǎn)計劃、最大利潤和資源剩余;表2CB XB B-1b10 9 0 0 0 0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 9 x2 252 0 x4 12010 x1 540 0 x6 181 1.875 0 -1.3125 00 -0.9375 1 0.15625 00 -1.25 0 1.875 00 -0.34375 0 0.140625 1(3) 寫出此問題的對偶問題的模型,及對偶的最優(yōu)解與最優(yōu)值;(4) 寫出成型時間的影子價格,求使該影子價格不變的成型時間的變化范圍;(5) 若標準袋的利潤可能發(fā)生變化,則其在何范圍內(nèi)變化時,可使原最優(yōu)計劃不改變?圖示說明其幾何意義。
18、(2005)解:三 設(shè)標準袋生產(chǎn),高檔袋生產(chǎn) (1) (2)10 9 0 0 0 09 x2 2520 x4 12010 x1 5400 x6 180 1 1.875 0 -1.3125 00 0 -0.9375 1 0.15625 01 0 -1.25 0 1.875 00 0 -0.34375 0 0.140625 10 0 -4.375 0 -6.9375 0是終表最優(yōu)生產(chǎn)計劃,即普通袋540個,高檔袋252個最大利潤Z (美元)(3)對偶問題模型:對偶問題最優(yōu)解:由對偶問題的強對偶性知,對偶問題與原問題的最優(yōu)值相同W*=Z*=7668 (美元)(5)變化,可能影響檢驗數(shù),故令二(23%
19、)、某公司生產(chǎn)家用的清潔產(chǎn)品,為了在高度的市場競爭中增加市場份額,公司決定進行一次大規(guī)模的廣告行動。表1給出了公司準備做廣告的三種產(chǎn)品名稱、估計每做一單位廣告(一個廣告標準批量)使每種產(chǎn)品的市場份額增加量、公司擬定的廣告后每種產(chǎn)品市場份額增加量的最低目標和兩種可選的廣告方式的單價。表1單位增量 廣告種類產(chǎn)品電視印刷媒體廣告后市場份額最低增量去污劑0%1%3%液體洗滌劑3%2%18%洗衣粉-1%4%4%廣告單位成本(萬元)100200其中洗衣粉的市場份額出現(xiàn)負值是由于液體洗滌劑的份額增加會造成洗衣粉份額的減少?,F(xiàn)公司需擬定使廣告總費用最少的廣告計劃,即決定電視和印刷媒體的廣告數(shù)量(分別記為x1和
20、x2)。1. 請寫出此問題的線性規(guī)劃模型(約束依表1中產(chǎn)品的次序),并將模型化為標準型。2. 用(Min型)單純形法求解此問題,得單純形終表如表2.表2CBXBB-1b100200000MMMx1x2x3x4x5x6x7x80x541/3114/3-1/3-1100x14-1/30-2/31/30200x2300100j400/3100/3M-400/3M-100/3M(1)請?zhí)钔瓯碇锌瞻?;?)由表指出最優(yōu)廣告計劃并求出相應的最低廣告費用,此最優(yōu)計劃使每種產(chǎn)品的市場份額最低增量目標達成情況如何?3. 寫出此問題的對偶問題模型,由表2求出對偶最優(yōu)解Y*,并解釋Y*的實際意義。(2004)1.m
21、in Z=100x1+200x2標準型:2.(1)CBXBB-1b100200000MMMx1x2x3x4x5x6x7x80x5400-14/31/3114/3-1/3-1100x14102/3-1/30-2/31/30200x2301-100100j00400/3100/30M-400/3M-100/3M(2)最優(yōu)廣告計劃,即電視廣告數(shù)量為4,印刷廣告數(shù)量為3,最低費用:W=1000達成情況為去污劑增加3%,恰好達標洗衣劑增加18%,恰好達標洗衣粉增加8%,超額4%完成(3)對偶模型為:對偶最優(yōu)解為:y=(400/3,100/3,0)經(jīng)濟意義:yi代表三種產(chǎn)品的廣告的投資,3,18,4為每種
22、產(chǎn)品廣告單位投資后的手機,100,200代表用于電視及印刷品的投資額,故該模型的含義為用每種產(chǎn)品的頭則使其在不超過約束的條件下達到利潤最大化。(3)(30%)考慮線性規(guī)劃問題 Min z=-4x1+x2+30x3-11x4-2x5+3x6+10x7 -2x1+6x3+2x4-3x6+x7=20 -4x1+x2+7x3+x4-x6=10-5x3+3x4+x5-x6=60 Xj0(j=1,2,7) 用單純型法求解,初表及終表如下: 初表CB XB B-1b-4 1 30 -11 -2 3 10X1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 -2 0 6 2 0 -3 1-4 1
