线性规划理论和模型科学应用
线性规划的应用
线性规划的应用
标题:线性规划的应用
引言概述:
线性规划是一种数学优化方法,广泛应用于经济、工程、管理等领域。它通过
建立数学模型,以线性约束条件为基础,通过优化目标函数的值来求解最优解。本文将从六个大点来阐述线性规划的应用。
正文内容:
1. 供应链管理
1.1 产能规划:线性规划可以帮助企业优化生产计划,确定最佳产能配置,以
满足市场需求。
1.2 物流优化:通过线性规划,可以确定最佳的物流路径和运输方案,降低物
流成本,提高运输效率。
2. 市场营销
2.1 定价策略:线性规划可以帮助企业确定最佳的定价策略,以最大化利润或
市场份额。
2.2 市场推广:通过线性规划,可以确定最佳的市场推广策略,包括广告投放、促销活动等,以提高产品销售量。
3. 金融投资
3.1 投资组合优化:线性规划可以帮助投资者优化投资组合,以最大化收益或
降低风险。
3.2 资金分配:通过线性规划,可以确定最佳的资金分配方案,以实现资金的最优利用。
4. 生产调度
4.1 作业调度:线性规划可以帮助企业优化作业调度,提高生产效率,降低生产成本。
4.2 人力资源调配:通过线性规划,可以确定最佳的人力资源调配方案,以满足生产需求和员工福利。
5. 能源管理
5.1 能源消耗优化:线性规划可以帮助企业优化能源消耗,降低能源成本,提高能源利用效率。
5.2 能源供应链优化:通过线性规划,可以确定最佳的能源供应链配置,以满足能源需求和环保要求。
6. 运输调度
6.1 路线规划:线性规划可以帮助企业优化运输路线,降低运输成本,提高运输效率。
6.2 车辆调度:通过线性规划,可以确定最佳的车辆调度方案,以满足运输需求和减少运输时间。
线性规划的应用
线性规划的应用
一、引言
线性规划是一种数学优化方法,广泛应用于各个领域,如经济学、管理学、工
程学等。本文将介绍线性规划的基本概念、模型建立以及应用案例。
二、线性规划的基本概念
1. 目标函数:线性规划的目标是最大化或最小化一个线性函数,称为目标函数。目标函数通常表示为z = c₁x₁ + c₂x₂ + ... + cₙxₙ,其中c₁、c₂、...、cₙ为系数,x₁、x₂、...、xₙ为决策变量。
2. 约束条件:线性规划的约束条件是一组线性不等式或等式,用于限制决策变
量的取值范围。约束条件通常表示为a₁x₁ + a₂x₂ + ... + aₙxₙ ≤ b,其中a₁、
a₂、...、aₙ为系数,b为常数。
3. 决策变量:线性规划中的决策变量是需要确定的变量,其取值决定了目标函
数的取值。决策变量通常表示为非负数,即x₁, x₂, ..., xₙ ≥ 0。
三、线性规划模型建立
线性规划的模型建立包括确定目标函数、约束条件以及决策变量的取值范围。
下面以一个生产计划问题为例,详细说明线性规划模型的建立过程。
假设某工厂生产两种产品A和B,每天可用的生产时间为8小时。产品A每单位利润为100元,产品B每单位利润为150元。产品A每小时需要2人工时,产
品B每小时需要3人工时。工厂每天可用的人工时为20小时。现在需要确定每天
生产的产品数量,以最大化利润。
1. 确定目标函数:由于目标是最大化利润,因此目标函数为z = 100A + 150B,其中A为产品A的数量,B为产品B的数量。
2. 确定约束条件:根据生产时间和人工时的限制,可以得到以下约束条件:
线性规划模型及其应用.
