Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Задачи ЛП и методы их решения

.pdf
Скачиваний:
155
Добавлен:
29.03.2016
Размер:
7.64 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

219

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47. f = x1 + 2x2

4x3

 

 

48.

f = x1 + x2

 

+ x3 2x4

min

 

 

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 x2 x3 + x4 1

2x1 x

2

 

+ x4 3

 

 

 

 

 

+ x3 x4 1

 

 

 

 

+ x3

 

3

x1 + x

2

2x1 x2

 

 

x1 + 2x2

x3

 

 

1

x

+ 3x

 

2x

 

x

 

2

 

 

+ x

 

1

 

2

 

3

 

4

 

 

x

+ 3x

2

2x

3

4

1

 

x j

0,

 

j 1:4

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x j

0,

 

 

j 1:4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Искусственные переменные.

49-58. Решить ЗЛП, используя метод искусственных переменных.

 

49.

 

f = x1 + 4x2

 

+ x3 max

50.

f = x1 10x2

+ x3 max

 

 

 

 

 

x x

 

+ x

 

= 3

 

 

 

x + 5x

 

+ 7x

 

=13

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1 5x2

x3 = 0

 

 

x1 +14,5x2 + 7x3 =15

 

 

 

 

x1 0, x2 0, x3 0

 

x1 0, x2 0, x3 0

 

 

 

 

51.

f = x1

+ 2x2

+ 3x3

 

4x4 max

52.

f = x1 4x2 + 3x3

 

 

+ 10x4 max

 

 

x

+ x

 

x

 

 

 

+ x

 

= 2

 

 

x + x

 

 

 

x

 

 

 

+ x

 

= 0

 

 

1

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

4

 

 

 

1

 

2

 

3

 

 

 

4

 

 

x1 +14x2 +10x3 10x4 = 24

 

x1 +14x2 +10x3 10x4 =11

 

 

x j 0, j 1:4

 

 

 

 

 

 

x j 0, j 1:4

 

 

 

 

53.

f = x1

5x2

 

x3 + x4 max

54.

f = x1 + 10x2

x3

 

 

+ 5x4

 

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

+ 2x

 

 

x

 

 

x

 

 

=1

 

x1

+ 3x2 + 3x3 + x4 = 3

 

 

1

 

 

2

 

 

3

 

4

 

 

 

 

 

2x1

 

 

+ 3x3 x4 = 4

 

 

x1 + 2x2 + 3x3 + x4 = 2

 

 

 

 

 

 

x

+ 5x

2

+ x

3

x

4

= 5

 

 

x j 0,

 

j 1:4

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x j

0,

 

 

 

j 1:4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

55.f = −2x1 + 2x2 + x3 + 2x4 3x5 max

2 x1 + x

2 x3 x4

 

=1

 

 

x2

+ 2x3 + x4 + x5 = 4

x1

 

x

+ x

2

x

5

= 4

 

1

 

 

 

 

x j 0,

 

j 1:5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220

 

 

 

 

 

 

 

 

56. f = 5x1

2x2

+ 2x3

4x4 + x5 + 2x6 max

 

2x

x

 

+ x

 

2x

 

+ x

 

+ x

 

 

=1

 

1

 

 

2

 

 

3

 

 

 

4

 

5

 

6

 

3x1

+ x2

 

 

+ x4 x5 + x6 = 2

5x + x

2

2x

3

+ x

4

 

x

6

= 3

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x j

0,

 

j 1:6

 

 

 

 

 

 

 

57.f = 5x1 + 4x2 + 3x3 + 2x4 3x5 max

2 x

+ x

 

+ x

 

+ x

 

x

 

= 3

 

1

 

2

 

 

3

 

 

4

 

5

 

x1 x2

 

 

+ x4 + x5 = 1

2x x

2

x

3

+ x

4

 

= 1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

xj

0,

 

j 1: 5

 

 

 

58.f = 2x1 + x2 x3 + 3x4 2x5 min

8 x

+ 2x

 

+ 3x

 

+ 9x

 

+ 9x

 

= 30

 

1

 

 

2

 

3

 

 

4

 

5

 

5x1 + x2 + 2x3 + 5x4 + 6x5 =19

 

x

+ x

2

 

 

 

+ 3x

4

 

= 3

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x j

0,

 

j 1:5

 

 

 

 

 

5. Теория двойственности.

59-71. Построить двойственные задачи к ЗЛП, заданным в условиях.

