《管理运筹学》第四版课后习题解析(下).doc

管理运筹学第四版课后习题解析（下）第9章 目 标 规 划1、解：设工厂生产A产品件，生产B产品件。按照生产要求，建立如下目标规划模型。由管理运筹学软件求解得由图解法或进一步计算可知，本题在求解结果未要求整数解的情况下，满意解有无穷多个，为线段上的任一点。2、解：设该公司生产A型混凝土x1吨，生产B型混凝土x2吨，按照要求建立如下的目标规划模型。由管理运筹学软件求解得3、解：设x1,x2分别表示购买两种基金的数量，按要求建立如下的目标规划模型。用管理运筹学软件求解得，所以，该人可以投资A基金113.636份，投资B基金159.091份。4、解：设食品厂商在电视上发布广告次，在报纸上发布广告次，在广播中发布广告次。目标规划模型为用管理运筹学软件先求下述问题。得，将其作为约束条件求解下述问题。得最优值，将其作为约束条件计算下述问题。得最优值，将其作为约束条件计算下述问题。得所以，食品厂商为了依次达到4个活动目标，需在电视上发布广告9.474次，报纸上发布广告20次，广播中发布广告2.105次。（使用管理运筹学软件可一次求解上述问题）5、解：（1）设该化工厂生产升粘合剂A和升粘合剂B。则根据工厂要求，建立以下目标规划模型。（2）图解法求解如图9-1所示，目标1，2可以达到，目标3达不到，所以有满意解为A点（150，120）。6、解：假设甲乙两种产品量为x1,x2,建立数学规划模型如下。用管理运筹学软件求解得：所以，甲乙两种产品量分别为8.333吨，3.333吨，该计划内的总利润为250元。7、解：设该汽车装配厂为达到目标要求生产产品A件，生产产品B件。（1）目标规划模型如下。用图解法求解如图9-2所示。图9-2如图9-2所示，解为区域ABCD，有无穷多解。（2）由图9-2可知，如果不考虑目标1和目标2，仅仅把它们加工时间的最大限度分别为60和180小时作为约束条件，而以利润最大化为目标，那么最优解为C点（360，0），即生产产品A360件，最大利润为1420元。结果与（1）是不相同的，原因是追求利润最大化而不仅仅是要求利润不少于1300元。（3）如果设目标3的优先权为P1，目标1和目标2的优先权为P2，则由图9-2可知，满意解的区域依然是ABCD，有无穷多解，与（1）的解是相同的，原因是（1）和（3）所设定的目标只是优先级别不同，但都能够依次达到。8、解：设该纸张制造厂需要生产一般类型纸张吨，生产特种纸张吨。（1）目标规划模型如下。图解法略，求解得。（2）目标规划模型如下。图解法略，求解得。由此可见，所得结果与（1）中的解是不相同的。（3）加权目标规划模型如下，求解得。9、解：假设甲乙两种洗衣机的装配量分别是x1,x2,建立数学规划模型如下。用管理运筹学软件解得：所以，甲种洗衣机的装配量为10台，乙种洗衣机的装配量为25台，在此情况下其可获得的利润为3175元。10、解：假设生产甲乙两种产品分别为x1,x2件，建立数学规划模型如下。由管理运筹学软件求得：所以，可生产甲产品200件，乙产品125件，利润为35000元。第10章 动 态 规 划1解：最优解为AB2C1D1E或AB3C1D1E或AB3C2D2E。最优值为13。2.解：最短路线为A-B2-C1-D4-E，距离为133.解：最优装入方案为（2,1,0），最大利润130元。4解：最优解是项目A为300万元，项目B为0万元、项目C为100万元。最优值z=71+49+70=190万元。5解：设每个月的产量是xi百台（i=1, 2, 3, 4），最优解：x1=4，x20，x34，x43。即第一个月生产4百台，第二个月生产0台，第三个月生产4百台，第四个月生产3百台。最优值z=252000元。6.解:（5,0,6,0）20500元7解：最优解为运送第一种产品5件。最优值z=500元。8解：最大利润2790万元。最优安排如表10-1所示。表10-1年 度年初完好设备高负荷工作设备数低负荷工作设备数12345125100806432000643212510080009.解：前两年生产乙，后三年生产甲，最大获利2372000元。10解：最优解（0，200，300，100）或（200，100，200，100）或者（100，100，300，100）或（200，200，0，200）。总利润最大增长额为134万。11解：在一区建3个分店，在二区建2个分店，不在三区建立分店。最大总利润为32。12解：最优解为第一年继续使用，第二年继续使用，第三年更新，第四年继续使用，第五年继续使用，总成本=450000元。