第四章 线性规划模型及应用
线性规划是运筹学的一个重要分支。运筹学:包括
线性规划所研究的问题:一是在资源(如钢材、电力等)受限制的前提下,研究如何合理使用这些资源,以完成更多的任务;二是在任务一定的前提下,研究如何合理安排,用最少的资源来完成给定的任务。
线性规划在实际应用中包括下列四个步骤: 1.确定问题,明确目标和限制因素; 2.建立模型; 3.模型求解;
4.应用模型和数据进行经济分析。 第一节 线性规划问题的数学模型-p2 第二节 线性规划问题的图解法-p8 第三节 线性规划问题的基本理论-p11 第四节 单纯形法-p16
第五节 运输问题的特殊解法
-p
第一节 线性规划问题的数学模型 一、问题的提出P138 二、数学模型的建立
例1:P137生产计划——最大利润问题
某企业拟生产A 、B 两种产品,需要经过车、铣两个工段,加工的工时定额、每天可用工时和两种产品可能获得的利润见下表。要求拟订一个获得利润最大的生产计划。
解:⑴确定变量。⑵确定目标函数。⑶列出约束条件。⑷决策变量为非负值。
设X 1、X 2分别为产品A 、B 的生产数量,则建立线性规划模型为:
2186x x MaxZ +=
⎪⎩⎪
⎨⎧≥≤+≤+0
,40
4460
105..2
12121x x x x x x t s 例2:某工厂要做100套钢架,每套用长为2.9米、2.1米、
1.5米的圆钢各一根。已知原坯料每根长7.4米。如何下料,可使所用原材料最省?
解:单一下料,利用率低;套裁法,利用率高。 套裁下料方案:
设X1,X2,X3,X4,X5,X6分别表示六种下料方案切割的钢管根数,则截出:
线性规划的应用
线性规划的应用
引言概述:
线性规划是一种数学优化方法,广泛应用于各个领域。它通过建立数学模型,
寻找最优解来解决实际问题。本文将介绍线性规划的应用,并分析其在经济、物流、生产、资源分配和运筹学等领域的具体应用。
一、经济领域的应用
1.1 产量最大化:线性规划可以用于帮助企业确定最佳生产方案,以最大化产量。通过考虑生产成本、资源限制和市场需求等因素,线性规划可以确定最优的生产数量和产品组合。
1.2 资源分配:线性规划可以帮助企业合理分配资源,以最大化利润。通过考
虑各种资源的供应和需求关系,线性规划可以确定最优的资源分配方案,提高资源利用效率。
1.3 价格优化:线性规划可以用于确定最佳定价策略,以最大化利润。通过考
虑市场需求、成本和竞争等因素,线性规划可以确定最优的价格水平,提高企业的竞争力。
二、物流领域的应用
2.1 运输成本最小化:线性规划可以用于确定最佳的物流方案,以最小化运输
成本。通过考虑物流网络、货物流量和运输成本等因素,线性规划可以确定最优的运输路线和运输量,提高物流效率。
2.2 仓储优化:线性规划可以帮助企业优化仓储管理,以最小化仓储成本。通
过考虑仓库容量、货物存储需求和仓储成本等因素,线性规划可以确定最优的仓储方案,提高仓储效率。
2.3 供应链优化:线性规划可以用于优化供应链管理,以提高整体供应链效率。通过考虑供应商、生产商和分销商之间的关系,线性规划可以确定最优的供应链方案,减少库存和运输成本。
三、生产领域的应用
3.1 生产计划:线性规划可以用于帮助企业制定最佳的生产计划,以满足市场
线性规划的应用
线性规划的应用
1. 简介
线性规划是一种数学优化方法,用于解决线性约束条件下的最优化问题。它在各个领域都有广泛的应用,包括生产计划、资源分配、投资组合、运输问题等。本文将介绍线性规划的基本概念和应用领域,并以一个实际案例来说明其具体应用。
2. 基本概念
2.1 目标函数
在线性规划中,我们需要最大化或最小化的目标称为目标函数。目标函数通常是一个线性函数,表示决策变量的加权和。
2.2 约束条件
约束条件是限制决策变量取值范围的条件。线性规划的约束条件通常是一组线性等式或不等式。
2.3 决策变量
