运筹学数据模型与决策教材习题答案docx.docx

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教材习题答案

1.2工厂每月生产人、B、C三种产品,单件产品的原材料消耗量、设备台时的消耗量、资源限量及单件产品利润如表1一22所示.

表1一22

A

B

C

资源限量

材料(kg)

1.5

1.2

4

2500

设备(台时)

3

1.6

1.2

1400

利润(元/件)

10

14

12

根据市场需求,预测三种产站最低月需求量分别是150、260和120,最高月需求是250、310和130.试建立该问题的数学模型,使每月利润最大.

【解】设心、烁占分别为产品A、B、C的产最,则数学模型为

maxZ=10石+14x2+12x3

1.5x,+1.2x2+4x3<2500

+1.6x2+1.2x3<1400

150—5250

”260

120

xpx2,x3>0

1.3建筑公司笆要川6m长的犁•钢材料制作A、B两种型号的窗架.两种窗架所需材料规格及数量如表1—23所示:

表1—23窗架所需材料规格及数量

型号A

型号B

每套窗架需要材料

长度

(m)

数量(根)

长度

(m)

数量(根)

Aj:

1.7

2

Bl:

2.7

2

A2:

1.3

3

Bt:

2.0

3

需要量(套)

20()

15()

问怎样下料使得

(1)用料最少;

(2)余料最少.

【解】第一步:

求下料方案,见下表。

方案

十二

十三

十四

盂要量

Bl:

2.7m

2

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

30()

B2:

2m

0

1

0

0

3

2

2

1

1

1

0

0

0

0

450

Al:

1.7m

0

0

1

0

0

1

0

2

1

0

3

2

1

0

400

A2:

1.3m

0

1

1

2

0

0

1

0

1

3

0

2

3

4

600

余料

0.6

0

0.3

0.7

0

0.3

0.7

0.6

1

0.1

0.9

()

0.4

0.8

第二步:

建立线性规划数学模型

设勾(戶1,2,...,14)为第J种方案使用原材料的根数,则

(1)用料最少数学模型为

14

minZ=^Xj

j=i

2xl+x2+x3+x4>300

兀2+3*5+2兀6+2兀7+兀8+*9+x10n450

v兀3++2x8+隔+3兀]]+2x12+xl3>400

兀2+兀3+2x4+兀7+兀9+3xi0+2兀]2+3兀13+铭4-600

咕0八12・・・,14用单纯形法求解得到两个基本最优解

X⑴=(5(),200,0,0,84,0,0,0,0,0,0,200,0,0);Z=534

X⑵二(0,200,100,0,84,0,0,0,0,0,0,150,0,0);Z=534

(2)余料最少数学模型为

minZ=0.6兀]+0.3x3+0.7x4+•••+0.4xI3+0.8xI4

2兀1+兀2+兀3+兀4n300

x2+3x5+2x6+2x7+兀&+兀9+兀io-450

<心+兀+2忑+呂+3兀]]+2xI2+xI3>400

X2+X3+2兀4+无7+兀9+3兀10

 

+2兀]2+3兀]3+4兀]4n600

 

用单纯形法求解得到两个基木最优解

X⑴=(0,300,0,0,50,0,0,0,0,0,0,200,0,0);Z=0,用料550根X⑵二(0,450,0,0,0,0,0,0,0,0,0,200,0,0);Z=0,用料650根显然用料最少的方案最优。

1.7图解下列线性规划并指出解的形式:

maxZ=-2xl+

x,+x2>1

vXj—3%2—_]

xvx2>0

【解】最优解X=(1/2,1/2);最优值Z=-l/2

1.00

OBJ-0.50_

X1=0.50

X2=0.50

0.90-

0.80

0.70-

0.60

0.50-

0.40

0.30

0.20--

0.10-

0.00000

minZ=一兀i一3x2

2x.—x?

'—2

2)

<2兀]+3兀2<12

x,>0,x2>0

【解】最优解X=(3/4,7/2);最优值Z=-45/4

ann

minZ=-3x,+2x2

X]+2x2<11—Xj+4x2—10

2x,-x2<7

X]-3x2<1

xi,x2>0

【解】最优解X=(4,1);最优值Z=—10

3%j+8x2<12

(4)Xj+x2<2

<<3

x^x2>0

【解】最优解X=(3/2,1/4);授优值Z=7/4

minZ=x1+2x2

x{-x2>2

⑸>3【解】最优解X=(3,0);最优值Z=3

V

x2<6

xnx2>0

maxZ=兀]+2x2

x,-x2>2

⑹%!