13.解：最优采购策略为若第一、二、三周原料价格为500元，则立即采购设备，否则在以后的几周内再采购；若第四周原料价格为500元或550元，则立即采购设备，否则等第五周再采购；而第五周时无论当时价格为多少都必须采购。期望的采购价格为517元。14解：第一周为16元时，立即采购；第二周为16或18元，立即采购；否则，第三周必须采购15解：最优解为第一批投产3台，如果无合格品，第二批再投产3台，如果仍全部不合格，第三批投产4台。总研制费用最小为796元。16解：表10-2月 份采 购 量待销数量19002002900900390090040900最大利润为13500。17解：最优策略为（1,2,3）或者（2,1,3），即该厂应订购6套设备，可分别分给三个厂1,2,3套或者2,1,3套。每年利润最大为18万元。第11章 图与网络模型1、解：破圈法的主要思想就是在图中找圈，同时去除圈中权值最大的边。因此有以下结果：圈去除边；圈去除边；圈去除边；圈去除边；得到图(a1)。圈去除边；圈去除边；圈去除边；得到图(a2)。圈去除边；圈去除边；得到图(a3)。圈去除边；得到图(a4)。即为最小生成树，权值之和为23。同样按照上题的步骤得出最小生成树如图(b)所示，权值之和为18。2解：这是一个最短路问题，要求我们求出从到配送的最短距离。用Dijkstra算法求解可得到该问题的解为27。我们也可以用管理运筹学软件进行计算而得出最终结果，计算而得出最终结果如下。 从节点1到节点7的最短路* 起点 终点 距离 - - - 1 2 4 2 3 12 3 5 6 5 7 5解为27，即配送路线为。3.解：求解有向最短路线。从出发，给标号，。从出发，有弧，因，则给标号，。与相邻的弧有，=。给标号，同理标号。得到最短路线为,最短时间为1.35小时。4解：以为起始点，标号为；，边集为=且有所以，标号（4,1）。则，边集为且有所以，标号（5,1）。则，边集为且有所以，标号（7,2）。则，边集为且有所以，、标号（8,2）。则，边集为且有所以，标号（9,4）。则，边集为且有所以，标号（11.5,6）。则，边集为且有所以，标号（12,7）。，为空集。所以，最短路径为5解：（1）从出发，令=，其余点为，给标号。的所有边为，累计距离最小为，给标号为，令。（2）的所有边为，累计距离最小为，令。（3）按照标号规则，依次给未标号点标号，直到素有点均已标号，或者不存在有向边为止。标号顺序为。则到各点的最短路线按照标号进行逆向追索。例如最短路为，权值和为19。6解：（1）从出发，令=，其余点为，给标号（，0）。（2）与相邻边有（，），（，）累计距离=min=min0+9，0+8=，给标号（，8），令。（3）按照以上规则，依次标号，直至所有的点均标号为止，到某点的最短距离为沿该点标号逆向追溯。标号顺序为。到各点的最短路线按照标号进行逆向追索。7解：这是一个最短路的问题，用Dijkstra算法求解可得到这问题的解为4.8，即在4年内购买、更换及运行维修最小的总费用为4.8万元。最优更新策略为第一年末不更新，第二年末更新，第三年末不更新，第四年末处理机器。我们也可以用管理运筹学软件进行求解，结果也可以得出此问题的解为4.8。8解：此题是一个求解最小生成树的问题，根据题意可知它要求出连接到的最小生成树，结果如下。 最小生成树* 起点 终点 距离 - - - 1 2 4 1 3 2 2 5 2 3 4 2 5 7 3 6 7 3 7 8 2解为18。9解：此题是一个求解最大流的问题，根据题意可知它要求出连接到的最大流量。使用管理运筹学软件，结果如下。 从节点1到节点6的最大流* 起点 终点 距离 - - - 1 2 6 1 4 6 1 3 10 2 5 6 2 4 0 3 4 5 3 6 5 4 5 5 4 6 6 5 6 11解为22，即从到的最大流量为22。10. 解：此题是一个求解最小费用最大流的问题，根据题意可知它要求出连接到的最小费用最大流量。使用管理运筹学软件，结果如下。 从节点1到节点6的最大流 * 起点 终点 流量 费用 - - - - 1 2 1 3 1 3 4 1 2 4 2 4 3 2 1 1 3 5 3 3 4 3 0 2 4 5 0 2 4 6 2 4 5 6 3 2 此问题的最大流为5。 此问题的最小费用为39。 第12章 排序与统筹方法1.正确 解：各零件的平均停留时间为。由此公式可知，要让停留的平均时间最短，应该让加工时间越少的零件排在越前面，加工时间越多的零件排在后面。所以，此题的加工顺序为3，7，6，4，1，2，5。