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运筹学第二章-线性规划模型与图解法
* * * * * * * * * * * * 第2章 线性规划 (Linear Programming) 第2章 线性规划 2.1 线性规划的模型与图解法 2.2 单纯形法 2.3 对偶问题与灵敏度分析 2.4 运输问题 2.1 线性规划的模型与图解法 2.1.1 问题的引入 (1)生产安排问题 如何合理使用有限的人力、物力和资金,使得收到最好的经济效益。 例1:某工厂可生产甲、乙两种产品,需消耗煤、电、油三种资源。现将有关数据列表如下: 试拟订使总收入最大的生产方案。 资源单耗 产品 资源 甲 乙 资源限量 煤 电 油 9 4 4 5 3 10 360 200 300 单位产品价格 7 12 甲 乙 资源限量 煤(t) 9 4 360 电(kw·h) 4 5 200 油(t) 3 10 300 单价(万元) 7 12 解:设甲乙产品产量分别为x1和x2 kg,——决策变量 总收入为z万元。 则 max z = 7x1 +12x2 ——目标函数 9x1 + 4x2 ≤360 4x1 + 5x2 ≤200 3x1 +10x2 ≤300 x1,x2≥0 s.t. ——约束条件 (2)配料问题 如何合理地搭配(混合)材料,以最经济的方式,达到配比要求。 例2:(营养配餐问题)假定一个成年人每天需要从食物中获得3000千卡的热量、55克蛋白质和800毫克的钙。如果市场上只有四种食品可供选择,它们每千克所含的热量和营养成分和市场价格见下表。问如何选择才能在满足营养的前提下使购买食品的费用最小? 各种食物的营养成分表 解:设xj(j=1,2,3,4)为第j种食品每天的购入量,z为每天购买食品的总费用,则配餐问题的线性规划模型为: min z=14x1+6x2 +3x3+2x4 1000x1+800x2 +900x3+200x4 ? 3000 50x1+ 60x2 + 20x3+ 10x4 ? 55 400x1+200x2 +300x3+500x4 ? 800 x1,x2 ,x3 ,x4 ? 0 (3)下料问题 如何截取原材料,在达到截取要求的情况下,使废料最少。 例3:料长7.4米,截成2.9、2.1、1.5米各200根,方案如下表。如何截取余料最少? 方案 料型 1 2 3 4 5 2.9米 2.1米 1.5米 1 2 0 1 0 0 0 2 2 1 3 1 2 0 3 合计 残料 7.4 7.3 7.2 7.1 6.6 0 0.1 0.2 0.3 0.8 解:设xj(j=1,2,3,4,5)为采用第j种方案截取的原料根数,z为截取后的余料总米数,则下料问题的线性规划模型为: min z=0x1+0.1x2 +0.2x3+0.3x4+0.8x5 x1+2x2 + x4 ? 200 2x3+ 2x4 + x5 ? 200 3x1+ x2 +2x3 +3x5 ? 200 xj ? 0(j=1,2,3,4,5) 2.1.2 线性规划的模型 一、LP模型的三
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