决策变量是我们要求解的问题中的未知数,它们的取值将影响目标函数的值。
3. 应用领域
3.1 生产计划
线性规划可以用于优化生产计划,以最大化产出或最小化成本。例如,一个工厂需要决定每种产品的生产数量,以最大化总利润。我们可以将每种产品的利润作为目标函数,将生产数量的约束条件表示为线性等式或不等式。
3.2 资源分配
线性规划可以帮助我们合理分配有限资源,以达到最优效益。例如,一个公司
需要决定如何分配有限的人力资源和资金,以最大化销售额。我们可以将销售额作为目标函数,将人力资源和资金的约束条件表示为线性等式或不等式。
3.3 投资组合
线性规划可以用于优化投资组合,以最大化收益或最小化风险。例如,一个投
资者需要决定如何分配资金到不同的投资标的,以最大化投资组合的收益。我们可以将投资组合的收益作为目标函数,将资金分配的约束条件表示为线性等式或不等式。
3.4 运输问题
线性规划可以解决运输问题,以最小化运输成本或最大化运输量。例如,一个
线性规划的应用
线性规划的应用
一、引言
线性规划是一种数学优化方法,用于在给定的约束条件下,寻找一个线性目标
函数的最优解。它在各个领域都有广泛的应用,如经济学、工程学、运筹学等。本文将介绍线性规划的基本概念、模型建立和求解方法,并结合实际案例展示其应用。
二、基本概念
1. 目标函数:线性规划的目标是最大化或最小化一个线性函数,称为目标函数。例如,最大化利润或最小化成本。
2. 约束条件:线性规划的解必须满足一系列线性不等式或等式,称为约束条件。例如,资源限制、技术限制等。
3. 决策变量:线性规划中需要做出决策的变量,称为决策变量。例如,生产数量、销售数量等。
三、模型建立
线性规划的建模过程包括确定决策变量、目标函数和约束条件。
1. 决策变量的确定:根据实际问题确定需要做出决策的变量。例如,假设某公
司需要决定生产产品A和产品B的数量,可以设定决策变量为x和y,分别表示产品A和产品B的生产数量。
2. 目标函数的建立:根据实际问题确定需要最大化或最小化的目标函数。例如,假设公司的目标是最大化利润,可以建立目标函数为Maximize 3x + 5y,其中3和
5分别表示产品A和产品B的单位利润。
3. 约束条件的建立:根据实际问题确定约束条件。例如,假设公司的资源限制
为总生产时间不超过8小时和总材料消耗不超过100kg,可以建立约束条件为:
- 2x + 3y ≤ 8(生产时间约束)
- x + 2y ≤ 100(材料消耗约束)
- x ≥ 0, y ≥ 0(非负约束)
四、求解方法
线性规划可以使用各种数学方法进行求解,其中最常用的方法是单纯形法。
线性规划及其在运筹学中的应用
线性规划及其在运筹学中的应用线性规划(Linear Programming)是一种优化问题的数学建模方法,广泛应用于运筹学领域。它通过建立数学模型,以线性目标函数和线
性约束条件描述问题,寻找最优解。线性规划被广泛应用于生产计划、资源分配、物流管理等方面,为企业和组织提供了有效的决策支持。
一、线性规划模型的基本概念
线性规划模型一般由以下三个要素组成:决策变量、目标函数和约
束条件。
1. 决策变量
决策变量是指用于描述问题的变量,其取值决定了问题的解。在线
性规划中,决策变量通常用符号x1、x2、……、xn表示。
2. 目标函数
目标函数是线性规划模型的目标,通过最大化或最小化目标函数的
值来寻找最优解。目标函数一般为线性函数,可以是最大化利润、最
小化成本等。
3. 约束条件
约束条件是指问题中的限制条件,限制决策变量的取值范围。约束
条件一般由一系列线性等式或不等式组成,可以包括资源约束、技术
约束等。
二、线性规划模型的解法
线性规划模型可以通过数学方法求解,常用的求解方法有单纯形法、对偶单纯形法、内点法等。
1. 单纯形法
单纯形法是一种逐步逼近目标函数最优解的方法。它从初始可行解