>3

兀256

>0

x{+2x2>6

x1+x2<2

 

x2>0

【解】无可行解。

3.00

maxZ=2.5兀]+2x2

2xl4-x2<8

⑻0.5兀|<1.5

xl+2x2<10

x2>0

【解】最优解X=(2,4);最优值Z=13

8.00

a

7.20-

6.40

5.60-

4.80

4.00-

3.20

2.40-

1.60

0.80-

0.00

8.00

1000

OBJ-13.00

XI=2.00X2=4.00

 

 

习题三

3.1设勺=

1,投资/项目

0,不投资/项目

maxZ=30兀]+40x2+20x3+15无+30x5

5x(+4x2+5兀3+7兀4+8兀§-30兀]+7%+9无3+5x4+6兀5S25

8兀[+2x2+6x3+2x4+9x5<30

兀j=O或1,j=l,…,5最优解X=(l,l丄(),1),Z=ll()万元。

3.2设习为投资第J个点的状态,习=1或(),戶1,2,...,12

maxZ=400兀]+500x2+450x3+…+400x12

900^|+1200兀2+1000+…+850X|j+1OOOx^W9000

12

,工心

;=8

447712

为咕2,工®53,工咕1,工®S2,工咕3

j=lj=lj=5j=5j=8

x.=l^o,j=1,-,12

最优解:

xl=x5=xl2=0,其余xj=l,总收益Z=3870万元,实际完成投资额8920万元。

3.3设刁为装载第j件货物的状态,兀尸1表示装载第/件货物,习=0表示不装载第丿件货物,有

maxZ=5x,+8x2+4x3+6x4+7x5+3x6

6兀]+5兀2+3兀3+4兀4+7x5+2x6<20

3xl+7x2+4兀3+5x4+6x5+2x6<56<兀4-心<0

Xj+x2<1

x.=0或1

习题十

10.1某企业每月甲零件的生产量为800该零件月需求量为500件,每次准备成本50元,每件

月存储费为10元,缺货费8元,求最优牛产批量及生产周期。

【解】模型1。

D=500,P=800,H=10,A=50,B=8

最优订货批量约为173件,约11天订货一次。

10.2某产品月需要量为500件,若要订货,可以以每天50件的速率供应。

存储费为5元/(月•件),订货手续费为100元,求最优订货批量及订货周期。

【解】模型2。

D=500,P=30X50=1500,H=5,A=100

 

4等二鬻月)

最优订货批量约为173件,约11天订货一次。

10.3M公司预计年销售计算机2000台,每次订货费为500元,存储费为3270/(年•台),缺货费为1()()元/年•台。

试求:

(1)提前期为零时的最优订货批量及最大缺货量;

(2)提前期为10天时的订货点及最

【解】模型3。

D=2000,A=500,H=32,B=100,L=0.0274(年)

R=LD—S=0.0274X2000—69=55—69=—14(件)

⑴最优订货批最为287台,最人缺货最为69台;

(2)再订货点为一14台,最人存储最为218台。

10・4某化工厂每年需要甘油100吨,订货的固定成本为100元,甘油单价为7800%/吨,每吨年保管费为32元,求:

(1)最优订货批量;

(2)年订货次数;(3)总成木。

【解】模型4。

D=100,A=100,H=32,C=7800

n=D/Q=4(次)

f=Q2HAD+CD=^2x32x100x100+7800xl00=780800(元)

(1)最优订货批量为25件:

(2)年订货4次:

(3)总成本为780800元。

10.51厂每月需要甲零件3000件,每件零件120元,月存储费率为1.5%,每批订货费为150元,求经济订货批量及订货周期。

【解】模型4。

D=3000,A=150,H=120X0.015=1.8,C=120

八2AD2x150x3000、

TL”(件)

f==0.24(月)

f=J2HAD+CD=72x1.8x150x3000+120x3000=361272.79(元)

则经济订货批量为707件,订货周期为024月o

10.15商店拟定在第二、三季度采购一批空调。

预计销伟量的概率见表10.16。

表10.16

需求量百台)

0

1

2

3

4

5

概率Pi

0.01

0」5

0.25

0.30

0.20

0.09

已知每销售100台空调可获利润1000元,如果当年未代:

完,就要转到下一年度销售,每一百台的存储费为450元,问商店应采购多少台空调最佳。

【解】P-C=1000,H=450,B=0,C~S=0,

Co=C-S+H=450,Cu=P-C+B=1000

3

工门=0.01+0」5+0.25+0.3=0.71

1=0

商店最佳订货最为300台。

10.16由于电脑不但价格变化快阳且更新快,某电脑商尽量缩短订货周期,计划10天订货一次。

某周期内每台电脑可获得进价15%的利润,如呆这期没有售完,则他只能按进价的90%出售并且可以售完。

到了下一期电脑商发现-种新产品上市了,价格上涨了10%,他的利润率只有10%,,如果没有伟完,则他可以按进价的95%出伟并且可以伟完。

假设市场需求量的概率不变。

问电脑商的订货量是否发生变化,为什么。

【解】

(1)设初期价格为C,CU=O.15C,Co=0.1C,则

c

SL==0.6

1c+c

flf

(2)设单价为C,Cu=O.1X1.1C,Co=0.05X1.1C,则

因为SL2>SL],所以应增加订货量。

习题计

11.1某地方书丿占希望订购最新出版的图书.根据以往经验,新书的销售量可能为50,100,150或200本.假定每本新书的订购价为4元,销售价为6元,剩书的处理价为每本2元.要求:

(1)建立损益矩阵:

(2)分别用悲观法、乐观法及等可能法决策该书店应订购的新书数字;(3)建立后悔矩阵,并用后悔值法决定书店应订购的新书数.(4)书店据以往统计资料新书销售量的规律见表11-13,分别用期望值法和后悔值法决定订购数量;(5)如某市场调査部门能帮助书店调查销售量的确切数字,该书店愿意付出多大的调查费用。

表11—13

需求数

50

100

150

200

比例(%)

20

40

30

10

【解】

(1)损益矩阵如表11.1-1所示。

表11.1-1

销售

Ei

e2

E3

e4

订购

50

100

150

200

Si

50

100

100

100

100

s2

100

0

200

200

200

S3

150

-100

100

300

300

S4

200

-200

0

200

400

(2)悲观法:

Si乐观法:

S4等可能法:

S2或S3。

(3)后悔矩阵如表11」一2所示。

表11.1—2

e2

Es

E4

绘人后悔值

Si

0

100

200

300

300

S2

10()

0

100

200

200

S3

200

100

0

100

200

S4

300

200

100

0

300

按后悔值法决策为:

S2或5

(4)按期望值法和后悔值法决策,书店订购新书的数量都是100本。

(5)如帖店能知道确切销售数字,则可能获取的利润为工兀〃(兀),卩店没有调查费用时的利润

i

为:

50x0.2+100x0.4+150x0.3+200x0.1=115元,则书店愿意付出的最大的调査费用为

工兀汐(兀)一115

11・2某非确定型决策问题的决策矩阵如表11-14所示:

表11-14

Ei

e2

e3

e4

S|

4

16

8

1

S2

4

5

12

14

S3

15

19

14

13

S4

2

17

8

17

(1)若乐观系数a=0.4,矩阵中的数字是利润,请用非确定型决策的各种决策准则分別确定出相应的最优方案.

(2)若表11-14中的数字为成本,问对应于上述决策准则所选择的方案有何变化?

【解】

(1)悲观主义准则:

S3:

乐观主义准则:

S3;Lapalace准则:

S3:

Savage则:

S,;折衷主义准则:

S3。

(2)悲观主义准则:

S2;乐观主义准则:

S3;Lapalace准则:

S);Savage准则:

S|;折衷主义准则:

Si或S2。

习题十二

12.1求解卜•列矩阵对策,其中赢得矩阵A分别为

7

5

9

10

6

■5

6

9

_6

3

2

6

4

1

-3

2

(1)

-2

3

-5

(2)

7

4

5

,(3)

3

2

-1

4

-5

_4

8

10_

-2

0

6

2

3

4

6

7

5

5

7

8

6

【解】

(1)冇鞍点。

最优解0,03),Vg=5⑵有鞍点。

最优解G,0J,Vg=2

(3)有鞍点。

最优解0,02)及(mVg=5

12.7某空调生产厂家要决定夏季空调产量问题.已知在止常的夏季气温条件下该空调口J卖出12万台,在较热与降雨量较大的条件F市场需求为15万台和10万台.假定该空调价格虽天气程度有所变化,在雨量较大、正常、较热的气候条件下空调价格分别为1300元、1400元和1500%,己知每台空调成本为1100元.如果夏季没有售完每台空调损失300元。

在没有关于气温准确预报的条件下,生产多少空调能使该厂家收益最大?

【解】将生产厂家看作是局中人1,策略有生产10、12和15万台3种,夏季气候看作局中人2,策略是需要量为10、12和15万台3种。

在雨量较大、正常、较热的气候条件下每台空调利润分别是200、300和400元。

3种策略与3种气候状态对应的利润表如下。

10

12

15

10

2000

3000

4000

12

1400

3600

4800

15

500

2700

6000

有鞍点,应生产1()力•台。

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