2.正确解：此题为两台机器，n个零件模型，这种模型加工思路为钻床上加工时间越短的零件越早加工，同时把在磨床上加工时间越短的零件越晚加工。根据以上思路，则加工顺序为2，3，7，5，1，6，4。图12-1钻床的停工时间是0，磨床的停工时间是7.8。3解：（1）正确。工序j在绘制上有错，应该加一个虚拟工序来避免和有两个直接相连的工序。（2）正确。工序中出现了缺口，应在和之间加一个虚拟工序避免缺口，使得发点经任何路线都能到达收点。（3）正确。工序、和之间构成了闭合回路。4解：正确。图12-25解：正确，和软件计算结果相符。由管理运筹学软件可得出如下结果。工 序 安 排工序最早开始时间最迟开始时间最早完成时间最迟完成时间时差是否关键工序-A02242B00440YESC459101D44880YESE45781F91011121G8812120YES本问题关键路径是BDG。本工程完成时间是12。6解：有点小错误。由管理运筹学软件可得出如下结果。 工序 期望时间 方差 - - - A 2.08 0.070.06 B 4.17 0.260.25 C 4.92 0.180.17 D 4.08 0.180.17 E 3.08 0.070.06 F 2.17 0.260.25 G 3.83 0.260.25工 序 安 排工序最早开始时间最迟开始时间最早完成时间最迟完成时间时差是否关键工序-A02.092.084.172.09B004.174.170YESC4.1759.089.920.83D4.174.178.258.250YESE4.175.177.258.251F9.089.9211.2512.080.83G8.258.2512.0812.080YES本问题关键路径是BDG。本工程完成时间是12.08。这个正态分布的均值=12.08。其方差为=+=.700.67 则=.840.81。当以98%的概率来保证工作如期完成时，即，所以u=2.05。此时提前开始工作的时间满足=2.05，所以=13.813,7147解：错。正确答案如下：首先根据管理运筹学软件求得各工序的最早开始时间、最迟开始时间、最早完成时间、最迟完成时间、时差和关键工序，如图。工序最早开始时间最迟开始时间最早完成时间最迟完成时间时差是否关键工序-A00111B02352C073107D00440YESE12341F35792G36693H44990YESI3108157J7913152K9915150YES根据以上结果，可以得到如下表格：工序所需工人数最早开始时间所需时间时差A7011B4032C5737D5040E6121F5342G4333H3450I51057J4762K4960根据计算，不同时期的人力数如表格所示：时间段所需人数时间段所需人数0，1166，781，3157，9123，4149，13134，61213，159上图可知，只有0，1时间段的人力数超过了15,个，所以，可以将C工序的开始时间调整到6开始，其他工序时间不变，这样就拉平了人力数需求的起点高峰，且最短工期为15。8解：正确。此题的网络图如图12-3所示。图12-3设第i发生的时间为，工序（i, j）提前完工的时间为，目标函数 s.t. 以上i=1，2，3，4； j=1，2，3，4。用管理运筹学软件中的线性规划部分求解，得到如下结果。f*=46.5,x1=0,x2=1,x3=5,x4=7,y12=2,y23=0,y24=1,y34=3。9解：按照各零件在A流水线中加工时间越短越靠前，在B流水线中加工时间越短越靠后的原则，总时间最短的加工顺序为：3-4-2-6-5-1。10解：11. 解：根据管理运筹学软件可得到如下结果：工序 最早开始时间 最迟开始时间 最早完成时间 最迟完成时间 时差 是否关键工序- A 0 0 62 62 0 YES B 0 27 38 65 27 - C 62 62 76 76 0 YESD 38 65 61 88 27 - E 76 76 124 124 0 YES F 61 88 83 110 27 - G 83 110 113 140 27 - H 124 124 140 140 0 YES I 140 140 169 169 0 YES本问题关键路径是：A-C-E-H-I本工程完成时间是：169。12. 