开始,不断交替寻找改进方向和改进量,直到找到最优解为止。单纯
形法的应用广泛,对于一般的线性规划问题能够得到较好的结果。
2. 对偶单纯形法
对偶单纯形法是单纯形法的一种扩展,用于求解带有等号约束的线
性规划模型。它通过对偶问题的求解来获得原始问题的最优解。相较
于单纯形法,对偶单纯形法在某些情况下具有更高的求解效率。
3. 内点法
内点法是一种基于内点路径的求解方法,通过定义一个迭代序列使
管理科学线性规划建模与应用
实验报告
学院:工商管理
系别:市场营销
专业:市场营销
班级:
姓名:
学号:
实验题目:线性规划建模与应用
实验类型(演示□验证□设计□其它□√)
实验日期:2013年10 月17 日
第二步:用Excel的“规划求解”功能求解
①打开Excel菜单栏中的工具菜单,出现一个子菜单;
②单击该子菜单中的规划求解选项(见图3.1),出现一个矩形的对话框,它是规划求解参数的对话框,如表3.1中的规划求解参数图。该对话框用来输入规划的目标函数、决策变量和约束条件;
③在规划求解参数对话框内填写参数所在的地址如下:
在设置目标单元格一栏内,填入表示目标函数值得单元格地址B18,并选择最大值选项;
在可变单元格一栏内,填入决策变量的单元格地址:B12:E14。
线性规划的应用
线性规划的应用
引言:
线性规划是一种优化问题的数学建模方法,广泛应用于各个领域,包括经济学、管理学、工程学等。本文将介绍线性规划的基本概念、模型构建方法以及几个典型的应用案例。
一、线性规划的基本概念
1. 目标函数:线性规划的目标是最大化或者最小化一个线性函数,该函数被称
为目标函数。目标函数通常表示为一个或者多个决策变量的线性组合。
2. 约束条件:线性规划问题还包括一组约束条件,这些条件限制了决策变量的
取值范围。约束条件通常表示为一组线性不等式或者等式。
3. 决策变量:决策变量是问题中需要确定的变量,它们的取值将影响目标函数
的值。决策变量通常表示为一个向量。
二、线性规划模型的构建方法
1. 确定决策变量:根据问题的特点,确定需要决策的变量,并给出变量的取值
范围。
2. 建立目标函数:根据问题的目标,构建一个线性函数,该函数描述了需要最
大化或者最小化的目标。
3. 建立约束条件:根据问题中的限制条件,建立一组线性不等式或者等式,限
制决策变量的取值范围。
4. 求解线性规划模型:使用线性规划求解方法,如单纯形法或者内点法,求解
得到最优解。
三、线性规划的应用案例
1. 生产计划优化:假设一个工厂有多个产品需要生产,每一个产品的生产需要一定的资源和时间。通过线性规划,可以确定每一个产品的生产数量,以最大化总利润或者最小化总成本。
2. 运输问题:假设有多个供应商和多个需求点,每一个供应商的供应量和每一个需求点的需求量已知。通过线性规划,可以确定每一个供应商向每一个需求点运输的数量,以最小化总运输成本。
3. 投资组合优化:假设有多个投资标的可供选择,每一个标的的收益率和风险已知。通过线性规划,可以确定投资组合中每一个标的的投资比例,以最大化预期收益或者最小化预期风险。
线性规划的应用
线性规划的应用
一、引言
线性规划是一种数学优化方法,用于解决实际问题中的最优化问题。它在经济、管理、工程等领域有着广泛的应用。本文将介绍线性规划的基本概念和应用领域,并以某公司生产计划为例,详细说明线性规划在生产调度中的应用。
二、线性规划的基本概念
1. 目标函数:线性规划的目标是最大化或最小化一个线性函数,称为目标函数。在生产调度中,目标函数可以是利润最大化、成本最小化等。
2. 约束条件:线性规划的解必须满足一系列的约束条件,这些约束条件可以是
线性等式或线性不等式。在生产调度中,约束条件可以是资源限制、产能限制等。
3. 决策变量:线性规划中,需要确定一组决策变量,这些变量的取值决定了目
标函数和约束条件的满足程度。在生产调度中,决策变量可以是产品的生产数量、生产时间等。
