车间产品甲产品乙车间能力(每天加工工时数)1234利润/每个产品(元)2021.25000321400300540440300
假设每天甲、乙产品的生产产量分别为:x1,x2,则线性规划模型为
maxz?500x1?400x22x1?300??3x2?540??st.?2x1?2x2?440?1.2x?1.5x?30012??x1,x2?0?
使用QM软件求解并回答下面问题。
(1)最优解是什么,最大利润是多少?
(2)哪个车间的加工工时已用完?那个车间的加工工时还没用完?其松弛变量即没用完的加工工时各为多少?
(3)四个车间的加工工时的对偶价格各为多少?请对此对偶的含义予以说明。 (4)如果请你在这四个车间中选择一个车间进行加班生产,你会选择哪一个?为什么? (5)目标函数中x1的系数在什么范围内变化时,最优解不变。
(6)目标函数中x2的系数从400提高到490时,最优解变了没有,为什么? (7)请解释右端常数项各值的上限和下限。
(8)车间1的加工工时数从300增加到400时,总利润能增加多少,这时最优解变化了没有?
(9) 车间3的加工工时数从440增加到480时,能否求得总利润增加的数量?为什么? 解:(1)将原模型变换成标准形
maxz?500x1?400x2?0x3?0x4?0x5?0x62x1?x3?300??3x2?x4?540??st.?2x1?2x2?x5?440?1.2x?1.5x?x?300126???xi?0,i?1,2,3,4,5,6
?2??0?A??2??1.2?取B??p3C?CBBCB ?10321.5p41000p5010000100??300????0??540?,b?,C??500?440?0???????1??300?CB??0:0x3 4000000?p6?为可行基,则000?,CBBb?0,B?1?1A?A,A?C,得到最初单纯形表为
0x4 0x5 XB 500x1 400x2 0x6 b 300 540 440 300 150 540 140 120 150 330 70 15 0 0 0 0 cj?zjx3 2? 0 3 2 1.5 400 0 3 2 ?1 0 0 0 0 0.5 0 -1 -0.6 -250 0.5 1.5 -0.5 0.15 -50 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 -1.5 0.5 -0.75 -200 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 x4 x5 x6 0 2 1.2 500 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 500 0 0 0 cj?zjx1 x4 x5 x6 1.5 400 0 0 1 0 0 500 0 400 0 cj?zjx1 x4 x2 x6 ?最优解为:x1?150,x2?70
最大利润:maxZ?500x1?400x2?500?150?400?70?10300 (2)由最终单纯形表知:x3?x5?0,x4?330,x6?15,因此,一车间和三车间的加工工时已用完,二车间和四车间没有用完,分别剩余330和15个加工工时。
(3)由最终单纯形表知:第一车间的影子价格为-(-50),即50,第二车间的影子价格为-(-200),即200。这表示在一定范围内,第一车间每增加一个设备台时,目标函数增加50;第二车间每增加一个设备台时,目标函数增加200。
(4)选择第三车间,因为第三车间的影子价格高,每增加一工时带来的利润大。 (5)由最优单纯形表知:C??500?1??0?0???1BA=?0400001000.51.50001000?,CB?(500??0?1.50.5?0.750??0?0??1??。
04000),
?0.50.15x1的系数为基变量系数,因此,设:c1的波动为?,令c1=500+?,要使优解不变,则:
C?CBB?1A?0,即:
?500??4000000??(500??0400?1??00)?0??0?00100.51.5?0.50.1501000?1.50.5?0.750??0??00??1??解得:???100,?c1=500+??c1?400
(6)设c2的波动为?,令c2=400+?,若使最优解不变,则:C?CBB
?1??00)?0??0?00100.51.5?0.50.1501000?1.50.5?0.750??0??0?0?1??
?1A?0,即:
?500400??0000??(5000400??解得:?400???100,????100?0?c2?500。
?1(7)常数项波动变化,当bi变化时,只要Bb?0,则B仍是最优基。令b1?300??1,则:
?0.5??1.5??0.5???1Bb?0,即:?0.1501000?1.50.5?0.750??300??????0??540?0??440??????1??300???0
解得:?100???140,?b1?300??1,?200?b1?440 同理:分别令b2?300??2,b3?300??3,b4?300??4; ???,300?b3?460,b4??285,???。 解得:b2??210,(8)400在常数项变化范围(200,440)之间,因此,总利润变化量:50?(400-300)=5000; 最优解变化为:
(9)不能,因为常数项变化超出其变化范围(300,460)。
2.已知线性规划问题:
maxz?x1?2x2??2x1?x2?2???x1?2x2?7st.?x1?3??x,x?012?
的最终单纯形表如表5-11所示。
表5-11 最优单纯形表
cB210cj?zjXBx2x1x3x101002x210000x300100x4120x512b533
0?12132?1?2(1)写出其对偶模型; (2)求出对偶模型的最优解; (3)写出最优基B及其逆矩阵BT?1;
(4)若右端项变为b??(2,12,2),最优基是否变化?求出变化后的最优解及其最优值。 解:
(1)其对偶模型为:
min??2y1?7y2?y3??2y1?y2?y3?1?st.?y1?2y2?2?y,y,y?0?123
*T*YXS?0??3,5,3,0,0(2)原模型最优解为:,设对偶模型最优解为,知Y1?0;
3Y4?5Y5?0,设对偶模型的剩余变量为Y4,Y5,由YSX?0知:由
非负,故Y4=0,Y5=0,此时对偶模型的约束条件为:
??2Y1*?Y2*?Y3*?1?Y1*?0?*?**Y?2Y?2 ?解得对偶模型的最优解为:?1?Y2?22?*?*Y?01?Y3?1 ??1?B?(P2,P1,P3)??2?0?(3)最优基为
?2?111??0???10?,即:B??0?10???1/20?1/21/2??1?3/2??
?1(4) 常数项波动变化,当bi变化时,只要Bb?0,则B仍是最优基。令b1?2??1,
b2?7??2,b3?3??3则:B?1b?0 ???,?2??3,13?,?1?1,??? 解得:?1???1,6,0,2,0?,最优值12,2)在其变化范围中变化,故最优基不变;最优解为?2,当常数项b?(2,'T为14。
3.给出了下列线形规划:
maxz?6x1?2x2?12x35?4x1?x2?3x3?24?st.?2x1?6x2?3x3?30?x1,x2,x3?0?
的最优单纯形表如表5-12所示。
表5-12 最优单纯形表
cb120cj?zjXbx3s26x1432x21312x31000s1130s2010b86
?2?105?2?1?4(1)求出最优基不变的b2的变化范围; (2)求出最优解不变的c3的变化范围;
(3)在原线性规划的约束条件上,增加下面的约束条件:x1?2x2?2x3?12其最优解是否变化,如变化,求出最优解。
B?1解:(1)设b2的变化为b2??,
?1/3????1?0???11??,只要Bb?0,则b仍为最优基