《管理运筹学》第四版课后习题标准答案.docx

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《管理运筹学》第四版课后习题标准答案

《管理运筹学》第四版课后习题答案

 

 

————————————————————————————————作者:

————————————————————————————————日期:

 

 

《管理运筹学》第四版课后习题解析(上

 

第2章线性规划的图解法

1.解:

(1)可行域为OABC。

(2)等值线为图中虚线部分。

(3)由图2-1可知,最优解为B点,最优解x=12,x=15

1727

图2-1

;最优目标函数值69。

7

2.解:

⎨=0.6

(1)如图2-2所示,由图解法可知有唯一解⎧x1=0.2,函数值为3.6。

⎩x2

图2-2

(2)无可行解。

(3)无界解。

(4)无可行解。

 

(5)无穷多解。

⎧x=

(6)有唯一解⎪1

20

3,函数值为92。

83

x=

⎪⎩23

 

3.解:

(1)标准形式

maxf=3x1+2x2+0s1+0s2+0s3

9x1+2x2+s1=30

3x1+2x2+s2=13

2x1+2x2+s3=9

x1,x2,s1,s2,s3≥0

(2)标准形式

minf=4x1+6x2+0s1+0s2

3x1-x2-s1=6x1+2x2+s2=107x1-6x2=4

x1,x2,s1,s2≥0

(3)标准形式

minf=x1'-2x2'+2x2'+0s1+0s2

-3x1+5x2'-5x2'+s1=702x1'-5x2'+5x2'=50

3x1'+2x2'-2x2'-s2=30

x1',x2',x2',s1,s2≥0

 

4.解:

标准形式

maxz=10x1+5x2+0s1+0s2

3x1+4x2+s1=9

5x1+2x2+s2=8

x1,x2,s1,s2≥0

 

松弛变量(0,0)

最优解为

x1=1,x2=3/2。

 

5.解:

标准形式

minf=11x1+8x2+0s1+0s2+0s3

10x1+2x2-s1=20

3x1+3x2-s2=18

4x1+9x2-s3=36

x1,x2,s1,s2,s3≥0

剩余变量(0,0,13)

最优解为x1=1,x2=5。

 

6.解:

(1)最优解为x1=3,x2=7。

(2)1

(3)2

(4)x1=6。

x2=4。

(5)最优解为x1=8,x2=0。

(6)不变化。

因为当斜率-1≤-c1

c2

 

-1,最优解不变,变化后斜率为1,所以最优解3

不变。

 

7.解:

设x,y分别为甲、乙两种柜的日产量,目标函数z=200x+240y,线性约束条件:

 

⎧6x+12y≤120

⎪8x+4y≤64

⎨即

⎪x≥0

⎪⎩y≥0

⎧x+2y≤20

⎪2x+y≤16

⎪x≥0

⎪⎩y≥0

 

作出可行域.

⎧x+2y=20

⎩2x+y=16

得Q(4,8)

z最大=200⨯4+240⨯8=2720

 

答:

该公司安排甲、乙两种柜的日产量分别为4台和8台,可获最大利润2720元.

 

8.解:

设需截第一种钢板x张,第二种钢板y张,所用钢板面积zm2.目标函数z=x+2y,线性约束条件:

⎧x+y≥12

⎪2x+y≥15

⎨x+3y≥27

⎪x≥0

⎪⎩y≥0

 

⎧x+3y=27

作出可行域,并做一组一组平行直线x+2y=t.解⎨

⎩x+y=12

得E(9/2,15/2)

 

.但E不是可行域内的整点,在可行域的整点中,点(4,8)使z取得最小值。

答:

应截第一种钢板4张,第二种钢板8张,能得所需三种规格的钢板,且使所用钢

板的面积最小.