三、线性规划的应用领域
线性规划在各个领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:
1. 生产计划与调度:线性规划可以帮助企业优化生产计划,合理安排生产资源,提高生产效率和利润。
2. 供应链管理:线性规划可以优化供应链中的物流和库存管理,降低成本,提
高供应链的响应能力。
3. 资源分配:线性规划可以帮助政府或组织合理分配有限的资源,如教育资源、医疗资源等。
4. 金融投资:线性规划可以帮助投资者优化投资组合,降低风险,提高收益。
四、线性规划在生产调度中的应用
以某公司为例,该公司生产两种产品A和B,产品A每单位利润为100元,产品B每单位利润为150元。公司有两个生产车间,分别能生产产品A和产品B的
数量为500和800。此外,公司还有两个市场,市场1的需求量为600,市场2的
线性规划模型及应用场景
线性规划模型及应用场景
线性规划是一种运筹学中的数学方法,用于在有限的资源下寻找达到最佳目标的方案。线性规划模型是通过建立线性关系式和目标函数以确定决策变量的最优值,来求解问题。应用线性规划模型可以在诸多领域中找到合理的应用场景。
一、生产调度与物流管理
生产调度是指以资源约束为条件,在规定时间内安排、组织和运用生产资源的管理活动。而物流管理则是通过有效的供应链管理来实现流程和原料的优化配置。线性规划可以通过建立生产资源约束条件和目标函数,来确定合理的生产进度和物流配送计划,从而提高生产效率、降低物流成本。
举个例子,某工厂生产两种产品A和B,生产线的时间和效率是有限的,同时每个产品有不同的售价和成本。这时可以使用线性规划模型来确定每种产品的生产数量,使得总利润最大化。
二、金融投资与资产配置
金融投资是指将资金投入到各种金融市场和资产中,以期获得回报。而资产配置则是指在不同风险水平下,按照一定的比例配置资金到各种资产上。线性规划可以通过建立风险约束条件和目标函数,来确定最佳的资产配置组合,以实现风险和回报间的平衡。
举个例子,某投资者有一笔固定资金,可以投资于股票、债券和货币市场基金等
多个金融工具。他可以将自己的投资目标、预期收益和风险偏好建立为线性规划模型,以确定最佳的资产配置比例,从而达到理想的投资回报。
三、运输与配送
运输与配送是指将物品从生产地或仓库运往销售点或用户手中的过程。针对运输与配送的问题,线性规划可以通过建立运输路径、运输容量和运输成本等约束条件,来确定合理的物流方案,从而达到最佳的运输效益。
线性规划模型的分析及应用
2
3
4
5
x3 , x4 , x5 0
当
x1 =0
由(1.13)式得到
x3 8 0
x4 16 0
(1.15)
x5 12 4x2 0
从(1.15)中可以看出,只有选择
x2 min(8 2, ,12 4) 3
时,才能使(1.15)成立。
因此
x2 3时,基变量 x5 0
1 2 n
(x1,x2 xn )
(3)都有一个要求达到目标,它可 用决策变量的线性函数(称为目标函 数)来表示。 按问题的不同,要求目标函数实现最 大化或最小化。 满足以上三个条件的数学模型称 为线性规划的数学模型,期一般形式 为: 目标函数
z c1 x1 c2 x2 ... cn xn max(min) (1.1) 满足约束条件: a11x1 a22 x2 ... a1n xn (, )b1
下面就由我为大家简单介绍一下这三部分的重点内容: 第一部分 1 背景 线性规划是运筹学中研究较早Βιβλιοθήκη Baidu发展较快、应用广泛、方 法较成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的 一种数学方法. 研究线性约束条件下线性目标函数的极值 问题的数学理论和方法。线性规划的实用领域比较广泛, 从解决技术问题的最优化设计到工业,农业,商业,交通 运输业,军事,经济计划和管理决策等领域都可以发挥作 用。它已是现代科学管理的重要手段之一。
