运筹学试卷及答案(1).doc

一、填空题：（每空格2分，共16分）1、线性规划的解有唯一最优解、无穷多最优解、 无界解 和无可行解四种。2、在求运费最少的调度运输问题中，如果某一非基变量的检验数为4，则说明 如果在该空格中增加一个运量运费将增加4 。3、“如果线性规划的原问题存在可行解，则其对偶问题一定存在可行解”，这句话对还是错？ 错 4、如果某一整数规划：MaxZ=X1+X2 X1+9/14X251/14 -2X1+X21/3 X1,X20且均为整数 所对应的线性规划（松弛问题）的最优解为X1=3/2，X2=10/3，MaxZ=6/29，我们现在要对X1进行分枝，应该分为 X11 和 X12 。5、在用逆向解法求动态规划时，fk(sk)的含义是： 从第k个阶段到第n个阶段的最优解 。6. 假设某线性规划的可行解的集合为D，而其所对应的整数规划的可行解集合为B，那么D和B的关系为 D 包含 B 7. 已知下表是制订生产计划问题的一张LP最优单纯形表（极大化问题，约束条件均为“”型不等式）其中X3,X4,X5为松驰变量。XBbX1X2X3X4X5X4300-213X14/310-1/302/3X210100-1Cj-Zj00-50-23问：（1）写出B-1=(2)对偶问题的最优解： Y（5，0，23，0，0）T 8. 线性规划问题如果有无穷多最优解，则单纯形计算表的终表中必然有_某一个非基变量的检验数为0_；9. 极大化的线性规划问题为无界解时，则对偶问题_无解_；10. 若整数规划的松驰问题的最优解不符合整数要求，假设Xi=bi不符合整数要求，INT（bi）是不超过bi的最大整数，则构造两个约束条件：XiINT（bi）1 和 XiINT（bi） ，分别将其并入上述松驰问题中，形成两个分支，即两个后继问题。11. 知下表是制订生产计划问题的一张LP最优单纯形表（极大化问题，约束条件均为“”型不等式）其中X4,X5,X6为松驰变量。XBbX1X2X3X4X5X6X12110201X32/3001104X510-20116Cj-Zj000-40-9问：(1)对偶问题的最优解： Y(4,0,9,0,0,0)T （2）写出B-1= 二、计算题（60分）1、 已知线性规划（20分）MaxZ=3X1+4X2X1+X252X1+4X2123X1+2X28X1,X20其最优解为：基变量X1X2X3X4X5X33/2001-1/8-1/4X25/20103/8-1/4X11100-1/41/2j000-3/4-1/21） 写出该线性规划的对偶问题。2） 若C2从4变成5，最优解是否会发生改变，为什么？3） 若b2的量从12上升到15，最优解是否会发生变化，为什么？4） 如果增加一种产品X6，其P6=(2,3,1)T，C6=4该产品是否应该投产？为什么？解：1)对偶问题为Minw=5y1+12y2+8y3 y1+2y2+3y33y1+4y2+2y34 y1,y202)当C2从4变成5时，4=-9/85=-1/4由于非基变量的检验数仍然都是小于0的，所以最优解不变。3）当若b2的量从12上升到15X 9/8 29/8 1/4由于基变量的值仍然都是大于0的，所以最优解的基变量不会发生变化。4）如果增加一种新的产品，则P6=(11/8,7/8，1/4)T6=3/80所以对最优解有影响,该种产品应该生产2、已知运输问题的调运和运价表如下，求最优调运方案和最小总费用。（共15分）。销地产地B1B2B3产量A159215A231711A362820销量181216解：初始解为B1B2B3产量/tA11515A21111A3181120销量/t181216计算检验数B1B2B3产量/tA1513015A220011A300020销量/t181216由于存在非基变量的检验数小于0，所以不是最优解，需调整调整为：B1B2B3产量/tA11515A21111A3712120销量/t181216重新计算检验数B1B2B3产量/tA1513015A202211A300020销量/t181216所有的检验数都大于等于0，所以得到最优解3、某公司要把4个有关能源工程项目承包给4个互不相关的外商投标者，规定每个承包商只能且必须承包一个项目，试在总费用最小的条件下确定各个项目的承包者，总费用为多少？各承包商对工程的报价如表2所示： （15分） 项目投标者ABCD甲15182124乙19232218丙26171619丁19212317答最优解为： X= 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 总费用为504. 考虑如下线性规划问题（24分）Max z=-5x1+5x2+13x3s.t. -x1+x2+3x32012x1+4x2+10x390x1，x2， x30回答以下问题：1）求最优解2）求对偶问题的最优解3）当b1由20变为45，最优解是否发生变化。4）求新解增加一个变量x6，c6=10，a16=3，a26=5，对最优解是否有影响5）c2有5变为6，是否影响最优解。答：最优解为1)Cj-551300CBXBbX1X2X3X4X50X420-1131020/30X59012410019Cj-Zj-55130013X320/3-1/31/311/30200X570/346/322/30-10/3170/22Cj-Zj-2/32/30-13/3013X3185/33-34/33012/11-1/225X235/1123/1110-5/113/22-68/3300-1/11-1/11最优解为X1=185/33, X3=35/112)对偶问题最优解为Y（1/22,1/11,68/33,0,0）T3)当b1=45时X= 45/11 -11/90由于X2的值小于0，所以最优解将发生变化4）P6=(3/11,-3/4)T6=217/200所以对最优解有影响。