23、7 1 0 -1 00 0 -5 3 1 -1 0檢驗數(shù) 終表-4 x1 5/4 45/23 x6 15/2-7/24 0 1/24 1/121/12 1 5/12 -1/61/4 0 1/4 -1/2檢驗數(shù) 1.填完初表和終表中各空白,并說明所得最優(yōu)解是否是唯一的,為什么?2.考慮當b變?yōu)闀r,對最優(yōu)解有什么影響?當b變?yōu)闀r,對最優(yōu)解是否有影響?3.對偶問題最優(yōu)解?(2003)解:CB XB B-1b-4 1 30 -11 -2 3 10X1 x2 x3 x4 x5 x6 x710 x7 201 x2 10-2 x5 60-2 0 6 2 0 -3 1-4 1 7 1 0
24、-1 00 0 -5 3 1 -1 0 檢驗數(shù)20 0 -47 -26 0 32 0=Cj-CBB-1Pj =-4-(10 1 -2)=-4+24=20 =3=(10 1 -2)=32=30-(10 1 -2)=-47 =-11-(10 1 -2)=-26-4 x1 5/4-11 x4 45/23 x6 15/21 -7/24 -7/4 0 1/24 0 1/12 0 1/12 -5/2 1 5/12 0 -1/6 0 1/4 -5/2 0 1/4 1 -1/2 檢驗數(shù)0 0 3 0 2 0 10B-1=B-1AN=B-1P3=1-(-4 -11 3)=0不唯一,因為存在非基變量檢驗數(shù)為零,則
25、有多個最優(yōu)解B-1b=0 無影響B(tài)-1b=0 有影響CBB-1=(-4 -11 3)=(3 1 -4)Y=(3 1 -4)二、(17%)已知線性規(guī)劃問題max z = (c1+t1) x1+c2x2+c3x3+0x4+0x5當t1=t2=0時,用單純形法求得最終表如下:X1X2X3X4X5X3 5/201/211/20X4 5/211/201/61/3Cj-Zj040421,c2,c3,b1,b2,a11,a12,a13,a21,a22,a23的值; 2當t2=0時,t1在什么范圍內(nèi)變化上述最優(yōu)解不變; 3當t1=0時,t2在什么范圍內(nèi)變化上述最優(yōu)基不變。(2002)解:二、1又由j=Cj-C
26、BB-1Pj,設(shè)對應得到a11=0,a12=1,a13=2,a21=3,a22=-1,a23=12t1變化,將影響各檢驗數(shù)的變化,檢驗各非基變量檢驗數(shù),若j0,則最優(yōu)解不變3t2變化即b變化,要使最優(yōu)基不變則B-1b0,因為,所以采用單純形法求得最優(yōu)表格如下:C8X8 C8b X81064000QjX1X2X3X4X5X66X2400/6015/610/6-1/6010X1200/6101/6-4/61/600X5100004-201-Z4400/600-8/3-10/3-2/30qj在向總經(jīng)理匯報時,總經(jīng)理提出以下問題:1 公司3中資源的影子價格各是多少?2 若要現(xiàn)行解保持最優(yōu),則產(chǎn)品X 1
27、的單位利潤不得低于何值?3 若產(chǎn)品X3值得生產(chǎn)的話,它的單位利潤應是多少?4 制造部門提出要生產(chǎn)一種新產(chǎn)品,該單位產(chǎn)品要技術(shù)服務1小時,勞動力4小時,行政管理3小時。銷售部門預測這種產(chǎn)品出售時可獲8元的單位利潤,管理部門是否考慮應將此新產(chǎn)品投產(chǎn)?現(xiàn)請幫助經(jīng)理助理回答以上問題。(2001)二(20) 解 1 0 3 -10 1 -1 1 12 0 0 -3 -1 -8設(shè) 為引入的松弛變量。得到最優(yōu)單純形表如上表,要求: (1)利用最優(yōu)解求c1,c2. (2)利用最優(yōu)解求b1,b2 (3) 能變化多少而不至影響最優(yōu)解;當 時求最優(yōu)解; (4)假定用b+代替b,其中,求出使最優(yōu)基保持不變的的范圍.
