运筹学习题集03(5)

2019-08-01 23:52

?14/5 ?2/5

最优解为x1 =14,x2 =33,目标函数值为254。 2、用对偶单纯形法求解下列线性规划

min z=4x1+2x2+6x3

2x1 +4x2+8x3 ≥24 4x1 + x2 + 4x3≥8 x1、x2,x3≥0

解:将问题改写成如下形式

max(-z)=-4x1-2x2-6x3

-2x1-4x2-8x3 + x4 =-24 -4x1-x2-4x3 +x5 =-8 x1、x2,x3,x4,x5≥0

整个问题的计算过程列在表中。 Cj -4 -2 -6 CB XB x1 x2 x3 0 0 θ -2 0 θ -2 -6 x2 x3 -z x2 x5 -z x4 x5 -z -2 -4 -4 -4/-2 1/2 -7/2 -3 -3/(-7/2) -3 7/4 -1/2 [-4] -1 -2 -2/-4 1 0 0 0 1 0 0 -8 -4 -6 -6/-10 2 [-2] -2 -2/-2 0 1 0

zj - cj

0

0

0 x4 1 0 0 0 -1/4 -1/4 -1/2 (-1/2)/(-1/4) -1/2 1/8 -1/4 0 x5 0 1 0 0 0 1 0 0 1 -1/2 -1 b -24 -8 0 6 -2 -120 4 4 -32 得到问题的最优解为X*=(0,4,4)T 最优值为z*=32 3、用对偶单纯形法求解

min ??2x1?3x2?4x3?x1?2x2?x3?3?s..t?2x1?x2?3x3?4?x,x,x?0?123解:先将原问题改写为:

max z??2x1?3x2?4x3??x1?2x2?x3?x4 ??3 ?s..t??2x1?x2?3x3 ?x5??4?x?0,j?1,2,?,5?j建立单纯形表计算如下:

cj -2 -3 -4 0 0 CB 0 0 XB b -3 -4 x1 -1 [-2] -2 x2 -2 1 -3 [-5/2] -1/2 -4 1 0 0 x3 -1 -3 -4 1/2 3/2 -1 -1/5 7/5 -9/5 x4 1 0 0 1 0 0 -2/5 -1/5 -8/5 x5 0 1 0 -1/2 -1/2 -1 1/5 -2/5 -1/5 x4 x5 ?j 0 -2 x4 x1 -1 2 0 1 0 ?j -3 -2 x2 x1 2/5 11/5 0 1 0 ?j 故,原问题的最优解为X*?(11/5,2/5,0)T,z*?28/5。

灵敏度分析

1、设某线性规划问题的初始单纯形表和最优单纯形表分别为 Cj 5 4 3 0 0 CB XB x1 x2 x3 x4 x5 0 0 Cj CB 4 5 XB x2 x1 5 x1 0 1 4 x2 1 0 3 x3 -2 3 0 x4 2 -1 0 x5 -1 1 b 40 20 x4 x5 -z 1 2 5 1 1 4 1 4 3 1 0 0 0 1 0 b 60 80 0 -z 0 0 -4 -3 -1 -260 问:(1)c3在什么范围内变化,表中最优解不变?(2)c3从3变为8,求新的最优解

解:(1)由于在最优单纯形表中,c3为非基变量的价格系数,因此其变化仅会影响到检验数σ3=-4,因此当Δc3≤-σ3=4时,表中最优解不变。

(2)当c3从3变为8时,则表中的检验数σ3从—4变为1,即表中的最优解将发生变化,用单纯形法求解得到如表中所示的新的最优解。 Cj 5 4 8 0 0 b CB XB x1 x2 x3 x4 x5 4 5 4 5 2、

max z=5x1+4x2

x1 +3x2≤90 2x1 + x2≤80 x1 + x2≤45 x1、x2,x3≥0

其初始单纯形表和最优单纯形表分别如表,试分析使最优基不变的b3的变化范围。(初始单纯形表) Cj 5 4 0 0 0 b CB XB x1 x2 x3 x4 x5 0 0 0 x3 x4 x5 -z 1 2 1 5 5 x1 0 1 0 0 3 1 1 4 4 x2 0 0 1 0 1 0 0 0 0 x3 1 0 0 0 0 1 0 0 0 x4 2 1 -1 -1 0 0 1 0 0 x5 -5 -1 2 -3 90 80 45 0 x2 x1 -z x2 x3 -z 0 1 0 2/3 1/3 0 1 0 0 1 0 0 -2 [3] 1 0 1 -4 2 -1 -3 4/3 -1/3 -3 -1 1 -1 -1/3 1/3 -1 40 20 -260 160/3 20/3 -740/3 即新的最优解为X*=(0,160/3,20/3)T。 (最优单纯形表) Cj CB 0 5 4 XB x3 x1 x2 -z b 25 35 10 -215 解:由表可知,当B=(p3,p1,p2)时,有

?12?5??25?????B?1??01?1?B?1b??35?

