运筹学教材习题答案

运筹学习题答案1教材习题答案部分有图形的答案附在各章PPT文档的后面，请留意。第1章线性规划第2章线性规划的对偶理论第3章整数规划第4章目标规划第5章运输与指派问题第6章网络模型第7章网络计划第8章动态规划第9章排队论第10章存储论第11章决策论第12章对策论习题一1.1讨论下列问题：（1）在例1.1中，假定企业一周内工作5天，每天8小时，企业设备A有5台，利用率为0.8,设备B有7台，利用率为0.85,其它条件不变，数学模型怎样变化．（2）在例1.2中，如果设xj(j=1，2，…，7)为工作了5天后星期一到星期日开始休息的营业员，该模型如何变化．（3）在例1.3中，能否将约束条件改为等式；如果要求余料最少，数学模型如何变化；简述板材下料的思路．（4）在例1.4中，若允许含有少量杂质，但杂质含量不超过1％，模型如何变化．（5）在例1.6中，假定同种设备的加工时间均匀分配到各台设备上，要求一种设备每台每天的加工时间不超过另一种设备任一台加工时间1小时，模型如何变化．1.2工厂每月生产A、B、C三种产品,单件产品的原材料消耗量、设备台时的消耗量、资源限量及单件产品利润如表1－22所示．表1－22产品资源ABC资源限量材料(kg)1.51.242500设备(台时)31.61.21400利润(元/件)101412根据市场需求,预测三种产品最低月需求量分别是150、260和120,最高月需求是250、310和130.试建立该问题的数学模型,使每月利润最大．【解】设x1、x2、x3分别为产品A、B、C的产量，则数学模型为运筹学习题答案2123123123123123max1014121.51.24250031.61.21400150250260310120130,,0Zxxxxxxxxxxxxxxx1.3建筑公司需要用6m长的塑钢材料制作A、B两种型号的窗架．两种窗架所需材料规格及数量如表1－23所示：表1－23窗架所需材料规格及数量型号A型号B每套窗架需要材料长度（m）数量(根)长度(m)数量(根)A1：1.72B1：2.72A2：1.33B1：2.03需要量（套）200150问怎样下料使得（1）用料最少；（2）余料最少．【解】第一步：求下料方案，见下表。方案一二三四五六七八九十十一十二十三十四需要量B1:2.7m21110000000000300B2:2m01003221110000450A1:1.7m00100102103210400A2:1.3m01120010130234600余料0.600.30.700.30.70.610.10.900.40.8第二步：建立线性规划数学模型设xj（j=1,2,…，14）为第j种方案使用原材料的根数，则（1）用料最少数学模型为14112342567891036891112132347910121314min2300322450232400232346000,1,2,,14jjjZxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxj用单纯形法求解得到两个基本最优解X(1)=(50,200,0,0,84,0,0,0,0,0,0,200,0,0);Z=534X(2)=(0,200,100,0,84,0,0,0,0,0,0,150,0,0);Z=534（2）余料最少数学模型为运筹学习题答案3134131412342567891036891112132347910121314min0.60.30.70.40.82300322450232400232346000,1,2,,14jZxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxj用单纯形法求解得到两个基本最优解X(1)=(0,300,0,0,50,0,0,0,0,0,0,200,0,0);Z=0，用料550根X(2)=(0,450,0,0,0,0,0,0,0,0,0,200,0,0);Z=0，用料650根显然用料最少的方案最优。1.4A、B两种产品，都需要经过前后两道工序加工，每一个单位产品A需要前道工序1小时和后道工序2小时，每一个单位产品B需要前道工序2小时和后道工序3小时．可供利用的前道工序有11小时，后道工序有17小时．每加工一个单位产品B的同时，会产生两个单位的副产品C，且不需要任何费用，产品C一部分可出售赢利，其余的只能加以销毁．出售单位产品A、B、C的利润分别为3、7、2元，每单位产品C的销毁费为1元．预测表明，产品C最多只能售出13个单位．试建立总利润最大的生产计划数学模型．【解】设x1,x2分别为产品A、B的产量，x3为副产品C的销售量,x4为副产品C的销毁量，有x3+x4=2x2,Z为总利润，则数学模型为123412122343maxZ=3+7+2211231720130,1,2,,4jxxxxxxxxxxxxxj1.5某投资人现有下列四种投资机会,三年内每年年初都有3万元（不计利息）可供投资：方案一：在三年内投资人应在每年年初投资，一年结算一次，年收益率是20％，下一年可继续将本息投入获利；方案二：在三年内投资人应在第一年年初投资，两年结算一次，收益率是50％，下一年可继续将本息投入获利，这种投资最多不超过2万元；方案三：在三年内投资人应在第二年年初投资，两年结算一次，收益率是60％，这种投资最多不超过1.5万元；方案四：在三年内投资人应在第三年年初投资，一年结算一次，年收益率是30％，这种投资最多不超过1万元．