59.

f

= x1 + x2

max

60.

f = x1

x2 min

 

 

{ x1 x2 1

 

 

 

 

{ x1

 

 

=1

 

 

 

 

 

x1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 0

 

 

61.

f

= x1

+ 10x2 x3

max

62.

f = x1

+ 2x2 + 3x3 min

 

 

 

x

+ x

 

+ x

 

1

 

 

x

+ x

 

4x

 

1

 

 

 

1

 

2

 

3

 

 

 

 

1

 

2

 

3

 

 

 

 

x1

x2

x3 2

 

 

x1 x2

 

 

= 2

 

 

 

 

x2

0

 

 

 

 

 

x1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

221

 

 

 

 

 

 

63. f = 2x1 + x2

x3 x4

min

64. f = x1

 

 

+ 4x4 max

x1 + x2

x3 + x4 = 1

 

 

x2 + x3

 

4

 

 

+ x3 x4 2

 

 

x2

+ x3 + x4 3

x1 x2

x1

 

x

x

3

3

 

x

x

2

+ 2x

3

5

 

1

 

 

 

1

 

 

 

x1 0 , x2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 0 , x2 0

65.

f = x1

+ x2 + x3 x4 + x5 max

 

x

+ x

 

x

 

+ x

 

+ x

 

1

 

1

 

2

 

 

3

 

 

4

 

 

5

 

 

x1 x2

+ x3 x4 x5 2

 

x x

2

x

3

x

4

+ x

5

0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 0 , x2 0 , x3 0 , x4 0 ,

66.

f = x1

+ 2x2 + 3x3 + 4x4

+ 5x5 min

 

x

 

+ x

 

 

+ x

 

 

+ x

 

 

0

 

1

 

 

 

3

 

4

 

5

 

 

x1

 

 

 

 

 

+ x4 + x5 0

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

+ x

5

=1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 0 , x2 0 , x5 0

67.f = x1 + 2x2 x3 + 4x4 x5 + x6 min

2 x

x

 

 

+ x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 x3 x4

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

x3 + x4 x5

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x5

+ x6

= 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 0 , x2 0 , x4 0 , x5 0

 

68. f = 17x1 5x2

+ x3 + x4

8x5

max

3x

x

 

x

 

+ 4x

 

+

7x

 

11

 

1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

4

 

 

 

5

 

 

x1

5x2 5x3 + x4 + 2x5 ≥ −8

x

+ x

2

 

+ x

3

 

+ 3x

4

x

5

= 4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

0 , x4 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

222

 

 

 

 

 

69. f = 4x1

6x2 2x3

+ 3x4 + x5 min

x

 

+

2x

 

3x

 

+ x

 

 

3x

 

≥ −5

1

 

 

2

 

3

 

 

4

 

 

5

 

2 x1 + 3x2 + x3 + x4 + 2x5

1

2x

x

2

 

x

4

x

5

3

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70.f = 3x2 2x3 + x4 min

x1

 

+ x3 x4 = 5

 

2 x1

+ x2

2x3 + 2x4 7

 

x j 0 , j 1:4

71. f = 4x1 + x2 + x3 + 2x4 + x5 max

 

4x

+ x

 

x

 

x

 

+ x

 

9

 

1

 

2

 

 

3

 

 

4

 

5

 

x1 + x2 x3 + x4 + 6x5 =10

x

3x

2

+ 5x

3

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x j

0 , j 1:4

 

 

 

 

72-76. Используя теорию двойственности и графический метод, найти решения следующих ЗЛП.

72. f = 3ax1 +11x2 + 5bx3 + x4 min

 

 

 

 

3x1 + x2 + (2 + b)x3 x4 c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2

+ a) x1 + 3x2 5x3 3x4 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x j

0 , j 1:4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

b

c

 

 

a

b

c

 

a

b

c

 

a

b

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

1

4

 

6

2

1

1

11

3

1

3

16

4

1

2

 

 

2

1

2

1

 

7

2

2

3

 

 

2

2

17

 

2

4

 

 

 

12

3

4

 

 

3

1

3

3

 

8

2

3

2

13

3

3

4

18

4

3

1

 

 

4

1

4

2

 

9

2

4

4

14

3

4

1

19

4

4

3

 

 

5

1

5

4

 

10

2

5

1

15

3

5

3

20

4

5

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

223

 

 

 

 

 

73.

f

= 7x1

 

+ x3 4x4

max

 

 

x x

 

+ 2x

 

x

 

6

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

3

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

2x1 + x2 x3

 

 

 

≤ −1

 

 

 

 

 

x j

0 , j 1:4

 

 

 

 

 

74.

f

= x1

 

 

 

+ x3

 

 

 

 

+ x5 max

 

 

x + 2x

 

+ 3x

 

x

 

x

 

6

 

 

 

1

 

 

2

 

 

3

 

 

4

 

5

 

 

 

x1 x2 2x3 + x4 + x5 5

 

 

 

x j

0 , j 1:5

 

 

 

 

 

75.

f

= 4x1 + 5x2 + 2x3 + x4 + 2x5 min

 

 

3x1 + 5x2 + 4x3 + 2x4 + 2x5 = 1

 

 

 

4x1 6x2 x3

+ x4 + 3x5 = −1

 

 

 

 

 

 

xj

0 , j 1: 5

 

 

 

 

 

76. f = 6x1 + 3x2 x3 2x4 max

3x1 + 2x2 + x3 + 4x4 0

2x1 + 2x2 x3 x4 =1 x2 0 , x3 0 , x4 0 ,

77. Используя теорию двойственности, графический метод и способ исключения неизвестных, найти решения следующих ЗЛП.

