《管理运筹学》(第二版)课后习题参考答案
第1章 线性规划(复习思考题)
1.什么是线性规划线性规划的三要素是什么
答:线性规划(Linear Programming,LP)是运筹学中最成熟的一个分支,并且是应用最广泛的一个运筹学分支。线性规划属于规划论中的静态规划,是一种重要的优化工具,能够解决有限资源的最佳分配问题。
建立线性规划问题要具备三要素:决策变量、约束条件、目标函数。决策变量是决策问题待定的量值,取值一般为非负;约束条件是指决策变量取值时受到的各种资源条件的限制,保障决策方案的可行性;目标函数是决策者希望实现的目标,为决策变量的线性函数表达式,有的目标要实现极大值,有的则要求极小值。
2.求解线性规划问题时可能出现几种结果,哪种结果说明建模时有错误 答:(1)唯一最优解:只有一个最优点; (2)多重最优解:无穷多个最优解;
(3)无界解:可行域无界,目标值无限增大; (4)没有可行解:线性规划问题的可行域是空集。 当无界解和没有可行解时,可能是建模时有错。
3.什么是线性规划的标准型松弛变量和剩余变量的管理含义是什么
答:线性规划的标准型是:目标函数极大化,约束条件为等式,右端常数项bi?0,决策变量满足非负性。
如果加入的这个非负变量取值为非零的话,则说明该约束限定没有约束力,对企业来说不是紧缺资源,所以称为松弛变量;剩余变量取值为非零的话,则说明“≥”型约束的左边取值大于右边规划值,出现剩余量。
4.试述线性规划问题的可行解、基础解、基可行解、最优解的概念及其相互关系。 答:可行解:满足约束条件AX?b,X?0的解,称为可行解。 基可行解:满足非负性约束的基解,称为基可行解。 可行基:对应于基可行解的基,称为可行基。 最优解:使目标函数最优的可行解,称为最优解。 最优基:最优解对应的基矩阵,称为最优基。 它们的相互关系如右图所示:
1
5.用表格单纯形法求解如下线性规划。
maxZ?4x1?x2?2x3
?8x1?3x2?x3?2?. ?6x1?x2?x3?8 ?x,x,x?0?123解:标准化 maxZ?4x1?x2?2x3
?2?8x1?3x2?x3?x4??x5?8 . ?6x1?x2?x3?x1,x2,x3,x4,x5?0?列出单纯形表
cj 4 1 x22 x30 x40 x5CBXB?i b x1 0 x4 2 [8] 6 4 1/4 13/2 1 3 1 1 0 2/8 0 x5 8 1 1 3/8 -5/4 -1/2 3 -2 2 4 1 2 [1/8] 1/8 0 0 1/1 0 0 8/6 (1/4)/(1/8) (13/2)/(1/4) ?j 4 x1 0 x5 6 -3/4 1 ?j x30 3/-1/2 0 2 0 2 8 -2 -1 1 -1 -0 x5 6 0 0 1 0 ?j -2
12 5 2 故最优解为X*?(0,0,2,0,6)T,即x1?0,x2?0,x3?2,此时最优值为Z(X*)?4. 6.表1—15中给出了求极大化问题的单纯形表,问表中a1,a2,c1,c2,d为何值及变量属于哪一类型时有:(1)表中解为唯一最优解;(2)表中解为无穷多最优解之一;(3)下一步迭代将以x1代替基变量x5;(4)该线性规划问题具有无界解;(5)该线性规划问题无可行解。
表1—15 某极大化问题的单纯形表
cj c1 c2 0 x3 0 x4 0 CBXB?i b d 2 x1 x2 a1 x5 0 0 x3 4 -1 a2 c1 1 0 0 1 0 0 x4 -5 -3 c2 0 x5 3 0 0 0 0 1 0 ?j 解:(1)d?0,c1?0,c2?0;
(2)d?0,c1?0,c2?0(c1,c2中至少有一个为零); (3)c1?0,a2?0,d3?; 4a2(4)c2?0,a1?0;
(5)x1为人工变量,且c1为包含M的大于零的数,且c2为包含M的大于零的数,a1?0,d?0.
7.用大M法求解如下线性规划。
maxZ?5x1?3x2?6x3
3
d3?;或者x2为人工变量,4a2