运筹学试题及答案解析

运筹学试题及答案一、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=X 1+X 2X 1+9/14X 2≤51/14 -2X 1+X 2≤1/3 X 1,X 2≥0且均为整数所对应的线性规划（松弛问题）的最优解为X 1=3/2，X 2=10/3，MaxZ=6/29，我们现在要对X 1进行分枝，应该分为 X1≤1 和 X1≥2 。

5、在用逆向解法求动态规划时，f k (s k )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 B7. 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。

问：（1）写出B -1=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---1003/20.3/1312(2)对偶问题的最优解： Y ＝（5，0，23，0，0）T8. 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X i =b i 不符合整数要求，INT （b i ）是不超过b i 的最大整数，则构造两个约束条件：Xi ≥INT （b i ）＋1 和 Xi ≤INT （b i ） ，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。

问：(1)对偶问题的最优解： Y ＝(4,0,9,0,0,0)T （2）写出B -1=⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛611401102二、计算题（60分） 1、已知线性规划（20分） MaxZ=3X 1+4X 2 X 1+X 2≤5 2X 1+4X 2≤12 3X 1+2X 2≤8 X 1,X 2≥0其最优解为：1）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+8y3y1+2y2+3y3≥3y1+4y2+2y3≥4y1,y2≥02)当C2从4变成5时，σ4=-9/8σ5=-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＝9/829/81/4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 P 6’=(11/8,7/8，－1/4)T σ6=3/8>0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）。

解：初始解为计算检验数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：重新计算检验数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）答最优解为：X= 0 1 0 01 0 0 00 0 1 00 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+3x3≤2012x1+4x2+10x3≤90x1，x2， x3≥0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)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)Tσ6=217/20>0所以对最优解有影响。

5）当C2=6σ1=-137/33σ4=4/11σ5=-17/22由于σ4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（c ij , f ij）。

（15分）V1(5,0) (3,3)(3,3)V S （4,1） V2(4,0)(9,3) (8,4)V3 Vt(6,0)最大流为：14Vs (4,4)(4,1)(9,7) (8,8) VtV3 (6,6)6. 考虑如下线性规划问题（20分）Max z=3x1+x2+4x3s.t. 6x1+3x2+5x3≤93x1+4x2+5x3≤8x1，x2， x3≥0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。

最优解为X1=1/3,X3=7/5,Z=33/52)对偶问题为Minw=9y1+8y26y1+3y2≥33y1+4y2≥15y1+5y2≥4y1,y2≥0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)Tσ2=-4/5＜0所以对最优解没有影响4）c2由1变为2σ2=-1＜0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（c ij , f ij）。

（10分）V1 (4,4 ) V3(9,5) (6,3)V S (3,1) (3,0) (4,1) Vt(5,3) (7,5)V2 (5,4) V4解：V1 (4,4) V3(5,4) (7,7)V2 (5,5) V4最大流＝118.某厂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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：1)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Ⅲ每件的利润到多大时才值得安排生产？如产品Ⅲ每件利润增加到50/6元，求最优计划的变化。

(4分)3)产品Ⅰ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Ⅲ，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+x3≤10010x1+4x2+5x3≤6002x1+2x2+6x3≤300xj≥0,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*=2200/3 2）产品Ⅲ每件利润到20/3才值得生产。

如果产品Ⅲ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Ⅰ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+x3≥2-2x1+x2+3x3≤-3x j≥0 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=2y1-3y2y1-2y2≤22y1+y2≤3y1+3y2≤6y1≥0,y2≤02)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. 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)A1-B3和B4 28t 和4t A2-B1和B4 16t 和4t A3-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=3x 1+2x 2-5x 3-2x 4+3x 5 x 1+x 2+x 3+2x 4+x 5≤4 7x 1+3x 3-4x 4+3x 5≤8 11x 1-6x 2+3x 4-3x 5≥3 x j =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销产。