线性规划的应用
线性规划的应用
标题:线性规划的应用
引言概述:
线性规划是一种数学优化方法,通过建立线性数学模型来解决实际问题中的最优化问题。线性规划在各个领域都有广泛的应用,包括生产计划、资源分配、运输问题等。本文将介绍线性规划的应用,并详细阐述其在不同领域中的具体应用。
一、生产计划中的应用
1.1 生产成本最小化:通过线性规划模型,可以确定生产计划中各个生产要素的最佳组合,从而达到最小化生产成本的目标。
1.2 生产量最大化:线性规划可以帮助企业确定最佳的生产量,使得生产效率最大化,从而提高企业的竞争力。
1.3 生产资源优化:通过线性规划模型,可以有效地分配生产资源,使得生产过程更加高效和稳定。
二、资源分配中的应用
2.1 人力资源调配:线性规划可以帮助企业合理分配人力资源,确保每个部门都有足够的员工支持其运作。
2.2 资金分配优化:通过线性规划模型,可以确定最佳的资金分配方案,使得企业在有限的资金下实现最大化效益。
2.3 物资调配:线性规划可以帮助企业确定最佳的物资调配方案,确保各个部门都能够得到所需的物资支持。
三、运输问题中的应用
3.1 最短路径问题:线性规划可以帮助确定最短路径,从而优化运输路线,减少运输成本和时间。
3.2 运输成本最小化:通过线性规划模型,可以确定最佳的运输方案,使得运输成本最小化,提高物流效率。
3.3 运输资源优化:线性规划可以帮助企业合理分配运输资源,确保运输过程高效稳定。
四、市场营销中的应用
4.1 定价策略优化:线性规划可以帮助企业确定最佳的定价策略,使得产品价格合理,吸引更多客户。
线性规划模型在生活中的实际应用
线性规划模型在生活中的实际应用
一、线性规划的基本概念
线性规划是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法.在经济管理、交通运输、工农业生产等经济活动中,提高经济效果是人们不可缺少的要求,而提高经济效果一般通过两种途径:一是技术方面的改进,例如改善生产工艺,使用新设备和新型原材料.二是生产组织与计划的改进,即合理安排人力物力资源.线性规划所研究的是:在一定条件下,合理安排人力物力等资源,使经济效果达到最好.一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题.满足线性约束条件的解叫做可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域.决策变量、约束条件、目标函数是线性规划的三要素.
二、线性规划模型在实际问题中的应用
(1)线性规划在企业管理中的应用范围
线性规划在企业管理中的应用广泛,主要有以下八种形式:
1.产品生产计划:合理利用人力、物力、财力等,是获利最大.
2.劳动力安排:用最少的劳动力来满足工作的需要.
3.运输问题:如何制定运输方案,使总运费最少.
4.合理利用线材问题:如何下料,使用料最少.
5.配料问题:在原料供应的限制下如何获得最大利润.
6.投资问题:从投资项目中选取方案,是投资回报最大.
7.库存问题:在市场需求和生产实际之间,如何控制库存量从而获得更高利益.
8.最有经济计划问题:在投资和生产计划中如何是风险最小
.
(2)如何实现线性规划在企业管理中的应用
在线性规划应用前要建立经济与金融体系的评价标准及企业的计量体系,摸清企业的资源.首先通过建网、建库、查询、数据采集、文件转换等,把整个系统的各有关部分的特征进行量化,建立数学模型,即把组成系统的有关因素与系统目标的关系,用数学关系和逻辑关系描述出来,然后白较好的数学模型编制成计算机语言,输入数据,进行计算,不同参数获取的不同结果与实际进行分析对比,进行定量,定性分析,最终作出决策.
