《运筹学》 - 期末考试 - 试卷A - 答案
更新时间:2024-01-28 12:25:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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一、判断题(共计10分,每小题1分,对的打√,错的打X)
1. 无孤立点的图一定是连通图。
2. 对于线性规划的原问题和其对偶问题,若其中一个有最优解, 另一个也一定有最优解。
3. 如果一个线性规划问题有可行解,那么它必有最优解。 4.对偶问题的对偶问题一定是原问题。
5.用单纯形法求解标准形式(求最小值)的线性规划问题时,与
?j?0对应的变量都可以被选作换入变量。
6.若线性规划的原问题有无穷多个最优解时,其对偶问题也有无穷 多个最优解。
7. 度为0的点称为悬挂点。
8. 表上作业法实质上就是求解运输问题的单纯形法。 9. 一个图G 是树的充分必要条件是边数最少的无孤立点的图。 10. 任何线性规划问题都存在且有唯一的对偶问题。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 二、建立下面问题的线性规划模型(8分)
某农场有100公顷土地及15000元资金可用于发展生产。农场劳动力情况为秋冬季3500人日;春夏季4000人日。如劳动力本身用不了时可外出打工,春秋季收入为25元 / 人日,秋冬季收入为20元 / 人日。该农场种植三种作物:大豆、玉米、小麦,并饲养奶牛和鸡。种作物时不需要专门投资,而饲养每头奶牛需投资800元,每只鸡投资3元。养奶牛时每头需拨出1.5公顷土地种饲料,并占用人工秋冬季为100人日,春夏季为50人日,年净收入900元 / 每头奶牛。养鸡时不占用土地,需人工为每只鸡秋冬季0.6人日,春夏季为0.3人日,年净收入2元 / 每只鸡。农场现有鸡舍允许最多养1500只鸡,牛栏允许最多养200头。三种作物每年需要的人工及收入情况如下表所示:
大豆 玉米 秋冬季需人日数 春夏季需人日数 年净收入(元/公顷)
试决定该农场的经营方案,使年净收入为最大。
三、已知下表为求解某目标函数为极大化线性规划问题的最终单纯形表,表中式(共8分) x1x3x1x4,x5麦子 10 40 4600 20 50 3000 35 75 4100 为松弛变量,问题的约束为 ? 形
x2 x3 x4 x5 5/2 5/2 0 1 0 1/2 -1/2 -4 1 0 0 1/2 -1/6 -4 0 1/3 -2 cj?zj (1)写出原线性规划问题;(4分)
(2)写出原问题的对偶问题;(3分)
(3)直接由上表写出对偶问题的最优解。(1分) 四、用单纯形法解下列线性规划问题(16分)
maxZ?2x1?x2?x3 s. t. 3 x1 + x2 + x3 ? 60 x 1- x 2 +2 x 3 ? 10 x 1+ x 2- x 3 ? 20 x 1, x 2 , x 3 ?0
五、求解下面运输问题。 (18分)
某公司从三个产地A1、A2、A3 将物品运往四个销地B1、B2、B3、B4,各产地的产量、各销地的销量和各产地运往各销地每件物品的运费如表所示: 问:应如何调运,可使得总运输费最小?
销 地 产 地 A1A2B B B B 产 量 25 25 50 100 10 8 9 15 5 2 3 20 6 7 4 30 7 6 8 35 A3销 量 六、灵敏度分析(共8分)
线性规划max z = 10x1 + 6x2 + 4x3
s.t. x1 + x2 + x3 ? 100 10x1 +4 x2 + 5 x3 ? 600 2x1 +2 x2 + 6 x3 ? 300 x1 , x2 , x3 ? 0 的最优单纯形表如下: 6 10 0 x2 x1 x6 ?j 200/3 100/3 100 0 1 0 0 5/6 1/6 4 –8/3 1 0 0 0 5/3 -2/3 -2 -10/3 – 1/6 1/6 0 – 2/3 0 0 1 0 (1)C1在何范围内变化,最优计划不变?(4分) (2)b1在什么范围内变化,最优基不变?(4分)
七、试建立一个动态规划模型。(共8分)
某工厂购进100台机器,准备生产 p1 , p2 两种产品。若生产产品 p1 ,每台机器每年可收入45万元,损坏率为65%;若生产产品 p2 ,每台机器 每年可收入35万元,损坏率为35%;估计三年后将有新 的机器出现,旧的机器将全部淘汰。试问每年应如何安排生产,使在三年内收入最多?