解：工序 期望时间 方差 - - - a 60 11.1 b 35.8 6.3 c 15 2.8 d 25.8 6.3 e 41.7 11.1 f 20.8 6.3 g 24.2 6.3 h 20 2.8 i 26.7 11.1由管理运筹学软件可得到如下结果：工序 最早开始时间 最迟开始时间 最早完成时间 最迟完成时间 时差 是否关键工序 -A 0 0 60 60 0 YESB 0 30.1 35.8 65.9 30.1 -C 60 60 75 75 0 YESD 35.8 65.9 61.6 91.7 30.1 -E 75 75 116.7 116.7 0 YESF 61.6 91.7 82.4 112.5 30.1 -G 82.4 112.5 106.6 136.7 30.1 -H 116.7 116.7 136.7 136.7 0 YESI 136.7 136.7 163.4 163.4 0 YES 本问题关键路径是：A-C-E-H-I 本工程完成时间是：163.4关键路径工序的方差为38.9。若要保证至少有95%的把握如期完成任务，必须满足=1.96，所以=175.6，远大于给定的提前期90天，所以目前的情况无法达到要求。13. 解：根据习题7的解答，不难发现，工序A和D的必须开始时间和最迟开始时间均为0时刻开始，所以无法进行调整；对于工序B而言，符合可以调整的要求，但工序B的最迟开始时间为2，所以要实现工期最短，那么此时B必须在0，2开始，而0，1区间人数为16，超过15人的限制，从1，2中的某个时间开始，则3，4区间的人数多于15，不符合条件。所以，综上来看，调整工序A、B、D都不具有可行性。 第13章 存 储 论1、解：运用经济定购批量存储模型，可以得到如下结果。 经济订货批量（件）。 由于需要提前5天订货，因此仓库中需要留有5天的余量，故再订货点为96（件）。 订货次数为（次），故两次订货的间隔时间为（工作日）。 每年订货与存储的总费用（元）。（使用管理运筹学软件，可以得到同样的结果。）2、解：运用经济定购批量存储模型，可以得到如下结果。 经济订货批量（吨） 由于需要提前7天订货，因此仓库中需要留有7天的余量，故再订货点为（吨） 订货次数为（次），故两次订货的间隔时间为（天） 每年订货与存储的总费用（元）（使用管理运筹学软件，可以得到同样的结果。）3、解：运用经济定购批量存储模型，可得如下结果。 经济订货批量，其中p为产品单价，变换可得，当存储成本率为27%时，（箱）。 存储成本率为i时，经济订货批量，其中p为产品单价，变换可得，当存储成本率变为i时，。4、解：运用经济生产批量模型，可得如下结果。 最优经济生产批量（套）。 每年生产次数为（次）。 两次生产间隔时间为（工作日）。 每次生产所需时间为（工作日）。 最大存储水平为（套）。 生产和存储的全年总成本为（元）。 由于生产准备需要10天，因此仓库中需要留有10天的余量，故再订货点为（套）。（使用管理运筹学软件，可以得到同样的结果。）5、解：运用经济生产批量模型，可得如下结果：最优经济生产批量每年生产次数为两次生产间隔时间为每次生产所需时间为最大存储水平位生产和存储的全年总成本为再订货点为6、解：运用经济生产批量模型，可得如下结果。 最优经济生产批量（件）。 每年生产次数为（次）。 两次生产间隔时间为（工作日）。 每次生产所需时间为（工作日）。 最大存储水平为（件）。 生产和存储的全年总成本为（元）。 由于生产准备需要5天，因此仓库中需要留有5天的余量，故再订货点为 （件）。（使用管理运筹学软件，可以得到同样的结果。）7、解：运用允许缺货的经济定购批量模型，可以得到如下结果。 最优订货批量（件）。 最大缺货量（件），另外由于需要提前5天订货，因此仓库中需要留有5天的余量，即在习题1中所求出的96件，故再订货点为195.96+96=99.96（件） 订货次数为（次），故两次订货的间隔时间为（工作日）。 每年订货、存储与缺货的总费用（元）。 显然，在允许缺货的情况下，总花费最小。因为在允许缺货时，企业可以利用这个宽松条件，支付一些缺货费，少付一些存储费和订货费，从而可以在总费用上有所节省。（使用管理运筹学软件，可以得到同样的结果。）8、解：运用允许缺货的经济订货批量模型，可以得到如下结果。最大缺货量由于需要提前10天订货，因此仓库中需要留有10天的余量，再订货点为生产次数为故两次订货的间隔时间为每年需要的总费用9、解：运用允许缺货的经济生产批量模型，可得如下结果。 最优经济生产批量（件）。 最大缺货量（件），另外由于需要5天来准备生产，因此要留有5天的余量，即在习题5中所求出的600件，故再生产点为617.37+600=17.37（件） 生产次数为（次），故两次订货的间隔时间为（工作日）。 每年生产准备、存储与缺货的总费用（元）。 