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

519_8_E92_2015_Efromeeva_E_V__Efromeev_N_M_Metody_issledovania_operatsiy_v_mashinostroenii_primery_zadachi_2-e_izdanie

.pdf
Скачиваний:
177
Добавлен:
10.01.2021
Размер:
40.53 Mб
Скачать

9.5. Задачи для самостоятельного решения

Решить задачу целочисленного программирования методом ветвей и границ. Решить задачу целочисленного программирования методом отсечений. Сделать проверку графическим методом.

1.

3.

!

"

! + " ≤ 5,

2.

!

 

"

2 ! + "

13,41,

 

$10 ! + 6 " ≤ 45,

 

6 ! + 9 "

 

 

 

 

 

 

!,

!,"

≥ 0,

 

 

 

 

!,

!,"

≥ 0,

 

 

"

целые.

 

 

 

 

" − целые.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

"

! + 3 " ≤ 6,

4.

!

 

"

 

! + 14

" ≤ 78,

 

 

 

 

 

−3

 

7

! +

" ≤ 35,

 

 

5

! − 6

" ≤ 26,

 

!,

!,"

≥ 0,

 

 

 

 

 

!

+ 4

"

≥ 25,

 

 

"

− целые.

 

 

 

 

!,

!,"

≥ 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" − целые.

5. !

 

"

! + 6

<

< ≤ 8,

 

 

−3

" + 7

 

6

! − 3

" + 7

< ≤ 8,

 

 

!," ≥ 0,

 

 

 

 

!, "

− целые.

171

Ответы.

2.2. а) пока нет,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) да,

 

 

в) неизвестно,

г) нет – важно само путешествие, а не его цель,

д) да.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1− 2)2

+ (0 − 3)2

 

 

 

 

 

 

 

(1−8)2

+ (1− 0)2

 

 

2.3. a) да,

 

 

10 >3,

б) нет,

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

= 50 >7,

 

 

(−2 − 4)2

+ (1− 0)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) да,

 

37 <7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 2 " ≤ 6,

 

 

 

 

 

 

2.4. (8,0) и (4,0) в обоих случаях.

 

 

 

 

 

 

2.5. 3

! + 2

"

$% , •

2

! +

 

 

" ≤ 8,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!,

"

≤ 2,

 

 

 

 

 

 

2.6. 1-г, 2-а, 3-в, 4-б.

 

 

" ≥ 0.

2.7. а) да, б) нет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.8.1) целевая функция

0,14-. + 0,13-2 + 0,12-6 + 0,125-8 + 0,1-9 → max; 2) ограничения:

 

 

 

 

 

 

 

 

-.+-2+-6+-8+-9 ≤ 12,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-8+-9 ≥ 0,4 ∙ 12,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-.+-2+-6 ≥ 0,5 ∙ 12,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1-. + 0,07-2 + 0,03-6+0,05-8+0,02-9

≤ 0,04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-.+-2 + -6 + -8+-9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-? ≥ 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.13. На игру отводится 4 часа, на учебу − 6 часов,K = 14.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1. •••

=

 

 

 

 

 

!#" ; $#"%.

 

 

3.2. •••

= '& + 3, • = (!'& ; '#% , !')* ;

 

#$%-.

 

 

••••

= 18,•

= (3;2) − е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•.

 

 

 

 

 

3.3.

 

 

 

 

 

 

10, •

 

=

 

 

сли рассматриваются целочисленные

 

 

 

 

 

 

3.4.

 

 

= 6,• = (0;3).

 

= −22, • = (4;1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•••

 

 

 

 

 

 

 

 

•9:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5. нет оптимального решения (Несовместные условия).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.6.

 

 

= 6, • = (0; 3). •

 

= $&

, • = !#

;

)%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•••

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•9:

>

 

 

>

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.7.

 

= 45; • = (10;3).

 

 

 

 

 

 

 

3.8. нет оптимального решения

 

•9:

= 4, • = (2;0), •

= (1;2).

 

 

 

 

3.10.

 

= 25000,• = (60;5).

3.9.

 

 

 

 

 

 

 

•9:

 

 

 

 

 

 

$

 

 

'

 

 

 

 

= −8,29,•

•••

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.11.

 

 

= -8,77,

= (3,46;1,85). •

=

(2,86; 2,57).

 

 

 

 

 

 

 

•9:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•••

 

 

 

 

 

 

 

= −11,• = (1; 4).

 

 

 

 

 

3.12. целевая функция не ограничена снизу. ••••

 

)

 

 

3.13.

 

 

 

 

= (0;3,33). •

= 12, •

•••

= −

 

! = (0

 

 

 

 

 

 

= 6,67,

=

(0; 6).

16,

 

 

 

; −4 .

 

 

3.14.

 

 

•••

= 9, •

= (6; 5).

 

 

•••

 

3.15.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•9:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.16.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300,

 

600

 

 

 

1500,

 

 

 

600

 

 

 

600,9

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

3.17.