八、求解对策问题。(共10分)
某种子商店希望订购一批种子。据已往经验,种子的销售量可能为500,1000,1500或2000公斤。假定每公斤种子的订购价为6元,销售价为9元,剩余种子的处理价为每公斤3元。 要求:
(1)建立损益矩阵;(3分)
(2)用悲观法决定该商店应订购的种子数。(2分)
(3)建立后悔矩阵,并用后悔值法决定商店应订购的种子数。(5分)
九、求下列网络计划图的各时间参数并找出关键问题和关键路径。(8分) 1 工序 代号 1-2 1-3 1-4 2-4 2-5 3-4 3-6 4-5 4-6 4-7 5-7 6-7 8 2 5 3 5 3 9 4 7 6 7 7 2 4 3 8 3 工序 时间 8 7 6 3 5 2 3 3 7 4 9 8 最早开 工时间 最早完 工时间 6 最晚开 工时间 最晚完 工时间 机动 时间
十、用标号法求V1 到 V6 的最短路。(6分) V2 4 3 6 V1 6 5 6 V3 4 V4 8 3 4 V5 V6
运筹学样卷(一)答案
一、判断题。共计10分,每小题1分 ① X ② √ ③ X ④ √ ⑤ √ ⑥ √ ⑦ X ⑧ √ ⑨ X 10 √ 二、建线性规划模型。共计8分(酌情扣分)
解:用x1,x2,x3分别表示大豆、玉米、麦子的种植公顷数;x4,x5分别表示奶牛和鸡的饲养数;x6,x7分别表示秋冬季和春夏季的劳动力(人日)数,则有
maxZ?3000x1?4100x2?4600x3?900x4?20x5?20x6?25x7
?100(土地限制?x1?x2?x3?1.5x4?400x4?3x5?15000(资金限制??20x1?35x2?10x3?100x4?0.6x5?x6?3500(劳动力限制?(劳动力限制?50x1?175x2?40x3?50x4?0.3x5?x7?4000?x4?200(牛栏限制?x5?1500(鸡舍限制???xj?0(j?1,2,?,7)
三、对偶问题。共计8分 解:(1)原线性规划问题:maxz?6x1?2x2?10x3
))))))
x2?2x2?5???3x1?x2?x3?10?x,x?02 ?1 ;……4分
(2)原问题的对偶规划问题为:
minw?5y1?10y2
3y2?6???y1?y2??2??2y1?y2?10? ?y1,y2?0 ; ……3分
?Y?(4,2)T。……1分 (3)对偶规划问题的最优解为:
四、单纯形表求解线性规划。共计16分 解:引入松弛变量x4、 x5、 x6,标准化得,
maxZ?2x1?x2?x3
s. t. 3 x1 + x2 + x3+ x4 = 60 x 1- x 2 +2 x 3 + x5 = 10 x 1+ x 2- x 3 + x6 = 0
x 1, x 2 , x 3, x4、 x5、 x6,≥0……………3分 建初始单纯形表,进行迭代运算: ……………………… …9分
CB 0 0 0 ?1 0 2 0 ?2 0 2 -1 ?3 Xb x4 x5 x6 b’ 60 10 20 0 2 x1 3 [1] 1 2* 0 1 0 0 0 1 0 0 -1 x2 1 -1 1 -1 4 -1 [2] 1* 0 0 1 0 1 x3 1 2 -1 1 -5 2 -3 -3 1 0.5 -1.5 -1.5 0 x4 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 x5 0 1 0 0 -3 1 -1 -2 -1 0.5 -0.5 -1.5 0 x6 0 0 1 0 0 0 1 0 -2 0.5 0.5 -0.5 θ 20 10* 20 7.5 --- 5* x4 x1 x6 30 10 10 20 x4 x1 x2 10 15 5 25 由最优单纯形表可知,原线性规划的最优解为: ( 15 , 5 , 0 )T …2分
最优值为: z*=25。………2分
五、求解运输问题。共计18分 解:
(1)最小元素法:(也可以用其他方法,酌情给分) 设xij为由Ai运往Bj的运量(i=1,2,3; j=1,2,3,4), 列表如下:
销 地 产 量 B1 B2 B3 B4 产 地 1 2 3 销 量 20 25 5 25 25 15 30 5 50 15 20 30 35 100 ……………3分 所以,基本的初始可行解为:x14 =25; x22=20 ; x24 =5 ;
X31 =15; x33 =30; x34=5
其余的xij=0。 …………3分
(2)求最优调运方案:
1会求检验数,检验解的最优性:?11=2;?12=2;?13=3;
?21=1;?23=5;?32= - 1…………3分
2会求调整量进行调整:=5 …………2分
销 地 产 量 B1 B2 B3 B4 产 地 1 2 15 25 10 25 25
3 销 量 15 15 5 20 30 30 35 50 100 …3分
3再次检验 …………2分
4能够写出正确结论
解为:x14=25 ; x22 =15 ; x24 =10 x31 =15, x32 =5 x33=30
其余的xij=0。 ……1分
最少运费为: 535 ………1分。
六、灵敏度分析。共计8分 (1)(4分) ??8/3?2/3???10/3?max?, ???c1?min??1/61/6?2/3????