显然，在允许缺货的情况下，总花费最小。因为在允许缺货时，企业可以利用这个宽松条件，支付一些缺货费，少付一些存储费和生产准备费，从而可以在总费用上有所节省。（使用管理运筹学软件，可以得到同样的结果。）10、解：运用经济订货批量折扣模型，已知根据定购数量不同，有四种不同的价格。我们可以求得这四种情况的最优订货量如下。当订货量Q为099双时，有（个）；当订货量Q为100199双时，有（个）；当订货量Q为200299双时，有（个）；当订货量Q大于300双时，有（个）。可以注意到，在第一种情况下，我们用订货量在099时的价格360元/双，计算出的最优订货批量却大于99个，为129个。为了得到360元/双的价格，又使得实际订货批量最接近计算所得的最优订货批量，我们调整其最优订货批量的值，得双。同样我们调整第三种和第四种情况得最优订货批量和的值，得=200双，= 300双。可以求得当Q1*=99双，Q2*=137双，Q3*=200双，Q4*=300双时的每年的总费用如表13-1所示。表13-1折扣等级旅游鞋单价最优订货批量Q*每年费用存储费订货费购货费DC总费用13609935646060.606720000729624.6232013743844379.562640000648763.6330020060003000600000609000428030084002000560000570400由表13-1可知，最小成本的订货批量为Q*=300双，此时花费的总成本TC=+Dc=570400（元），若每次的订货量为500双，则此时的总成本TC=+Dc=575200（元），这时要比采取最小成本订货时多花费4800元。（使用管理运筹学软件，可以得到同样的结果。）11、解：运用经济订货批量折扣模型，已知根据订购数量不同，有四种不同的价格。我们可以求得这四种情况的最优订货批量如下。当定量Q为0999本时，有当定量Q为10001999本时，有当定量Q为20002999本时，有当定量Q大于3000本时，有在第一种情况下，订货量在0999时，最优订货量为792.82本；第二种情况下，订货量在10001999时，计算得到最优订货量为829.16小于1000本，调整为1000本；同样第三、四种情况，调整最优订货批量分别为2000本，3000本。所以，可以求得当Q1*=792.82本，Q2*=1000本，Q3*=2000本，Q4*=3000本时每年的总费用如表所示。折扣等级单价最优订货批量Q*每年费用存储费订货费购货费DC总费用TC135792.821664.921664.94140000143329.8623210001920132012800013124032520003000660100000103660422300039604408800092400由表可知，最小成本的订货批量为Q*=3000本，此时每年花费的最小成本费为92400元。12、解： 在不允许缺货时，运用经济订货批量模型，可知此时的最小成本（元）；在允许缺货时，运用允许缺货的经济订货批量模型，可知此时的最小成本为TC=+791.26（元）。所以，在允许缺货时，可以节约费用57.27元。（使用管理运筹学软件，可以得到同样的结果。）ab补上的时间不得超过3周。天21天故现采用的允许缺货的政策满足补上的数量不超过总量的15%，补上的时间不超过3周的条件，故仍该采用允许缺货的政策。由于每年的平均需求量为800件，可知每年平均订货次。根据服务水平的要求，P(一个月的需求量r)=1=10.15=0.85，其中r为再订货点。由于需求量服从正态分布N（46，10），上式即为。查标准正态分布表，即得，故r=1.036s + m=1.03610+4656.36件。进而可以求得此时的总成本（存储成本和订货成本）为879.64元，大于不允许缺货时的总成本848.53元。故公司不应采取允许缺货的政策。13、解：运用需求为随机的单一周期的存储模型，已知k=16，h=22，有，Q=11时，有， 。此时满足。故应定购11000瓶，此时赚钱的期望值最大。14、解：运用需求为随机的单一周期的存储模型，已知k=150，h=30，有Q属于30003900时，前三段区间的概率和为0.7， 前四段区间的概率和为0.88此时满足0.70.83330.88.故生产量在30003900时，赚钱的期望最大。15、解： 运用需求为随机的单一周期的存储模型，已知k=1400，h=1300，有，故有P(dQ*)=，由于需求量服从正态分布N（250，80），上式即为。查标准正态分布表，即得，故Q*=