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.18. a) $ =

 

 

 

% =

; б)

$ =

 

 

% =

 

 

 

 

; в)

 

$ =

 

 

 

 

 

% =

 

 

 

 

 

 

& != 1, !' =!8, ••*+ =

67 ден. ед.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.19.

 

 

 

!

 

 

 

 

 

3.20. !$!= !%

=

 

,!!:

 

= 6 . .

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

172

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

9

3.21. а) !" = 135000, $ = (250; 150); б) !" = 120000, $ = (0; 300).

3.22. а) 5 скорых, 7 пассажирских;

 

 

б) 6 скорых, 6 пассажирских.

4.1. &

!"

= 60,

 

$

 

= (5;1; 0; 0;10),

 

$

= (6;4; 8; 0; 0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

-/ = 4, $ = (1;0; 1;0; 3).

4.2. &

!" = −53, $

= (3;7; 3;0; 0).

 

 

4.3. &

4.4. &

!"

= 32,

 

$

 

= (5;1; 0; 0;5),

$

= (2; 2;7; 0; 0).

 

 

 

 

 

 

 

 

4.5. &

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

!" = 14, $ = (4; 1;8; 0; 0).

→ ∞.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.6. &

5.1. решение не ограничено (нет разрешающей строки).

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2. & = −9, $ = (3;0).

 

 

 

 

 

5.3. & = 36, $ = (9; 6;0; 7).

5.4. & = 77>, $ =

 

@0;2>; 11BC.

 

 

 

 

5.5. & = 16, $ = (6; 0;1).

5.9.

 

 

 

 

 

 

?

 

 

 

 

=

(0

 

 

A

 

?

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

=

(1 ) "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.6.

&

 

-/ = −21>>, $ =

@0;1>B;3

 

C,

 

&

!" = −5, $

= @>;0; 0C.

 

0

 

 

 

••

 

 

 

1, •

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

AB

AB

 

 

 

 

 

 

 

1,

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•••

 

 

 

 

 

 

 

!3; $.

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21,

 

 

5.7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.8.

 

•• =

 

 

 

 

 

 

 

; .

 

не хватает БП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

#

•%&

 

 

 

 

 

 

 

 

= (0; 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

= −2, •

 

 

 

 

 

 

•%&

= −11, • = (1,4, 0).

5.13.

 

 

= −14, • = (2,0, 4).

 

 

 

 

5.14.

→ −∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•%&

= −26, • = (6,4, 0).

 

 

 

 

5.16.

 

= 4, • = (0; 2;0).

5.15.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•%&

 

 

 

-/

 

 

 

 

 

 

 

= !#

 

 

7$.

 

 

 

 

 

 

 

•••

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.17.

 

 

=

 

 

, •

 

,

 

 

 

 

 

5.18. (a,b,c)

• = 869;

<; 0>

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•%&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

5

 

 

 

 

 

5.18.b. •••

= 7:<.

 

: :

 

 

5.18.а. •••

= 14:<.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.18.c.

 

 

= 21@.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.19. нет допустимого решения.

 

 

 

 

 

•%&

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 4, •

 

= (0, 2, 0).

 

 

 

 

 

 

 

= 6, •

= (0, 0, 2).

5.20. •••

 

 

 

 

 

 

5.21. •••

 

5.24.••• = 10, • = (2,0, 3, 0).

5.25.•%& = 26,• = (1 − A)•- + A•#, 0 ≤ A ≤ 1, •- = (1,3, 0, 0),•# = (3, 0, 0, 5).

5.26.••• = 17, • = (1 − A)•- + A•#, 0 ≤ A ≤ 1, •- = (0,9, 0, 4),•# = (0, 7, 2, 0).

5.27.•%& = −6, • = (0, 2, 0, 4). 5.28. Система ограничений несовместна.

•%& = 27, • = (1,13, 0, 0). 5.30. • → −∞

• → ∞5.22. • → ∞5.29.5.31. Система ограничений несовместна. 5.32.

5.33.

= 2, • = (1 − A)• + A•

,

0 ≤ A ≤ 1, • = (2,0, 0),

= !5 , 0, -$.

•%&

 

-

#

 

5.35.

-

#

 

5.34.

= 11, • = (3,3, 2, 0, 0).

 

 

= −74, • = (0,28,"16).F

•••

 

 

 

 

•%&

= 5 , • = !0, 0,

5$.

5.36. Система ограничений несовместна.

5.37.

5.38.

= 7, • = (1, 0, 2).

 

 

•%&

#

 

#

 

 

5.39.

= 4, • = (11,6, 0).

•••

= −2H, • = 80,2H>.

 

 

•%&

 

 

 

5.40.

 

 

 

 

 

 

•%&

9

9

 

 

 

 

 

 

6.7.•%& = 14, • = (1,2, 0); I = (2,0, 4).