线性规划的应用
线性规划的应用
一、引言
线性规划是一种数学优化方法,广泛应用于工程、经济、管理等领域。本文将介绍线性规划的基本概念和应用案例,以帮助读者更好地理解和应用线性规划。
二、线性规划的基本概念
1. 目标函数:线性规划的目标是最大化或最小化一个线性函数,该函数被称为目标函数。
2. 约束条件:线性规划问题通常有一组约束条件,这些约束条件是一组线性不等式或等式。
3. 决策变量:线性规划问题中的决策变量是我们需要确定的未知量,它们的取值将影响目标函数的值。
4. 非负约束:线性规划问题通常要求决策变量大于等于零,即非负约束。
三、线性规划的应用案例
1. 生产计划优化
假设一家工厂生产A、B两种产品,每天的生产时间为8小时。产品A每单位需要2小时的生产时间,产品B每单位需要3小时的生产时间。产品A的利润为100元,产品B的利润为150元。工厂希望确定每天生产的产品数量,以最大化利润。我们可以建立以下线性规划模型:
目标函数:最大化利润,即100A + 150B
约束条件:2A + 3B ≤ 8(生产时间约束)
非负约束:A ≥ 0,B ≥ 0
通过求解该线性规划模型,可以得到最佳的生产计划,从而最大化利润。
2. 运输问题
假设有3个仓库和4个销售点,每个仓库的库存和每个销售点的需求如下表所示:
仓库 | 库存
--------------
1 | 50
2 | 60
3 | 40
销售点 | 需求
--------------
A | 30
B | 20
C | 40
D | 50
每个仓库到每个销售点的运输成本如下表所示:
| A | B | C | D
线性规划及其应用分析
线性规划及其应用分析
摘要
线性规划是数学中的一种基础分析方法,广泛应用于现代工业、经济、管理、金融等领域。本文旨在介绍线性规划的基本概念、方法和理论,以及其在实际应用中的一些成功案例。首先,介绍线性规划的基本概念和形式化表示方法。然后,详细讨论线性规划的求解方法、优化策略和求解复杂度。最后,结合成功案例和应用领域,分析线性规划的优点和限制,展望其未来发展方向。
关键词:线性规划,数学分析,应用案例,优化策略,未来发展
Abstract
Linear programming is a fundamental method in mathematics, widely used in modern industry, economics, management, finance and other fields. This paper aims to introduce the basic concepts, methods and theories of linear programming, as well as some successful cases in its practical applications. Firstly, the basic concepts and formalized representation methods of linear programming are introduced. Then, the solution methods, optimization strategies and solution complexity of linear programming are discussed in detail. Finally, combining with successful cases and application fields, the advantages and limitations of linear programming are analyzed, and its future development direction is prospected.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
数
、B限制如下表所示,其他所需物质和零件充足,问各生 产甲、乙设备多少台,利润最大?
规
甲 乙 资源数量
划
A
11
6
模
B
59
45
每台利润 5 6
型 解:设x1,x2分别为生产甲、乙设备的台数,z为总利润 及 ,则
穷
max z 5x1 6x2
举
❖纯整数(全整数)
所有决策变量均要求取整数;
❖混合整数
部分决策变量要求取整数;
❖纯0-1规划
所有决策变量均要求取0或1;
❖混合0-1规划 部分决策变量要求取0或1。
整数规划问题的松弛问题是指在整数规划中去掉整数性约束 后的线性规划问题,求解整数规划常常借助于松弛问题。
在本章中我们用Z表示整数集合;
一. 整数规划模型
及 则该问题的数学模型为
穷
n
max z c j x j
举
j 1
n
法
s.t. a j x j b
j 1
x j 0或1 ( j 1,2,..., n)
例4.4(选址问题) 某种商品有n个销售地,各销售地每月的
整 需求量分别为bj吨(j=1,2,…,n)。现拟在m个地点选择建厂, 数 用来生产这种产品以满足供应,且规定一个地址最多只能
规 建一个工厂,若选择第i个地址建厂将来生产能力为ai吨, 划 每月的生产成本为di元(i=1,2,…,m)。已知从第i个工厂至第j 模 个销售地的运价为cij元/吨。应如何选择厂址和安排调运, 型 可使总的费用最小?
及 穷
解:设每月从第i厂至第j个销地的运量为xij吨,z为每月的 总费用, 设
举源自文库
法
分 优点是x(2)=(3,3)T。显然
支
x(1)不是整数解,而x(2)是 整数解,得出例4.1的一
定 个整数解。
界 定界:当得到一个整数
法 解后可对原问题进行定
界。
z(2)=cx(2)=33,原问题的界为33,此界在最大值问题中是下
界,在最小值问题中是上界。对P1继续分支定界, P1当前 目标函数值为10+35=45,继续分支,得出以下两个问题:
穷
松弛问题的可行域,并 标出可行域内所有整数
举 格点;
法
2) 找出松弛问题的解x=(9/4,15/4),过最优点做目标函
整 数的等值线,令该等值线向可行域内保持平行移动,首先 数 遇到的格点就是最优整数解!