5）当C2=61=-137/334=4/115=-17/22由于4大于0所以对最优解有影响5. 求如图所示的网络的最大流和最小截集(割集)，每弧旁的数字是（cij , fij ）。（15分） V1 (5,0) (3,3) (3,3) VS （4,1） V2 (4,0) (9,3) (8,4)V3 Vt (6,0)最大流为：14 V1 (5,3) (3,3) (3,0) V2 Vs (4,4) (4,1) (9,7) (8,8) Vt V3 (6,6) 6. 考虑如下线性规划问题（20分）Max z=3x1+x2+4x3s.t. 6x1+3x2+5x393x1+4x2+5x38x1，x2， x30回答以下问题：1）求最优解； 2）直接写出上述问题的对偶问题及其最优解；3）若问题中x2列的系数变为（3，2）T，问最优解是否有变化；4）c2由1变为2，是否影响最优解，如有影响，将新的解求出。Cj31400CBXBbX1X2X3X4X50X49635100X5834501Cj-Zj314000X413-101-14X38/53/54/5101/5Cj-Zj3/5-11/500-4/53X1 1/31-1/301/3-1/34X37/5011-1/52/5Cj-Zj0-20-1/5-3/5最优解为X1=1/3,X3=7/5,Z=33/52)对偶问题为Minw=9y1+8y2 6y1+3y233y1+4y215y1+5y24 y1,y20对偶问题最优解为y1=1/5,y2=3/53) 若问题中x2列的系数变为（3，2）T 则P2=(1/3,1/5)T 2=-4/50所以。对最优解没有影响4）c2由1变为2 2=-10所以。对最优解没有影响7. 求如图所示的网络的最大流和最小截集(割集)，每弧旁的数字是（cij , fij ）。（10分） V1 (4,4 ) V3 (9,5) (6,3) VS (3,1) (3,0) (4,1) Vt (5,3) (7,5)V2 (5,4) V4解： V1 (4,4) V3 (9,7) (6,4) (3,2) (4,0) Vs Vt (5,4) (7,7) V2 (5,5) V4最大流118. 某厂、三种产品分别经过A、B、C三种设备加工。已知生产单位各种产品所需的设备台时，设备的现有加工能力及每件产品的预期利润见表： 设备能力(台.h)ABC1 1 110 4 52 2 6100600300单位产品利润(元)10 6 41)建立线性规划模型，求获利最大的产品生产计划。(15分)2)产品每件的利润到多大时才值得安排生产？如产品每件利润增加到50/6元，求最优计划的变化。(4分)3)产品的利润在多大范围内变化时，原最优计划保持不变。(2分)4)设备A的能力在什么范围内变化时，最优基变量不变。(3分)5)如有一种新产品，加工一件需设备A、B、C的台时各为1、4、3h，预期每件为8元，是否值得生产。(3分)6)如合同规定该厂至少生产10件产品，试确定最优计划的变化。(3分)解：1）建立线性规划模型为：MaxZ=10x1+6x2+4x3x1+x2+x310010x1+4x2+5x36002x1+2x2+6x3300xj0,j=1,2,3获利最大的产品生产计划为：X*=(x1,x2,x3,x4,x5,x6)=(100/3,200/3,0,0,0,100) Z*=2200/32）产品每件利润到20/3才值得生产。如果产品每件利润增加到50/6元，最优计划的变化为：X*=(x1,x2,x3,x4,x5,x6)=(175/6,275/6,25,0,0,0) Z*=7753）产品的利润在6,15变化时，原最优计划保持不变。4）设备A的能力在60,150变化时，最优基变量不变。5）新产品值得生产。6）最优计划的变化为：X*=(x1,x2,x3,x4,x5,x6)=(190/6,350/6,10,0,0,60 ) Z*=706.79. 给出成性规划问题：(15分)Min z=2x1+3x2+6x3x1+2x2+x32-2x1+x2+3x3-3xj0 j=1,，4要求：(1)写出其对偶问题。(5分) (2)利用图解法求解对偶问题。(5分)(3)利用(2)的结果，根据对偶问题性质写出原问题最优解。(5分)解：1）该问题的LD为： MaxW=2y1-3y2y1-2y222y1+y23y1+3y26y10,y202)用图解法求得LD的最优解为：Y*=(y1,y2)=(8/5,-1/5) W*=19/53)由互补松弛定理：原问题的最优解为：X*=(x1,x2,x3)=(8/5,1/5,0)10. 销产某部门有3个生产同类产品的工厂(产地)，生产的产品由4个销售点(销地)出售，各工厂的生产量，各销售点的销售量(单位.t)以及各工厂到各销售点的单位运价(元/t)示于下表中，要求研究产品如何调运才能使总运量最小？(10分)B1B2B3B4产量A141241132A22103920A38511644销量162828249696解：最优调运方案为：A1-B3和B4 28t和4tA2-B1和B4 16t和4tA3-B2和B4 28t和16t最小总运费为：460元11. 求解下列0-1规划问题maxz=3x1+2x2-5x3-2x4+3x5x1+x2+x3+2x4+x547x1+3x3-4x4+3x5811x1-6x2+3x4-3x53xj=0或1 (j=1,，5)解：最优解为：x1=x2=1，其他为0 ，最优目标函数值为5 7 / 7