线性规划模型的建立与求解.
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4x1 5x2 8
4 x x 1.6 或 0.8 0.8 两个化工厂各自处理多少污水, 2 104 x1 104 1.4 104 x2 10 1 2 2 才能使两厂总的处理费用最少? 5 106 2 106 1000
最终模型:
图解法
max z 2x1 2x2
x1 x 2 3 - x1 x 2 1 x ,x 0 1 2
③有可行解,但没有使目标值为有限的最优解; 无有限最优解,也称为无界解,如下图:
max z x1 x 2 - 2 x1 x 2 4 x1 x 2 2 x ,x 0 1 2
④无可行解,约束集合是空集,即无 可行解。
max z x1 2 x2
x1 x 2 1 x1 2 x 2 2 x ,x 0 1 2
结论: 图解法只能用于只有两个变量的情况, 线性规划的约束集合是凸多面体, 线性规划若有最优解,则最优解一定在凸 多面体的角点(顶点)上达到。
目标函数在坐标平面上可表示为以 Z 为参数的一族平行线:
5 z x 2 x1 4 4
图解法解的情况: ①有惟一最优解,目标函数等值线“相切”于 约束集合的一个角点,则该角点是线性规划问 题的唯一最优解。如例1. ②有多个最优解,目标函数等值线“相切”于 一条约束边界,则此边上所有点都是最优解。
不等式约束
模型建立的基本步骤:
1、确定决策变量 -即所要解得未知量
2、确定目标函数 -即要达到的目标的数学表达式 3、确定约束条件 -即决策变量允许的取值范围
例1 靠近某河流有两个工厂,如下图,流经第一个化 工厂的河水流速是5×106m3/d;在两个化工厂之间有 一条流量为2×106m3/d的支流。第一个化工厂每天排 放工业污水20×103m3/d;第二个化工厂每天排放工业 污水14×103m3/d,从第一个化工厂排出的污水流到第 二个化工厂之前,有20%可自然净化。根据环保要求, 河流中工业污水的含量≤0.2%,若这两个化工厂都各 自处理一部分污水,第一个化工厂处理污水的成本是 0.1元/m3,第二个化工厂污水处理的成本是0.08元/m3 。 现在要问,在满足环保要求的条件下,两个化工厂各 自处理多少污水,才能使两厂总的处理费用最少?
2 10 x1 10 2 6 5首先,确定决策变量 10 1000 :
4 4
0.1元/m3
设工厂一: x1 1 设工厂二: 其次,确定目标函数:
污水含量≤0.2%
可自然净化20% 最后,确定约束条件:
0.08元/m3 污水含量≤0.2%
x1、x 2 0 x1 2;x2 1.4 2、x1 1
线性规划模型的建wenku.baidu.com与求 解
主讲人:张永举
2010年10月30日
回顾:模型一般数学表达形式:
opt
s.t.
z f ( x) ;min(求极小)或max(求极大) 等式约束 hi ( x) 0 (i 1,2,, me )
g i ( x) 0 ( j me 1, me 2,, me m)
对于只有两个变量的线性规划问题,可以直接 用图解法求解。 图解法可分为两步进行: 第一步,根据约束条件画出与约束条件相应方 程的直线,由这些直线共同确定的区域即为可 行解的区域(满足约束条件的决策变量集合); 第二步,画出目标函数的等值线,然后平行移 动至与可行区域边界“相切”之点,此点即为 最优点,相应坐标即为最优解。
4 x x 1.6 或 0.8 0.8 两个化工厂各自处理多少污水, 2 104 x1 104 1.4 104 x2 10 1 2 2 才能使两厂总的处理费用最少? 5 106 2 106 1000
最终模型:
图解法
max z 2x1 2x2
x1 x 2 3 - x1 x 2 1 x ,x 0 1 2
③有可行解,但没有使目标值为有限的最优解; 无有限最优解,也称为无界解,如下图:
max z x1 x 2 - 2 x1 x 2 4 x1 x 2 2 x ,x 0 1 2
④无可行解,约束集合是空集,即无 可行解。
max z x1 2 x2
x1 x 2 1 x1 2 x 2 2 x ,x 0 1 2
结论: 图解法只能用于只有两个变量的情况, 线性规划的约束集合是凸多面体, 线性规划若有最优解,则最优解一定在凸 多面体的角点(顶点)上达到。
目标函数在坐标平面上可表示为以 Z 为参数的一族平行线:
5 z x 2 x1 4 4
图解法解的情况: ①有惟一最优解,目标函数等值线“相切”于 约束集合的一个角点,则该角点是线性规划问 题的唯一最优解。如例1. ②有多个最优解,目标函数等值线“相切”于 一条约束边界,则此边上所有点都是最优解。
不等式约束
模型建立的基本步骤:
1、确定决策变量 -即所要解得未知量
2、确定目标函数 -即要达到的目标的数学表达式 3、确定约束条件 -即决策变量允许的取值范围
例1 靠近某河流有两个工厂,如下图,流经第一个化 工厂的河水流速是5×106m3/d;在两个化工厂之间有 一条流量为2×106m3/d的支流。第一个化工厂每天排 放工业污水20×103m3/d;第二个化工厂每天排放工业 污水14×103m3/d,从第一个化工厂排出的污水流到第 二个化工厂之前,有20%可自然净化。根据环保要求, 河流中工业污水的含量≤0.2%,若这两个化工厂都各 自处理一部分污水,第一个化工厂处理污水的成本是 0.1元/m3,第二个化工厂污水处理的成本是0.08元/m3 。 现在要问,在满足环保要求的条件下,两个化工厂各 自处理多少污水,才能使两厂总的处理费用最少?
2 10 x1 10 2 6 5首先,确定决策变量 10 1000 :
4 4
0.1元/m3
设工厂一: x1 1 设工厂二: 其次,确定目标函数:
污水含量≤0.2%
可自然净化20% 最后,确定约束条件:
0.08元/m3 污水含量≤0.2%
x1、x 2 0 x1 2;x2 1.4 2、x1 1
线性规划模型的建wenku.baidu.com与求 解
主讲人:张永举
2010年10月30日
回顾:模型一般数学表达形式:
opt
s.t.
z f ( x) ;min(求极小)或max(求极大) 等式约束 hi ( x) 0 (i 1,2,, me )
g i ( x) 0 ( j me 1, me 2,, me m)
对于只有两个变量的线性规划问题,可以直接 用图解法求解。 图解法可分为两步进行: 第一步,根据约束条件画出与约束条件相应方 程的直线,由这些直线共同确定的区域即为可 行解的区域(满足约束条件的决策变量集合); 第二步,画出目标函数的等值线,然后平行移 动至与可行区域边界“相切”之点,此点即为 最优点,相应坐标即为最优解。