?4??c1?5,6?10?4?c1??c1?10?5?15
(2)(4分) ?200/3????100/3?100?max??,??b?min, ????15/3?2/3?2????
?40??b1?10
七、建动态规划模型。共计8分
解:(1)设阶段变量k表示年度,因此,阶段总数n=3。
(2)状态变量sk表示第k年度初拥有的完好机床台数, 同时也是第 k–1 年度末时的完好机床数量。
(3)决策变量uk,表示第k年度中分配于生产产品 p1 的机器台数。于是sk– uk便为该年度中分配于生产产品 p1的机器台数.
(4) 状态转移方程为
sk?1?0.35uk?0.65(sk?uk)(5)允许决策集合,在第 k 段为 U(s)?{u0?u?s}kkkkk(6)目标函数。设gk(sk,uk)为第k年度的产量,则
gk(sk,uk) = 45uk + 35(sk–uk) ,
因此,目标函数为 3 R?gk(sk,uk) k?i?k(7)条件最优目标函数递推方程。
fk(sk)?max(uk(sk))u?U
令fk(sk)表示由第k年的状态sk出发,采取最优分配方案到第3年度结束这段时间的产品产量,根据最优化
原理有以下递推关系: {[45 uk?35(sk?uk)]?fk?1[0.35uk?0.65(sk?uk)]}(8).边界条件为
f3?1(s3?1)?0
八、解决对策问题。共10分
(1)益损矩阵如下表所示:……3分
销 售 S1 S2 S3 S4 订 购 500 1000 1500 2000 kkA1 500 A2 1000 A3 1500 1500 0 -1500 1500 3000 1500 1500 3000 4500 1500 3000 4500 A4 2000 -3000 0 3000 6000 (2)悲观法:A1 ,订购500公斤。……2分 (3)后悔矩阵如下表所示:……3分
S1 S2 S3 S4 A1 A2 A3 0 1500 3000 1500 0 1500 3000 1500 0 4500 3000 1500 最大后悔值 4500 3000 3000 A4 4500 3000 1500 0 4500 按后悔值法商店应取决策为A2或A3 ,即订购1000公斤或1500公斤。……2分 九、求网络计划图的各时间参数。(8分) 14 8 14 0 5 8 2 5 8 9 3 3 11 0 26 0 0 4 6 1 4 7 26 0 7 11 7 2 8 3 3 6 7 9 18 0 工序 工序 最早开 最早完 最晚开 最晚完 18机动 代号 时间 工时间 工时间 工时间 工时间 时间 1-2 1-3 1-4 2-4 2-5 3-4 3-6 4-5 4-6 4-7 5-7 6-7 8 7 6 3 5 2 3 3 7 4 9 8 0 0 0 8 8 7 7 11 11 11 14 18 8 7 6 11 13 9 10 14 18 15 23 26 0 2 5 8 9 9 15 11 11 22 17 18 8 9 11 11 14 11 18 14 18 26 26 26 0 2 6 0 1 2 8 0 0 11 3 0
关键问题是:①→②;2→④;④→⑤;④→6;6→⑦ 关键线路是: 1
评分标准:①能正确给各顶点标号并填表......................4分
②正确写出关键问题.............. 2分
③正确画出关键线路............. 2分
2 4 1 6 7
十、用标号法求v1 到 v6 的最短路。(6分)
(4,v1)
V2 6 4 7
(0,0) V1 2 8
3
最短路为:v1,v2,v3,v4,v5,v6 长度为:12 V3 (6,v2) 7 (8,v1) 正确标号:4分;正确写出结论:2分
(9,v3) V4 (10,v2) 5 1 V6 (12,v5) 2 (14,v4) V5 (10,v4) (11,v2) (13,v3)
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