77. f = 2x1 + x2

(2 +12a)x3

+ (1+ 6a)x4

3bx5 max

 

x

 

 

 

+ 3x

 

 

x

 

 

2x

 

 

=1

 

1

 

 

 

 

3

 

4

 

 

5

 

 

 

 

x2

 

 

2x3

+ x4

 

 

=1

 

 

+ x2

(5

+ 2a 2b)x3 + (2 + a b)x4 (b 2)x5 ≤ −b

x1

x

+ x

2

 

14x

3

+ 7x

4

+ 3x

5

4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 0 , x2 0 , x5 0

224

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

b

 

a

b

 

a

b

 

a

b

 

 

 

1

4

3

6

5

3

11

6

3

16

7

3

 

 

 

2

5

4

7

6

4

12

7

4

17

8

4

 

 

 

3

6

5

8

7

5

13

8

5

18

9

5

 

 

 

4

7

6

9

8

6

14

9

6

19

10

6

 

 

 

5

8

7

10

9

7

15

10

7

20

11

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

78-80. Решить следующие ЗЛП, применив симплекс-метод к соответствующей двойственной задаче.

78.f = 3x1 + 2x2 + x3 max

2x1 x2 + x3 1

x

 

+ x

2

x

3

1

 

1

 

 

 

 

 

 

2x2

+ 3x3

≤ −6

x1

x

+ 3x

 

+ x

 

 

2

 

1

 

 

2

 

3

 

 

 

 

2x

 

+ x

2

3x

3

12

 

1

 

 

 

 

 

79. f =19x1 + x2 + 16x3 max

2x1 x2 + 3x3

≤ −2

 

3x

 

5x

2

+ 7x

3

≤ −10

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

4x1 + 3x2 + x3

x

+ 2x

 

x

 

3

 

1

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

3x

 

 

 

+ 2x

3

≤ −1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

80.f = 4x1 + 6x2 3x3 max

3x1 x2 + x3 2

2x

4x

2

+ x

3

5

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 2x2 + x3 1

2x1

x

x

 

 

 

+ x

 

 

3

 

1

 

2

 

 

3

 

 

 

2x

2

 

+ x

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

225

7. Построение моделей экономических задач в виде ЗЛП.

81-88. Построить линейные модели в виде ЗЛП для задач, приведенных в условиях.

81. (задача о планировании выпуска продукции при ограниченных ресурсах)

Нефтеперерабатывающий завод производит за месяц 1 500 000 л алкилата, 1 200 000 л крекинг-бензина и 1 300 000 л изопентола. В результате смешивания этих компонентов в пропорциях 1:1:1 и 3:1:2 получается бензин сорта А и Б соответственно. Стоимость 1000 л бензина сорта А и Б соответственно равна 90 ед. и 120 ед.

Определить месячный план производства бензина сорта А и Б, максимизирующий стоимость выпущенной продукции.

82. (задача о диете)

Рацион кормления коров на молочной ферме может состоять из трех продуктов - сена, силоса и концентратов. Эти продукты содержат питательные вещества - белок, кальций и витамины. Численные данные представлены в таблице.

 

 

Питательные вещества

 

Продукты

 

 

 

 

Белок (г/кг)

Кальций (г/кг)

 

Витамины (мг/кг)

 

 

 

 

 

 

 

Сено

50

10

 

2

Силос

70

6

 

3

Концентраты

180

3

 

1

 

 

 

 

 

В расчете на одну корову суточные нормы потребления белка и кальция составляют не менее 2000 и 210 г соответственно. Потребление витаминов строго дозировано и должно быть равно 87 мг в сутки.

Составить самый дешевый рацион, если стоимость 1кг сена, силоса и концентрата равна соответственно 1,5 2 и 6 ед.

83.(матричная транспортная задача)

Вобласти имеются два цементных завода и три потребителя их продукции - домостроительных комбината. В таблице указаны суточные объемы производства цемента, суточные потребности в нем комбинатов и стоимость перевозки 1 т цемента от каждого завода к каждому комбинату.

 

Производство

Стоимость перевозки 1 т цемента (ед.)

Заводы

 

 

 

цемента (т/сут)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Комбинат 1

Комбинат 2

Комбинат 3

 

 

 

 

 

1

40

10

15

25

2

60

20

30

30

 

 

 

 

 

 

Потребности в

50

20

30

 

цементе (т/сут)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

226

Требуется составить план суточных перевозок цемента с целью минимизации транспортных расходов.