投资人应采用怎样的投资决策使三年的总收益最大，建立数学模型.【解】是设xij为第i年投入第j项目的资金数，变量表如下项目一项目二项目三项目四第1年第2年第3年x11x21x31x12x23x34数学模型为运筹学习题答案4112131122334111211212312213134122334max0.20.20.20.50.60.3300001.2300001.51.2300002000015000100000,1,,3;1,4ijZxxxxxxxxxxxxxxxxxxxij最优解X=(30000，0，66000，0，109200，0)；Z＝847201.6IV发展公司是商务房地产开发项目的投资商．公司有机会在三个建设项目中投资：高层办公楼、宾馆及购物中心，各项目不同年份所需资金和净现值见表1－24．三个项目的投资方案是：投资公司现在预付项目所需资金的百分比数，那么以后三年每年必须按此比例追加项目所需资金，也获得同样比例的净现值．例如，公司按10％投资项目1，现在必须支付400万，今后三年分别投入600万、900万和100万，获得净现值450万．公司目前和预计今后三年可用于三个项目的投资金额是：现有2500万，一年后2000万，两年后2000万，三年后1500万．当年没有用完的资金可以转入下一年继续使用．IV公司管理层希望设计一个组合投资方案，在每个项目中投资多少百分比，使其投资获得的净现值最大．表1－24年份10％项目所需资金（万元）项目1项目2项目30400800900160080050029008002003100700600净现值450700500【解】以1％为单位，计算累计投资比例和可用累计投资额，见表（2）。表（2）年份每种活动单位资源使用量（每个百分点投资的累计数）项目1项目2项目3累计可用资金(万元)04080902500110016014045002190240160650032003102208000净现值457050设xj为j项目投资比例，则数学模型：123123123123123max457050408090025001001601404500190240160650020031022080000,1,2,3jZxxxxxxxxxxxxxxxxj运筹学习题答案5最优解X＝（0，16.5049，13.1067）；Z=1810.68万元年份实际投资项目1比例：0项目2比例：16.5049项目3比例：13.1067累计投资(万元)001320.3921179.6032499.995102640.7841834.9384475.722203961.1762097.0726058.248305116.5192883.4747999.993净现值01155.343655.3351.7图解下列线性规划并指出解的形式：(1)12121212max2131,0Zxxxxxxxx【解】最优解X＝（1/2，1/2）；最优值Z=－1/2(2)12121212min32223120,0Zxxxxxxxx【解】最优解X＝（3/4，7/2）；最优值Z=－45/4运筹学习题答案6(3)121212121212min322114102731,0Zxxxxxxxxxxxx【解】最优解X＝（4，1）；最优值Z=－10运筹学习题答案7(4)121212112max3812223,0Zxxxxxxxxx【解】最优解X＝（3/2，1/4）；最优值Z=7/4(5)0,6322min21212121xxxxxxxxZ【解】最优解X＝（3，0）；最优值Z=3运筹学习题答案8(6)0,6322max21212121xxxxxxxxZ【解】无界解。(7)12121212min25262,0Zxxxxxxxx运筹学习题答案9【解】无可行解。(8)121211212max2.52280.51.5210,0Zxxxxxxxxx【解】最优解X＝（2，4）；最优值Z=13运筹学习题答案101.8将下列线性规划化为标准形式(1)123123123123123max423205743103650,0,Zxxxxxxxxxxxxxxx无限制【解】（1）令654''3'33,,,xxxxxx为松驰变量，则标准形式为'''1233'''12334'''12335'''12336'''1233456max42332057443103665,,,,,,0Zxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx(2)123123112123min935|674|205880,0,0Zxxxxxxxxxxxx【解】（2）将绝对值化为两个不等式，则标准形式为运筹学习题答案11123123412351612123456max9356742067420588,,,,,0Zxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx(3)1211212max231510,0Zxxxxxxx【解】方法1：121314121234max23151,,,0Zxxxxxxxxxxxx方法2：令111111,1,514xxxxx有＝1211212max2(1)34(1)1,0Zxxxxxxx则标准型为121312123max22340,,0Zxxxxxxxxx(4)12123123123123123maxmin(34,)2304215965,0Zxxxxxxxxxxxxxxxxx