?0?12??10?????当下式成立时,最优基不变。

?25??12?5??0??25?5?b3?????????B?1b?B?1?b??35???01?1??0???35??b3??0

?10??0?12???b??10??b?3??????3??即 25-5Δb3≥0,35-Δb3≥0,10+Δb3≥0

解不等式有 -5≤Δb3≤5

此外,以B-1的第三列各元素去除最优单纯形表中右端常数项对应各列,用公式可直接求出Δb3,即

?10??3525?max?????b?min??,??

?2???1?5?同样可得-5≤Δb3≤5

因此,不影响最优基的b3的变化范围是[40,50]。

运输问题

1、用小元素法求下面运输问题(见表)的初始可行解,检验解的最优性,如

果不是最优解,改进成最优解。

B2 B3 B4 B5 销地 B1 产量 产地 A1 6 9 4 8 5 20 A2 10 6 12 8 7 30 A3 6 5 9 20 9 40 A4 2 13 6 14 3 60 25 15 35 45 30 销量 解:最小元素法 20 x14 30 15 10 15 25 5 30 OBJ=955 ? 运费表 (检验数zij |wij ) 0 6 0 9 4 (15) 8 1 5 4 -7 10 -7 6 -3 12 -6 7 ?3 8 5 6 5 6 9 9 9 20 6 2 2 13 6 17 14 3 0 11 ?4 ?4 ?3

迭代后的分配表{xij } 5 15 30 15 25 25 5 OBJ=850 30 运费表 (检验数zij |wij ) 0 6 0 9 1 5 4 4 8 0 10 0 6 4 12 1 7 4 8 5 6 5 9 13 20 6 9 9

2 13 6 10 14 3 6 2 0 4 ?4 ?4 ?3 答:x13=5, x14=15, x24=30, x32=15, x33=25,

x41=25, x43=5, x45=30, OBJ=850。

2、运输问题的产销平衡表如下。用最小元素法给出运输问题的初始可行解,检验解的最优性,如果不是最优解,改进成最优解。 销地 B1 B2 B3 B4 产量 产地 A1 A2 A3 销量 解:第一部,最小元素法 销地 产地 A1 A2 A3 销量 B1 3 3 1 7 3 B2 11 9 6 4 6 0 B3 4 3 1 2 10 54 0 B4 3 10 8 3 5 6 3 产量 73 0 41 0 9 3 3 1 7 3 11 9 4 6 3 2 10 5 10 8 5 6 7 4 9 ② ⑤ ① ④ ③初始基可行解,x13 = 4, x14 = 3, x21 = 3, x23 = 1, ⑥ x 32 = 6, x34 = 5。

运输费用为:Z=3×4+10×3 +1×3 +2×1+4×6+5×3=12+30+3+2+24+15=86 第二步,解的最优性检验 销地 B1 B2 B3 B4 产地 3 11 3 10 4 3 1 9 2 8 A2 3 1 A3 7 4 10 5 6 3 令自由变量u1 = 0 ,得:u1 = 0,v3 = 3,v4 = 10,u3 = -5,v2 = 9,u2 = -1,v1 = 2,则:

σ11=C11 - (u1 + v1) = 3 – ( 0 + 2 ) = 1 σ12=C12 - (u1 + v2) = 11 – ( 0 + 9 ) = 2 σ22=C22 - (u2 + v2) = 9 – ( -1 + 9 ) = 1 σ24=C24 - (u2 + v4) = 8 – ( -1 + 10 ) = -1 σ31=C31 - (u3 + v1) = 7 – ( -5 + 2 ) = 10 σ33=C33 - (u3 + v3) = 10 – ( -5 + 3 ) = 12 第三步,解的改进

A1


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