 

9.解:

设用甲种规格原料x张,乙种规格原料y张,所用原料的总面积是zm2,目标函数z=

⎧x+2y≥2

3x+2y,线性约束条件2x+y≥3

⎪x≥0

⎪⎩y≥0

作出可行域.作一组平等直线3x+2y=t.解

⎧x+2y=2

⎩2x+y=3

得C(4/3,1/3)

 

 

C不是整点,C不是最优解.在可行域内的整点中,点B(1,1)使z取得最小值.

z最小=3×1+2×1=5,

 

答:

用甲种规格的原料1张,乙种原料的原料1张,可使所用原料的总面积最小为5m2.

10.解:

设租用大卡车x辆,农用车y辆,最低运费为z元.目标函数为z=960x+360y.

⎧0≤x≤10

⎨0

线性约束条件是⎪

≤y≤20

作出可行域,并作直线960x+360y=0.

⎩8x+2.5y≥100

即8x+3y=0,向上平移

 

⎧x=10

由⎨

⎩8x+2.5y=100

得最佳点为(8,10)

 

作直线960x+360y=0.

即8x+3y=0,向上平移至过点B(10,8)时,z=960x+360y取到最小值.

z最小=960×10+360×8=12480

答:

大卡车租10辆,农用车租8辆时运费最低,最低运费为12480元.

 

11.解:

设圆桌和衣柜的生产件数分别为x、y,所获利润为z,则z=6x+10y.

⎧0.18x+0.09y≤72

⎧2x+y≤800

⎪0.08x+0.28y≤56即⎪2x+7y≤1400

作出可行域.平移6x+10y=0,如图

⎪x≥0

⎪⎩y≥0

⎪x≥0

⎪⎩y≥0

 

 

⎧2x+y=800

⎩2x+7y=1400

⎧x=350

得⎨

⎩y=100

即C(350,100).当直线6x+10y=0即3x+5y=0平移到

经过点C(350,100)时,z=6x+10y最大

 

12.解:

模型maxz=500x1+400x2

2x1≤300

3x2≤540

2x1+2x1≤440

1.2x1+1.5x2≤300

x1,x2≥0

(1)x1=150,x2=70,即目标函数最优值是103000。

(2)2,4有剩余,分别是330,15,均为松弛变量。

(3)50,0,200,0。

(4)在[0,500]变化,最优解不变;在400到正无穷变化,最优解不变。

(5)因为-c1=-450≤-1,所以原来的最优产品组合不变。

c2430

13.解:

(1)模型minf=8xA+3xB

 

50xA+100xB≤1200000

5xA+4xB≥60000

100xB≥300000

xA,xB≥0

基金A,B分别为4000元,10000元,回报额为62000元。

(2)模型变为maxz=5xA+4xB

50xA+100xB≤1200000

100xB≥300000

xA,xB≥0

推导出x1=18000,x2=3000,故基金A投资90万元,基金B投资30万元。

 

第3章线性规划问题的计算机求解

1.解:

⑴甲、乙两种柜的日产量是分别是4和8,这时最大利润是2720

⑵每多生产一件乙柜,可以使总利润提高13.333元

⑶常数项的上下限是指常数项在指定的范围内变化时,与其对应的约束条件的对偶价格不变。

比如油漆时间变为100,因为100在40和160之间,所以其对偶价格不变仍为13.333

⑷不变,因为还在120和480之间。

 

2.解:

⑴不是,因为上面得到的最优解不为整数解,而本题需要的是整数解⑵最优解为

(4,8)

3.解:

⑴农用车有12辆剩余

⑵大于300

⑶每增加一辆大卡车,总运费降低192元

 

4.解:

计算机得出的解不为整数解,平移取点得整数最优解为(10,8)

 

5.解:

圆桌和衣柜的生产件数分别是350和100件,这时最大利润是3100元

相差值为0代表,不需要对相应的目标系数进行改进就可以生产该产品。

最优解不变,因为C1允许增加量20-6=14;C2允许减少量为10-3=7,所有允许增加百分比和允许减少百分比之和(7.5-6)/14+(10-

9)/7〈100%,所以最优解不变。

 