84.(задача о смесях)

Вметаллургический цех в качестве сырья поступает латунь (сплав меди с цинком) четырех типов с содержанием цинка 10, 20, 25 и 40 % по цене 10, 30, 40 и 60 ед. за 1 кг соответственно.

Вкаких пропорциях следует переплавлять это сырье в цехе, чтобы получить сплав (латунь), содержащий 30 % цинка и при этом самый дешевый ?

85.(задача о загрузке оборудования)

Цех выпускает три вида деталей, которые изготавливаются на трех станках. На рисунке показана технологическая схема изготовления детали каждого вида с указанием времени ее обработки на станках.

Станок 1 Станок 2 Станок 3

 

 

 

1 мин

 

 

3 мин

 

 

1 мин

 

 

Деталь 1

Заготовки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 мин

 

 

 

 

 

4 мин

 

 

Деталь 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 мин

 

 

2 мин

 

 

 

 

 

Деталь 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суточный ресурс рабочего времени станков 1, 2 и 3 составляет соответственно 890, 920

и840 мин. Стоимость одной детали вида 1,2 и 3 равна соответственно 3,1 и 2 ед. Требуется составить суточный план производства с целью максимизации стоимости

выпущенной продукции.

86. (задача о ранце с дополнительными ограничениями)

Участник экспедиции укладывает рюкзак, и ему требуется решить, какие положить продукты. В его распоряжении имеются мясо, мука, сухое молоко и сахар. В рюкзаке для продуктов осталось лишь 45 дм3 объема, и нужно, чтобы суммарная масса продуктов не превосходила 35 кг. Врач экспедиции рекомендовал, чтобы мяса (по массе) было больше муки по крайней мере в два раза, муки не меньше молока, а молока по крайней мере в восемь раз больше, чем сахара.

Сколько и каких продуктов нужно положить в рюкзак, с тем чтобы суммарная калорийность продуктов была наибольшей ? Характеристики продуктов приведены в таблице.

 

 

 

Продукты

 

Характеристики

 

 

 

 

 

Мясо

Мука

 

Молоко

Сахар

 

 

 

 

 

 

 

 

Объем (дм3/кг)

1

1,5

 

2

1

Калорийность (ккал/кг)

1500

5000

 

5000

4000

 

 

 

 

 

 

227

87. (задача плоского прямоугольного раскроя)

На мебельной фабрике требуется раскроить 5000 прямоугольных листов фанеры размером 4 х 5 м каждый, с тем чтобы получить два вида прямоугольных деталей: деталь А должна иметь размер 2 х 2 м, деталь Б - размер 1 х 3 м. Необходимо, чтобы деталей А оказалось не меньше, чем деталей Б.

Каким образом следует производить раскрой, чтобы получить минимальное (по площади) количество отходов ?

88. (задача одномерного раскроя)

Для серийного производства некоторого изделия требуются комплекты заготовок профильного проката. Каждый комплект состоит из двух заготовок длиной 1800 мм и пяти заготовок длиной 700 мм.

Как следует раскроить 770 полос проката стандартной длины 6000 мм, чтобы получить наибольшее количество указанных комплектов ?

(далее)

228

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Студенты заочного отделения экономического факультета выбирают вариант контрольной работы по следующему правилу:

Две последние

 

Две последние

 

цифры №

 

Вариан

цифры № зачетной

Вариан

зачетной книжки,

т

книжки, студ.

т

студ. Билета

 

Билета

 

 

 

 

 

 

01, 31, 61,

91

1

16, 46, 76

16

02, 32, 62,

92

2

17, 47, 77

17

03, 33, 63,

93

3

18, 48, 78

18

04, 34, 64,

94

4

19, 49, 79

19

05, 35, 65,

95

5

20, 50, 80

20

06, 36, 66,

96

6

21, 51, 81

21

07, 37, 67,

97

7

22, 52, 82

22

08, 38, 68,

98

8

23, 53, 83

23

09, 39, 69,

99

9

24, 54, 84

24

10, 40, 70,

100

10

25, 55, 85

25

11, 41, 71

 

11

26, 56, 86

26

12, 42, 72

 

12

27, 57, 87

27

13, 43, 73

 

13

28, 58, 88

28

14, 44, 74

 

14

29, 59, 89

29

15, 45, 75

 

15

30, 60, 90

30

 

 

 

 

 

На титульном листе контрольной работы необходимо указать фамилию, имя, отчество, номер

группы, специальность, номер зачетной книжки (студенческого билета), номер варианта. В

разделе 2 даются методические указания по выполнению заданий 1– 3 и рекомендации по оформлению решений. В разделе 3 приведен пример выполнения всей контрольной работы.