28、(5)求出各資源的剩余量和影子價格。(1997) 解:二解103-1101-11200-3-1-8(1)(2) (3) 的變化影響檢驗數(shù),設(shè)的變化量為 即 當=1時 2 1 0 02 1 1 21 0 3 -10 1 -1 1 0 0 -5 1 2 3 0 21 1 2 00 1 -1 1 0 -1 -4 0(4) (5) 第一種資源剩余為0 第二種資源剩余為0影子價格分別為-3,-1解:解:解:解:(五)證明題三(15分)、考慮下面兩個線性規(guī)劃:(2007)解:三、三(11%)、考慮線性規(guī)劃問題(P)1若X1,X2均為(P)的可行解,證明也是(P)的可行解;2寫出(P)的對偶模型(仍用矩陣式
29、表示)。(2006)三、1證明:令,若是(P)的可行解,則應滿足2對偶模型三(10%)、證明線性規(guī)劃中的互補松弛定理:設(shè)(P)maxz=CX,XX|AXb,X0,(D)minu=Yb,YYAb,Y0,若分別是(P)(D)的可行解,分別是其相應的松弛變量,則是(P),(D)的最優(yōu)解的充要條件是:;并解釋互補松弛定理的經(jīng)濟意義。(2004)解:三、互補松弛定理的經(jīng)濟意義是:資源有剩余,則其影子價格為0,反之,影子價格為0說明資源恰好用完。四、(21%)試證明線性規(guī)劃原問題中第J個約束擴大K倍,其對偶規(guī)劃最優(yōu)解中第J個變量將縮小K倍(2003)解:四、設(shè)原問題為maxZ=CX AX=b對偶J=(ka
30、j1,kaj2,kajn)=從而得出結(jié)論二、(12%)有三個線性規(guī)劃:已知:,試證:(1);(2)。(2000)解:(1)(2)時,設(shè)當前基證明:若為某非基變量,檢驗數(shù),由此確定為進基變量,則能保證新的基本可行解的目標值得以改善。(1998)2.一(14)(1)請用數(shù)學方法證明,當所有非基變量檢驗數(shù)時,當前基本可行解為最優(yōu)。(2)請從經(jīng)濟含義的角度出發(fā),說明上述判斷的正確性。(1997)解:一 (一)確定換出基的變量 因為總存在<0的,令=,其對應變量為換出基的變量基b10001000100(二)確定換入基變量 (1)為了使下一個表中第r行基變量為正值,因而只有對應<0的非基變量才
31、可以考慮作為換入基的變量 (2)為了使下一個表中對偶問題的解仍為可行解,令稱為主元素,為換入基的變量設(shè)下一表中的檢驗數(shù)為(a)對時,因 故 有因為主元素 所以 所以(b)對 因 故解:解:解:解:解:解:解:解:解:二、運輸問題將非平衡運輸問題化為平衡運輸問題,在表上相當于增加一個虛設(shè)的,在模型中相當于增加若干個變量。(2007)(2004)解:2產(chǎn)地或銷地;松弛。9運用表上作業(yè)法求解運輸問題時,計算檢驗數(shù)可以用 b ,確定初始方案可以用 a 。(a)最小元素法 (b)比回路法4. 用表上作業(yè)法求解m個發(fā)點和n個收點的平衡運輸問題,其方案表上有數(shù)格的個數(shù)為,空格的個數(shù)為;若從檢驗數(shù)為-2的某空
32、格調(diào)整,調(diào)量為2,則調(diào)后可使總運費下降。(2000)解:m+n-1, (m-1)(n-1), 4.3用表上作業(yè)法求解某運輸問題,若已計算出某空格的檢驗數(shù)為-2,則其經(jīng)濟意義是,若從該空格出發(fā)進行調(diào)整,該調(diào)整量為2,則調(diào)后可使總運費下降。(1999)解:3、該處每增運一個單位,將使總成本降低2二、(13%)用表上作業(yè)法求解下面的平衡運輸問題時,計算某方案的空格i,j檢驗數(shù)ij可采用位勢法,其主要步驟如下:(1)建立線形方程組Ui+Vj=Cij,其中Cij為所有有數(shù)個的運價,Ui,Vj分別稱發(fā)地i和收地j的位勢。(2)令U1=0,求解得位勢值Ui,Vj,i=1,m, j=1,n(3)ij= Cij
33、-(Ui+Vj)試證明該方法的正確性,即證明空格i,j的檢驗數(shù)為ij= Cij-(Ui+Vj)(1999)解:解:解:解:解:解:三、多目標規(guī)劃2目標規(guī)劃模型的一個主要特點是引入了_變量,模型的目標就是這些變量的極_(大還是?。┗?,模型的約束中也要包括用這些變量表示的_約束。(2005)解:2、偏差 小 目標(軟)3 目標規(guī)劃模型的一個主要特點是引入了偏差變量,模型的目標就是這些變量的極 小 (大還是小化),模型的約束中也要包括用這些變量表示的目標約束。(2002)1. 目標規(guī)劃模型的特點是引入了變量,模型的目標函數(shù)是這些變量的極(大還是?。┗?,模型的約束中也含有用這種變量表示的約束。(200
34、0)解:偏差變量;極小;目標(軟).解:解:解:解:四、動態(tài)規(guī)劃四(25分)、某投資者擬對A與B兩種基金進行投資,投資期限5年。該投資的收益有兩部分:一是長期的至第5年末的紅利收入,年利率分別為IAB=0.04,計復利且5年間利率不變(例如,第1年初投入A基金1元,5年后紅利收入(1+0.06)5元);二是短期的每年利息收入,兩種基金在不同年份的利率iAK和iBK見下表(例如,第1年初投入A基金1元,除5年后的紅利收入外,一年后還有0.02元的利息收入)。年份基金 12345AB 該投資者第1年初投入資金50000元,以后第2至5年初每年還再投入10000元(不包括已投資的利息收入),收益計算
35、方法相同(如第2年初投入A基金1元,第5年末紅利收入(1+0.06)4元,同時第2至5年末還有年利息)。所有投入基金的資金(包括年利息)在第5年末之前不得支取?,F(xiàn)投資者需決定每年初的資金(當年投入資金加已投資金的短期年利息)對基金A和B的分配額,以使第5年末總收入最大。 擬用動態(tài)規(guī)劃方法解決此問題(按逆序遞推),設(shè):狀態(tài)變量Sk為第k年初可分配的資金總量:決策變量xk為第k年初分配給基金A的資金量。1 寫出:(1)狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程;(2)階段指標(提示:第5年的階段指標因年末短期年利息收入不再投入需單獨表示);(3)基本(遞推)方程。2 求出最優(yōu)指標f5(s5)和f4(s4)以及相應的最優(yōu)決策x*
36、5(s5)和x*4(s4)。(2007)四、解: 12四(18%)、某工廠生產(chǎn)N種產(chǎn)品,它們都要使用某種原材料,現(xiàn)該原材料共有a噸,若分配xj噸原材料給第j種產(chǎn)品,則可產(chǎn)生的收益為gj(xj),j=1,N。現(xiàn)工廠需擬定使總收益最大的原材料分配方案,試就以下1、2兩小題選答一題。1、(1)寫出此問題的數(shù)學規(guī)劃模型; (2)擬用動態(tài)規(guī)劃方法求解,請寫出此問題的階段變量,狀態(tài)變量、決策變量、狀態(tài)轉(zhuǎn)移、階段指標、指標函數(shù)、基本方程(不解)。2、若工廠生產(chǎn)N=3種產(chǎn)品(分別稱為A、B、C),共有原材料a=3噸,各種產(chǎn)品被分配該原材料后產(chǎn)生的收益見表1,請用動態(tài)規(guī)劃方法求解使總收益最大的分配方案。 (20
37、06) 表1產(chǎn)品分配量(噸) A B C00001106821717113201811解:四2 階段變量k=1,2,3 表示給3種產(chǎn)品分配原材料的過程狀態(tài)變量sk,表示給第k種產(chǎn)品分配原料時擁有的資源數(shù)決策變量xk,表給第k中產(chǎn)品分配的原料量狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程:階段指標:vk為離散型,見下表 基本方程kskxkvkvk+fk+1(sK+1)fk(sK)pkn30000+000111010+0101221717+0172332020+020320000+000-01000+10100-1166+02000+17170-2或2-0166+1021717+03000+20272-1166+1721717+
38、1031818+013000+27270-2-1188+1721111+1031111+0最大收益27,分配方案0-2-1,即給A分配0噸,B分配2噸,C分配1噸。四(9%)、考慮下面的非線性整數(shù)規(guī)劃其中 現(xiàn)擬用動態(tài)規(guī)劃方法解此問題(用通常的逆推解法),要求:(1) 寫出以下表達式或集合的具體內(nèi)容:本問題的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程遞推方程 第1階段的狀態(tài)集合第2階段狀態(tài)為5時的允許決策的集合= ;(2) 計算第2階段狀態(tài)為12時的最優(yōu)指標函數(shù)值及相應的最優(yōu)決策。(2005)解:四 (1)(2) 第2階段k=12,則3段k=82kSkxkvkVkfk+1(Sk+1)Fk(Sk)pnk212000301211
39、1332223633339444312555315666318777321888324999327101010330111111333121212336四(15%)、某工廠購進100臺機器,準備用于生產(chǎn)A,B兩種產(chǎn)品。若生產(chǎn)產(chǎn)品A,每臺機器每年可收入45萬,損壞率為65%,若生產(chǎn)產(chǎn)品B每臺機器年收入35萬,損壞率為35%,估計三年后將有新的機器出現(xiàn),舊的機器將全部淘汰。請在下列兩問中任選一問:1、 試問每年就如何生產(chǎn),使三年內(nèi)的收入最多?運用動態(tài)規(guī)劃方法具體計算求解。2、 寫出用動態(tài)規(guī)劃方法求解時的階段變量、狀態(tài)變量、決策變量、狀態(tài)轉(zhuǎn)移、階段指標、指標函數(shù)、基本方程(遞推公式),不必具體計算。
40、但請簡要說明當不能肯定三年后將有新的機器出現(xiàn),而要求到第三年末保留一定數(shù)量的舊機器時求解過程將做何調(diào)整。(2004)解:四、階段變量K=1,2,3表第K年,狀態(tài)變量SK表第K年初的好機器數(shù)目,決策變量XK,表示第K年決定把XK臺機器投入A產(chǎn)品的生產(chǎn),狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程SK+1K+0.65(SK-XK)階段指標,VK=45XK+35(SK-XK)遞推方程:具體計算如下:k=3時:k=2時:k=1時:生產(chǎn)計劃如下:即前兩年把所有機器投入B產(chǎn)品,最后一年全部投入A產(chǎn)品最大收入:2.某工廠考慮設(shè)備n年的更新計劃,在每年初需作出設(shè)備是更新還是繼續(xù)使用的決策,設(shè)備使用一年產(chǎn)生的利潤,設(shè)備使用一年的維修費,以及設(shè)
41、備的更新費用都與設(shè)備已使用的年數(shù)(設(shè)備年齡t)有關(guān).設(shè)r(t)為t年齡設(shè)備使用一年的利潤 u(t)為t年齡設(shè)備使用一年的維修費用 c(t)為t年齡設(shè)備當年更新的費用用動態(tài)規(guī)劃方法求出n年內(nèi)每年的最佳決策而使n年總利潤最大.試引入0-1變量表示決策變量,并由此統(tǒng)一表示動態(tài)規(guī)劃有關(guān)的概念和式子(不必求解):階段,狀態(tài)變量,決策變量,狀態(tài)轉(zhuǎn)移,階段指標.(2003)解:設(shè)階段變量k=1,2n,狀態(tài)變量表示k年初設(shè)備的年齡 決策變量表示更新,表示繼續(xù)使用 狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程階段指標遞推方程五、(10%)某廠計劃用220萬資金,購買生產(chǎn)同一種產(chǎn)品的四種型號的設(shè)備A、B、C、D,這四種型號的設(shè)備設(shè)計生產(chǎn)能力和價格如下表所示。每種型號的設(shè)備應購買過少臺,使總生產(chǎn)能力最大。設(shè)備型號ABCD設(shè)計生產(chǎn)能力Ki(噸/臺)150180200210價格Pi(萬元/臺)70758085 建立該問題的動態(tài)規(guī)劃模型:列出階段變量、狀態(tài)變量、決策變量、狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程、階段指標、遞推方程(不解)。(2002)解:五、階段變量k=1,2,3,4 分別表示A,B,C,D四種型號的設(shè)備狀態(tài)變量:Sk表示在第k階段還有Sk萬元資金可供使用決策變量:Xk表示購買k型號設(shè)備
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