6.解:

(1)x1=150,x2=70;目标函数最优值103000。

(2)1、3车间的加工工时数已使用完;2、4车间的加工工时数没用完;没用完的加

工工时数为2车间330小时,4车间15小时。

(3)50,0,200,0。

含义:

1车间每增加1工时,总利润增加50元;3车间每增加1工时,总利润增加200

元;2车间与4车间每增加一个工时,总利润不增加。

(4)3车间,因为增加的利润最大。

(5)在400到正无穷的范围内变化,最优产品的组合不变。

(6)不变,因为在[0,500]的范围内。

(7)所谓的上限和下限值指当约束条件的右边值在给定范围内变化时,约束条件

1的右边值在[200,440]变化,对偶价格仍为50(同理解释其他约束条件)。

(8)总利润增加了100×50=5000,最优产品组合不变。

(9)不能,因为对偶价格发生变化。

(10)不发生变化,因为允许增加的百分比与允许减少的百分比之和

25+50≤100%

100100

(11)不发生变化,因为允许增加的百分比与允许减少的百分比之和

50+60≤100%,其最大利润为103000+50×50−60×200=93500元。

140140

7.解:

(1)4000,10000,62000。

(2)约束条件1:

总投资额增加1个单位,风险系数则降低0.057;约束条件2:

年回报额增加1个单位,风险系数升高2.167;约束条件3:

基金B的投资额增加1个单位,风险系数不变。

量是0,表示投资回报额正好是60000;约束条件3的松弛变量为700000,表示投

资B基金的投资额为370000。

(4)当c2不变时,c1在3.75到正无穷的范围内变化,最优解不变;

当c1不变时,c2在负无穷到6.4的范围内变化,最优解不变。

(5)约束条件1的右边值在[780000,1500000]变化,对偶价格仍为0.057(其他同理)

(6)不能,因为允许减少的百分比与允许增加的百分比之和

4+2

>100%,理由

见百分之一百法则。

4.253.6

 

8.解:

(1)18000,3000,102000,153000。

(2)总投资额的松弛变量为0,表示投资额正好为1200000;基金B的投资额的剩余变量为0,表示投资B基金的投资额正好为300000;

(3)总投资额每增加1个单位,回报额增加0.1;基金B的投资额每增加1个单位,回报额下降0.06。

(4)c1不变时,c2在负无穷到10的范围内变化,其最优解不变;

c2不变时,c1在2到正无穷的范围内变化,其最优解不变。

(5)约束条件1的右边值在300000到正无穷的范围内变化,对偶价格仍为0.1;

约束条件2的右边值在0到1200000的范围内变化,对偶价格仍为-0.06。

(6)600000+300000=100%故对偶价格不变。

900000900000

 

9.解:

(1)x1=8.5,x2=1.5,x3=0,x4=0,最优目标函数18.5。

函数分别提高2和3.5。

(3)第3个,此时最优目标函数值为22。

(4)在负无穷到5.5的范围内变化,其最优解不变,但此时最优目标函数值变化。

(5)在0到正无穷的范围内变化,其最优解不变,但此时最优目标函数值变化。

 

10.解:

(1)约束条件2的右边值增加1个单位,目标函数值将增加3.622。

(2)x2目标函数系数提高到0.703,最优解中x2的取值可以大于零。

(3)根据百分之一百法则判定,因为允许减少的百分比与允许增加的百分比之和

1

14.583

+2≤100%,所以最优解不变。

(4)因为15+65

>100%,根据百分之一百法则,我们不能判定其对偶

30-9.189111.25-15

价格是否有变化。

 

第4章线性规划在工商管理中的应用

1.解:

为了用最少的原材料得到10台锅炉,需要混合使用14种下料方案。

设14种方案下料时得到的原材料根数分别为x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x1

1,x12,x13,x14,如表4-1所示。

表4-1各种下料方式

下料方式

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

2640mm

2

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1770mm

0

1

0

0

3

2

2

1

1

1

0

0

0

0

1650mm

0

0

1

0

0

1

0

2

1

0

3

2

1

0

1440mm

0

0

0

1

0

0

1

0

1

2

0

1

2

3

minf=x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8+x9+x10+x11+x12+x13+x14

s.t.2x1+x2+x3+x4≥80

x2+3x5+2x6+2x7+x8+x9+x10≥350

x3+x6+2x8+x9+3x11+2x12+x13≥420

x4+x7+x9+2x10+x12+2x13+3x14≥10

x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x12,x13,x14≥0

通过管理运筹学软件,我们可以求得此问题的解为:

x1=40,x2=0,x3=0,x4=0,x5=116.667,x6=0,x7=0,x8=0,x9=0,x10=0,x11=140,x12=0,x13=0,x14=3.333

最优值为300。

 

2.解:

(1)将上午11时至下午10时分成11个班次,设xi表示第i班次新上岗的临时工人数,建立如下模型。

minf=16(x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8+x9+x10+x11)s.t.x1+1≥9

x1+x2+1≥9x1+x2+x3+2≥9x1+x2+x3+x4+2≥3x2+x3+x4+x5+1≥3x3+x4+x5+x6+2≥3x4+x5+x6+x7+1≥6x5+x6+x7+x8+2≥12x6+x7+x8+x9+2≥12x7+x8+x9+x10+1≥7x8+x9+x10+x11+1≥7

x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11≥0

通过管理运筹学软件,我们可以求得此问题的解如下:

x1=8,x2=0,x3=1,x4=1,x5=0,x6=4,x7=0,x8=6,x9=0,x10=0,x11=0,最优值为320。

在满足对职工需求的条件下,在11时安排8个临时工,13时新安排1个临时工,14时新安排1个临时工,16时新安排4个临时工,18时新安排6个临时工可使临时工的总成本最小。

(2)这时付给临时工的工资总额为320,一共需要安排20个临时工的班次。

约束松弛/剩余变量对偶价格

------------------------------10−4

200

320

490

50−4

650

700

800

90−4

1000

1100

根据剩余变量的数字分析可知,可以让11时安排的8个人工做3小时,13时安排的

1个人工作3小时,可使得总成本更小。

(3)设xi表示第i班上班4小时临时工人数,yj表示第j班上班3小时临时工人数。

minf=16(x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8)+12(y1+y2+y3+y4+y5+y6+y7+y8+y9)s.t.x1+y1+1≥9

x1+x2+y1+y2+1≥9

x1+x2+x3+y1+y2+y3+2≥9

x1+x2+x3+x4+y2+y3+y4+2≥3

x2+x3+x4+x5+y3+y4+y5+1≥3

x3+x4+x5+x6+y4+y5+y6+2≥3x4+x5+x6+x7+y5+y6+y7+1≥6x5+x6+x7+x8+y6+y7+y8+2≥12x6+x7+x8+y7+y8+y9+2≥12x7+x8+y8+y9+1≥7

x8+y9+1≥7x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,y1,y2,y3,y4,y5,y6,y7,y8,y9≥0

用管理运筹学软件我们可以求得此问题的解如下:

x1=0,x2=0,x3=0,x4=0,x5=0,x6=0,x7=0,x8=6,y1=8,y2=0,y3=1,y4=0,y5=1,y6=0,y7=4,y8=0,y9=0。

最优值为264。

具体安排如下。

在11:

00-12:

00安排8个3小时的班,在13:

00-14:

00安排1个3小时的班,在

15:

00-16:

00安排1个3小时的班,在17:

00-18:

00安排4个3小时的班,在18:

00

-19:

00安排6个4小时的班。

总成本最小为264元,能比第一问节省320−264=56元。

 

3.解:

设xij,xij’分别为该工厂第i种产品的第j个月在正常时间和加班时间内的生产量;yij为i种产品在第j月的销售量,wij为第i种产品第j月末的库存量,根据题意,可以建立如下模型:

5656

∑∑iijiijiij

∑∑iij

maxz=

i=1

j=1

[Sy

Cx

-C'x']-

i=1

Hw

j=1

5

⎪∑aixij≤rj(j=1,L

⎪i=1

⎪5

6)⎫

⎪∑iijj⎪

⎪i=1

ax'

≤r'

(j=1,L

6)

s.t.⎨y

≤d(i=1,L

5;j=1,L

6)⎬

ijij

⎪w=w

+x+x'

y(i=1,L

5;j=1,L

6,其中,w,=0

w=k)⎪

iji,j-1

ijijiji0i6i

x≥0,x'

≥0,y

≥0(i=1,L

5;j=1,L

6)

⎪ijijij⎪

⎪⎪

⎩wij≥0(i=1,L

5;j=1,L

6)⎭

4.解:

 

(1)设生产A、B、C三种产品的数量分别为x1,x2,x3,则可建立下面的数学模型。

maxz=10x1+12x2+14x3

s.t.x1+1.5x2+4x3≤2000

2x1+1.2x2+x3≤1000

x1≤200

x2≤250

x3≤100

x1,x2,x3≥0

用管理运筹学软件我们可以求得此问题的解如下:

x1=200,x2=250,x3=100,最优值为6400。

即在资源数量及市场容量允许的条件下,生产A200件,B250件,C100件,可使生产获利最多。

(2)A、B、C的市场容量的对偶价格分别为10元,12元,14元。

材料、台时的对偶价格均为0。

说明A的市场容量增加一件就可使总利润增加10元,B的市场容量增加一件就可使总利润增加12元,C的市场容量增加一件就可使总利润增加14元。

但增加一千克的材料或增加一个台时数都不能使总利润增加。

如果要开拓市场应当首先开拓C产品的市场,如果要增加资源,则应在0价位上增加材料数量和机器台时数。

 

5.解:

(1)设白天调查的有孩子的家庭的户数为x11,白天调查的无孩子的家庭的户数为x12,晚上调查的有孩子的家庭的户数为x21,晚上调查的无孩子的家庭的户数为x22,则可建立下面的数学模型。

minf=25x11+20x12+30x21+24x22s.t.x11+x12+x21+x22≥2000

x11+x12=x21+x22x11+x21≥700x12+x22≥450

x11,x12,x21,x22≥0

用管理运筹学软件我们可以求得此问题的解如下。

x11=700,x12=300,x21=0,x22=1000,最优值为47500。

 

白天调查的有孩子的家庭的户数为700户,白天调查的无孩子的家庭的户数为30

0户,晚上调查的有孩子的家庭的户数为0,晚上调查的无孩子的家庭的户数为10

00户,可使总调查费用最小。

(2)白天调查的有孩子的家庭的费用在20~26元之间,总调查方案不会变化;白天调查的无孩子的家庭的费用在19~25元之间,总调查方案不会变化;晚上调查的有孩子的家庭的费用在29到正无穷之间,总调查方案不会变化;晚上调查的无孩子的家庭的费用在-20~25元之间,总调查方案不会变化。

(3)发调查的总户数在1400到正无穷之间,对偶价格不会变化;有孩子家庭的最少调查数在0到1000之间,对偶价格不会变化;无孩子家庭的最少调查数在负无穷到1300之间,对偶价格不会变化。

管理运筹学软件求解结果如下:

 

6.解:

 

设空调机、洗衣机的月供应量分别是x,y台,总利润是P,则P=6x+8y,可建立约束

条件如下:

30x+20y≤300;

5x+10y≤110;

x≥0

y≥0

x,y均为整数。

使用管理运筹学软件可求得,x=4,y=9,最大利润值为9600;

 

7.解:

1、该问题的决策目标是公司总的利润最大化,总利润为:

0.5x1+0.2x2+0.25x3

决策的限制条件:

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