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简单的线性规划问题.ppt


产生最大利润,最大利润为3万元。
练习:P91 T2
小结:
线性规划求最优整数解的一般方法:
1.平移找解法: 即先打网格,描出可行域内的
整点,平移直线,最先经过或最后经过的整点 坐标即为最优整解.
2.调整优解法:即先求非整数条件下的最优解,
调整Z的值使不定方程Ax+By=Z存在最大(小) 的整点值,最后筛选出整点最优解.
解:设x、y分别为计划生产甲、乙两种混合 肥料的车皮数,于是满足以下条件: y
4 x+y 10
18x+15y

x

0

66 ,
x,
y
N
y 0
x
o
解:设生产甲种肥料x车皮、乙种肥料y车皮,能够产 生利润Z万元。目标函数为Z=x+0.5y,可行域如图:
把Z=x+0.5y变形为y=-2x+2z,它表示斜率为 -2,在y轴上的截距为2z的一组直线系。
3
y
由图可以看出,当直 30 线Z=7.2x+10.8y经过
可行域上的点M时,截
距最大,即Z最大。
20
M
易求得M(20,10),则
Zmax= 7.2x+10.8y =252 o
20
30
40 x
故开设20个初中班和10个高中班,收取的学费最
多,为252万元。
巩固练习一
咖啡馆配制两种饮料.甲种饮料每杯含奶粉9g 、咖啡4g、糖 3g,乙种饮料每杯含奶粉4g 、咖啡5g、糖10g.已知每天原料 的使用限额为奶粉3600g ,咖啡2000g 糖3000g,如果甲种饮 料每杯能获利0.7元,乙种饮料每杯能获利1.2元,每天在原料 的使用限额内饮料能全部售出,每天应配制两种饮料各多少
下面我们就来看看线性规划在实际中的一些应用:
二、例题
例5、营养学家指出,成人良好的日常饮食应该至少 提供0.075kg的碳水化合物,0.06kg的蛋白质, 0.06kg的脂肪,1kg食物A含有0.105kg碳水化合物, 0.07kg蛋白质,0.14kg脂肪,花费28元;而1kg食物 B含有0.105kg碳水化合物,0.14kg蛋白质,0.07kg 脂肪,花费21元。为了满足营养专家指出的日常饮食 要求,同时使花费最低,需要同时食用食物A和食物B 多少kg?
7 x 7 y 5
14x 7 y 6

x

1 7
得M点的坐标为:


y

4 7
所以zmin=28x+21y=16
5、答
由此可知,每天食用食物A143g,食物B约 571g,能够满足日常饮食要求,又使花费最低, 最低成本为16元。
解线性规划问题的步骤:
1、找 找出线性约束条件、目标函数;
得到
20 x+y 30 30

x+2y

40

x

0
20
y 0
o
20
30
40 x
设收取的学费总额为Z万元,则目标函数
Z=0.16×45x+0.27×40y=7.2x+10.8y。
Z=7.2x+10.8y变形为 y 2 x 5z
它表示斜率为

2
3 54
的直线系,Z与这条直线的截距有关。
行直线系, z 4
4 是
直线在Y轴上的
y
x2y 8
x4
截距,当 z 最大时,z取得最大
4 值。所以直线
y1x
N
4
M
y 3 与可行域相交且在Y轴上的截距
最大时,目标函数取得最大值。
由图可见,当 直线 z x 4y
o
4
8
x
经过可行域上的N点时
大,即 z 最大。
z 4

y1x 4
{2x+y≥15, x+2y≥18, x+3y≥27, x≥0, x∈N* y≥0 y∈N*
目标函数t = x+y
y 15
B(3,9)
9
C(4,8)
A(18/5,39/5)
打网格线法
x+y =0
2 1 0 12
作出一组平行直线t = x+y,
78
2x+y=15
x
18
27
x+2y=18 x+3y=27
规格类型 钢板类型
A规格
B规格 C规格
第一种钢板
2
1
1
第二种钢板
1
2
3
某顾客需要A,B,C三种规格的成品分别为15,18,27块,若你是
经理,问各截这两种钢板多少张既能满足顾客要求又使所用钢板张
数最少。
分 析
解:设需截第一种钢板x张,第二种钢板y张,
2x+y≥15,
钢板总张数为Z则,