规
划
模
型
及
穷
举
法
此问题的最优解是x*=(3,3),z*=33。显然不是松弛问题 的解4舍5入后的解(2,4),该点不可行,也不是松弛问题的
解取整之后的解(2,3),该点的目标函数值是25。
4.2 分支定界法
整数规划问题的分支定界法可以求解全整数规划和混合整数规 划问题,其基本思想可描述为:
1) 首先求解相应的松弛问题; 2) 如果最优解不是整数解,将问题的可行域分为两部分,就
是进行分支; 3) 分别求解这两个分支可行域中的整数规划问题,对两个分
(P3 ) max z 5x1 6x2
(P4 ) max z 5x1 6x2
s.t. x1 x2 6
s.t. x1 x2 6
法
(P1) max z 5x1 6x2
(P2 ) max z 5x1 6x2
s.t. x1 x2 6
s.t.x1 x2 6
5x1 9x2 45
5x1 9x2 45
x1 2 x 0,x Z
x1 3 x 0,x Z
考虑两问题的可行
域,P1的最优点是
x(1)=(2,35/9)T, P2的最
首先引入符号[s]表示对s 向下取整,<s>=s - [s]表示 s的小数部分。
考虑如下整数规划问题
分
min z cx
支
s.t. Ax b
定
x 0 ,xZ
界
设此问题的松弛问题的解为x*且 xt*,则按0 如下
法 方式进行分支
min z cx s.t. Ax b
x [xt* ] x 0, x Z
举 问题,例4.4是一个混合整数规划问题。
法
二.穷举法
整 类似于线性规划的图解法,对于二维线性整数规划问题 数 ,也可以用图解法—穷举法。用穷举法求解例4.1
规
max z 5x1 6x2
划 模
s.t. x1 x2 6 5x1 9x2 45 x1 0,x2 0
型
x1,x2 Z
及 解:1)先作出该模型的
s.t. x1 x2 6
法
5x1 9x2 45 x1 0,x2 0
x1,x2 Z
整 例4.2 (投资决策模型)设有n个投资项目,其中第j个项目
数
需要aj万元,将来获利润cj万元。若现在有资金总
规
额为b万元,则应选那些投资项目获利最大? 解:设决策变量为
划
模
1 投资j项目
型
x j 0 不投资j项目
支重复这一分支过程,…,当某个分支的解是整数解时, 将此解的目标函数值作为一个界,就是进行定界; 4) 在求解每个分支问题时,如果松弛问题无可行点或目标函 数值小于所定的界(极小问题),这一分支终止,否则继续 求解并继续分支。 5) 此求解过程可用一个二叉树描述,原问题的松弛问题是树 根,两分支是左右子树,终止分支的子问题是树叶。
主要内容
4.1整数规划模型及穷举法 4.2 分支定界法 4.3 割平面法 4.4 0-1规划及隐穷举法
4.1 整数规划模型及穷举法
整数规划问题就是决策变量取整数值的线性或非线性规 划,由于非线性整数规划目前还没有一般解法,因此本章仅 讨论整数线性规划。在第一章例4中的截料问题即是一个整数 线性规划问题。整数线性规划问题又可分为:
1 第i址建厂 yi 0 第i址不建厂
则该问题的数学模型为:
整
mn
n
数
min z
cij xij di yi
规
i1 j1
i 1
n
划
s.t.
xij ai yi
j 1
模 型
m
xij bi ( j 1,2,..., n)
i 1
及
xij 0, yi 0或1
穷 例4.1是一个全整数规划问题,例4.2是一个0—1规划
min z cx s.t. Ax b
x [xt* ]1 x 0, x Z
例4.1的整数规划问题的求解过程。
(P0 ) max z 5x1 6x2
分
s.t. x1 x2 6 5x1 9x2 45
支
x 0,x Z
定 此问题的松弛问题的解为x*=(9/4,15/4)T,x*不是整数解。 界 分支:对x1进行分支,有如下两个问题: