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运筹学习题答案

第一章习题1.思考题(1)微分学求极值的方法为什么不适用于线性规划的求解?(2)线性规划的标准形有哪些限制?如何把一般的线性规划化为标准形式?(3)图解法主要步骤是什么?从中可以看出线性规划最优解有那些特点?(4)什么是线性规划的可行解,基本解,基可行解?引入基本解和基可行解有什么作用?(5)对于任意基可行解,为什么必须把目标函数用非基变量表示出来?什么是检验数?它有什么作用?如何计算检验数?(6)确定换出变量的法则是什么?违背这一法则,会发生什么问题?(7)如何进行换基迭代运算?(8)大M法与两阶段法的要点是什么?两者有什么共同点?有什么区别?(9)松弛变量与人工变量有什么区别?试从定义和处理方式两方面分析。

(10)如何判定线性规划有唯一最优解,无穷多最优解和无最优解?为什么?2.建立下列问题的线性规划模型:(1)某厂生产A,B,C三种产品,每件产品消耗的原料和设备台时如表1-18所示:润最大的模型。

(2)某公司打算利用具有下列成分(见表1-19)的合金配制一种新型合金100公斤,新合金含铅,锌,锡的比例为3:2:5。

如何安排配方,使成本最低?(3)某医院每天各时间段至少需要配备护理人员数量见表1-20。

表1-20假定每人上班后连续工作8小时,试建立使总人数最少的计划安排模型。

能否利用初等数学的视察法,求出它的最优解?(4)某工地需要30套三角架,其结构尺寸如图1-6所示。

仓库现有长6.5米的钢材。

如何下料,使消耗的钢材最少?图1-63. 用图解法求下列线性规划的最优解:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+-≥+≥++=0,425.134 12 64 min )1(2121212121x x x x x x x x x x z⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+≥+-≤++=0,82 5 1032 44 max )2(2121212121x x x x x x x x x x z⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥≤≤-≤+-≤++=0,6054 4 22232 96 max )3(21221212121x x x x x xx x x x x z⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+-≥++=0,1 1234 3 max )4(21212121x x x x x x x x z4. 把下列线性规划化为标准形式:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤=-++-≥-+≤-+-+-=无约束432143213214313210,,01 32 212 min )1(x x x x x x x x x x x x x x x x x z⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤≥+-≤++=无约束211212121,02182 32 max )2(x x x x x x x x x z5. 判定下列集合是否凸集:(1)R 1={(x 1,x 2)|x 12+2x 22≤2}(2)R 2={(x 1,x 2)|x 12-2x 2+3≥0,x 2≥0,|x 1|≤1} (3)R 3={(x 1,x 2)|x 1x 2≥1,x 1≥1,x 2≥0}6. 求出下列线性规划的所有基本解,并指出其中的基可行解和最优解。

⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=≥=++=+=++=5,,1 ,0182 312 2 4853 max 521423121 j x x x x x x x x x x z j7. 求下列线性规划的解: (1)(2)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+≤≤+=0,182 36 82 53 max 21212121x x x x x x x x z⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+-≤++=0,1 42 42 max 21212121x x x x x x x x z(3)(4)⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+--≥+-+=0,122 2 max 21212121x x x x x x x x z⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤≥≤--≤++≤+-++=0,0,020102603 2 max 321321321321321x x x x x x x x x x x x x x x z8. 利用大M 法或两阶段法求解下列线性规划: (1)(2)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥+≥-≤++=0,2172 23 max 2121212121x x x x x x x x x x z⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=-+≤+≥++--=0,,54 21823 2 max 32132121321321x x x x x x x x x x x x x x z (3)(4)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥≤-≥++-=0,2 6 31234 max 212212121x x x x x x x x x z⎪⎩⎪⎨⎧≥≥+++≥++++++=0,,,1223615263 343 min 4321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x z 9. 对于问题⎩⎨⎧≥==0b max X AX CX z (1)设最优解为X *,当C 改为C 时,最优解为X ,则0))((*≥--X X C C 。

(2)如果X 1,X 2均为最优解,则对于α∈[0,1],αX 1+(1-α)X 2均为最优解。

10. 用单纯形法求解问题2(4)(合理下料问题)。

11. 表1-21是一个求极大值线性规划的单纯形表,其中x 4,x 5,x 6是松弛变量。

(2)要使上表成为最优表,a 应满足什么条件? (3)何时有无穷多最优解? (4)何时无最优解?(5)何时应以x 3替换x 1?第二章习题1.思考题(1)如何在以B为基的单纯形表中,找出B-1?该表是怎样由初始表得到的?(2)对偶问题的构成要素之间,有哪些对应规律?(3)如何从原问题最优表中,直接找到对偶最优解?(4)叙述互补松弛定理及其经济意义。

(5)什么是资源的影子价格?它在经济管理中有什么作用?(6)对偶单纯形法有哪些操作要点?它与单纯形法有哪些相同,哪些地方有区别?(7)灵敏度分析主要讨论什么问题?分析的基本思路是什么?四种基本情况的分析要点是什么?2.已知某线性规划的初始单纯形表和最终单纯形表如表2-21,请把表中空白处的数字填上,并指出最优基B及B-1。

3.某个线性规划的最终表是表2-22:表2-22初始基变量是1,4,5。

(1)求最优基B=(P1,P2,P3);(2)求初始表。

4.写出下列线性规划的对偶问题:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≥=+-≥-+-≤+++-=无约束321321321321321,0,01314242 3 max )1(x x x x x x x x x x x x x x x z ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≥≥++=++-≤--+++-=无约束432143132143214321,,0,01222 242 32 min (2)x x x x x x x x x x x x x x x x x x z ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧+=≤+==≥+=≥+===≤=∑∑∑∑====nn j x n n j x n j x mm i b x a m m i b x a m i b x a x c z jj j i nj j ij i nj j ij i nj j ij nj jj ,,1,0,,1,,,1,0,,1,,,1,,,2,1, max (3)221121211111无约束 ⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧==≥=====∑∑∑∑====nj m i x nj b x m i a x x c z ij j m i ij i nj ij m i nj ijij ,,1 ,,10,,1 ,,1min (4)11115. 已知线性规划⎪⎩⎪⎨⎧≥≥++≥++++=0,, min 32123232221211313212111332211x x x b x a x a x a b x a x a x a x c x c x c z (1)写出它的对偶问题;(2)引入松弛变量,化为标准形式,再写出对偶问题; (3)引入人工变量,把问题化为等价模型:⎪⎩⎪⎨⎧≥=+-++=+-+++-++=0,,)( max 7127532322212116431321211176332211x x b x x x a x a x a b x x x a x a x a x x M x c x c x c z 再写出它的对偶问题。

试说明上面三个对偶问题是完全一致的。

由此,可以得出什么样的一般结论? 6. 利用对偶理论说明下列线性规划无最优解:⎪⎩⎪⎨⎧≥≤≥≥+--≥++-+-=0,0,032242 max 321321321321x x x x x x x x x x x x z 7. 已知表2-23是某线性规划的最优表,其中x 4,x 5为松弛变量,两个约束条件为≤型。

j (2)写出原问题的对偶问题; (3)由表2-23求对偶最优解。

8. 已知线性规划问题⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=≥≥+≥+≥+++≥+++++=4,3,2,1,02 2 633 2 6368 min 314343214214321j x x x x x x x x x x x x x x x x z j(1)写出对偶问题;(2)已知原问题的最优解为X *=(1,1,2,0)T ,求对偶问题的最优解。

9*. 已知线性规划⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥=+-≥++≤--+-=无约束321321321321321,0,41632532 34 max x x x x x x x x x x x x x x x z 的最优解为X *=(0,0,4)T 。

(1)写出对偶问题; (2)求对偶问题最优解。

10. 用对偶单纯形法解下列各线性规划:⎪⎩⎪⎨⎧≥≥+-≥++++=0,,43232 432 min (1)321321321321x x x x x x x x x x x x z⎪⎩⎪⎨⎧≥≥++≥++++=0,,10536423 425 min (2)321321321321x x x x x x x x x x x x z11. 设线性规划问题⎪⎩⎪⎨⎧=≥=≤=∑∑==n j x m i b x a x c z ji nj j ij nj jj ,,2,1 ,0,,2,1 max 11(2.41)的m 种资源的影子价格为y 1*,y 2*,…,y m *。

线性规划⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=≥=≤>≤=∑∑∑===n j x m i b x a b x a x c z j i n j j ij nj j j nj jj ,,2,1 ,0,,2max 11111λλλ (2.42)与(2.41)是等价的,两者有相同的最优解,请说明(2.42)的m 种资源的影子价格为(y 1*/λ,y 2*,…,y m *),并指出这一结果的经济意义。

12*. 已知线性规划⎪⎩⎪⎨⎧≤≥≥+-+≥-++--+=0,,0,423322 2812 min 4321432143214321x x x x x x x x x x x x x x x x z(1)写出对偶问题,用图解法求最优解;(2)利用对偶原理求原问题最优解。

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