x+2y≥18,
0 2 4 6 8 12 18
平移L找交点及交点坐标
2x+y=15 x+y=12 x+2y=18
x
27
x+3y=27
当直线L经过点A时z=x+y=11.4, 但它不是最优整数解. 作直线x+y=12
解得交点B,C的坐标B(3,9)和C(4,8) 直线x+y=12经过的整点是B(3,9)和C(4,8),它们是最优解.
o
4
8x
使目标函数取得最大值或最小值的可行解叫做
这个问题的最优解。
解:按甲、乙两种产品分别生产x、y件,目标函数为Z,那么:
约束条件为
x 2y

x y

4 3
x 0
y 0
作出上述约束条件所表示的
可行域如下:

8 目标函数为 z x 4 y
1z
这将是z 斜 x率为4变y形1为,随zy变 化 4的x平 4
甲种饮料 x 乙种饮料 y
9
4
4
5
33
1.2
0.7
1.2
原 料限 额 3600 2000 3000
解:设每天应配制甲种饮料x杯,乙种饮料y杯,则
9x 4 y 3600
34xx

(1)2、画: 画出线性约束条件所表示的可行域;
(2)3、移: 在线性目标函数所表示的一组平行线中,
利用平移的方法找出与可行域有公共点 且纵截距最大或最小的直线; (3)4、求:通过解方程组求出最优解;
(4)5、答:作出答案。
12
例题6 某工厂现有两种大小不同规格的钢板可截成A、B、C三种规格, 每张钢板可同时截得三种规示 :格的小钢板的块数如下表所

x+3y≥27, x≥0
:
y≥0
标目函数: z=x+y (x,y N)
约束条件:
{ 2x+y≥15, x+2y≥18, x+3y≥27, x≥0,
y 15
调整优解法
y≥0
目标函数:z=(xx,y+y N) 10
8
画可行域 x+y
=0
6
4
B(3,9)
C(4,8)
A(3.6,7.8)
作出直线L:x+y=0,2
由图可以看出,当直线经过可行域上的点M时, 截距2z最大,即z最大。
y
容易求得M点的坐标为 (2,2),则Zmin=3
故生产甲种、乙种肥料各 2车皮,能够产生最大利润, 最大利润为3万元。
M x
o
例7 在上一节例4(P85)中,若生产1车皮甲种肥料,产生的 利润为10000元;生产1车皮乙种肥料,产生的利润为5000元, 那么分别生产甲、乙两种肥料各多少车皮,能够产生最大利润?
y y

0.06 0.06

174xx174
y y

6 6

x

0

x

0
y 0
y 0
目标函数为:z=28x+21y
1、找
作出二元一次不等式组所表示的平面区域,即可行域
把目标函数z=28x+21y 变形为 y 4 x z
2、画
它表示斜率为
杯能获利最大? 解:将已知数据列为下表:
设每天应配制甲种饮料x杯,乙种饮料y杯,则 目标函数为:z =0.7x +1.2y
9x 4 y 3600原
34xx


5y 2000 10y 30奶00粉(g)
x 0
咖啡(g)
y 0
糖(g)
利 润(元)
每配制1杯饮料消耗的原料
元,高中每人每年可收学费2700元。那么开设初中
班和高中班多少个?每年收费的学费总额最多?
解:设开设初中班x个,高中班y个。因办学规模以 20~30个班为宜,所以, 20≤x+y≤30
而由于资金限制,26x+54y+2×y2x+2×3y≤1200
另外,开设的班级不能为负,则x≥0,y≥0。
把上面四个不等式合在一起,
一组关于变量x、y的一次不等式,称为线性约束条
件。
把求最大值或求最小值的的函数称为目标函数,因为
它是关于变量x、y的一次解析式,又称线性目标函数。
在线性约束条件下求线性目标函数的最大值或最小值
问题,统称为线性规划问题。y
满足线性约可束行的域解
4
3
最优解
(x,y)叫做可行解。
由所有可可行行解解组成的
集合叫做可行域。
分析:将已知数据列成表格
食物/kg 碳水化合物/kg
A
0.105
B
0.105
蛋白质/kg
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