6.8.•%& = 3, • = (2,1, 0); I = (0, 1, 0).

6.9.•%& = 3, • = (0,0, 3); I = !-# , 0,0$.

6.10.Задача не имеет решения; J••• → ∞.

173

6.11.!" = 11, $ = %&' , (' , 0) ; + = (1, 4, 0).

6.12.!" = &'23 , $ = %0, (53 , &63 ) ; + = %&3 , 0, &'3 ).

6.13.!" = 8, $& = (1, 0, 4), $' = (0,1, 5); + = (5, 0, 1).

6.14.!" = 18, $ = %&' , (' , 0) ; + = (3, 4, 0).

6.15.Задача не имеет решения; : <> → ∞.

6.16.Задача не имеет решения; : <> → ∞.

6.17.<> = −22, $ = (0, 2, 1, 0, 0); + = (−2, −5).

6.18.<> = '3' , $ = %C' , 0, 0, 1) ; + = %− (' , C').

6.19.<> = 9, $ = (0,0, 1, 1, 0); + = (2,1).

6.20.!" = 1, $ = %0, 0, &' , (') ; + = (3, 1).

6.21.!" = 46, $ = (1,0, 0, 4); + = (2, 4).

6.22.!" = 9, $ = (0, 0, 1, 0); +& = (9,0),+' = (3, 2).

6.23.!" = 22, $ = %0, 2( , &(( ). 6.24. Система ограничений несовместна.

!" = 60, $ = (1 − F)$& + F$', 0 ≤ F ≤ 1, $& = (0,0, 5), $' = (4, 0, 0).

!" = 10, $ = (0,5,0). 6.27. !" = 12, $ = (0,4,0).

6.28. а) нет, поскольку точка Е соответствует допустимому решению — в двойственном симплекс-методе промежуточные решения должны быть недопустимыми, пока не будет достигнуто оптимальное решение.

7.8.

!" = 441.

7.9.

!" = 120.

7.10.

!" = 125.

7.11.

!"

= 375.

7.12.

!"

= 38.

7.13.

!" = 225.

7.14.

!"

= 120.

7.15.

!"

= 2100.

7.16.

!" = 2800.

7.17.

!"

= 720.

7.18.

!"

= 95.

7.19.

!" = 95.

7.20.

!"

= 7800.

7.21.

!"

= 510.

7.22.

!" = 340.

7.23. J($)

!" = 8.

7.24. J($)

!" = 6.

 

 

8.1. а) : = 17;

б) : = 14.

8.2. : = 16.

 

8.3. : = 19.

8.4. : = 21.

8.5. : = 190.

 

8.6. : = 169.

8.7. : = 194.

8.8. : = 205.

 

8.9. : = 169.

8.10. : = 200.

8.11. : = 180.

 

8.12. : = 201

8.13. : = 193.

8.14. : = 185.

г) : = 50.

8.15. а) : = 22;

б) : = 23;

в) : = 29;

8.16. 1 − 5, 2 − 4, 3

− 1, 4 − 2, 5 − 3.

 

9.1.

<> = 23, $ =

(3,2).

9.2.

<> = 37, $ = (6,1).

9.3.

<> = 58, $ =

(4,3).

9.4.

!" = 52, $ = (2,6).

9.5.

<> = 13, $ = (0,0, 1).

 

 

 

 

 

174

 

Библиографический список

1.Балашевич В.А. Основы математического программирования: учебное пособие для инженерно-экономических и экономических специальностей/ В.А. Балашевич. – Мн.: ВШ, 1985. – 173 с.

2.Вентцель Е.С. Исследование операций/ Е.С. Вентцель. – М.: Советское радио, 1972. – 552 с.

3.Габасов Р.Н., Кириллова Ф.М. Методы оптимизации: учебник/ Р.Н. Габасов, Ф.М. Кириллова. – Мн: Изд-во БГУ, 1975. – 280 с.

4.Гладких Б.А. Методы оптимизации и исследование операций для бакалавров информатики. Ч. I. Введение в исследование операций. Линейное программирование: Учебное пособие/ Б.А. Гладких. - Томск: Изд-во НТЛ, 2009. – 200 с.

5.Ефромеева Е.В. Методы исследований операций в машиностроении: примеры, задачи: учебное пособие/ Е.В. Ефромеева. - М.: ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2010. – 142 с.

6.Ефромеева Е.В. Задачи линейного программирования: Методические указания к практическим занятиям/ Е.В. Ефромеева. – М.: ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2009. – 50 с.

7.Ефромеева Е.В. Основы исследований операций в машиностроении: учебное пособие/ Е.В. Ефромеева. – М.: ГОУ ВПО МГТУ «Станкин»,

2009. – 104 с.

8. Ковалев М. Я . Исследование операций: курс лекций/ М.Я. Ковалев. – Мн.: БГУ, 2004. 46 с.

9.Кузнецов Ю.Н., Кузубов В.И., Волощенко А.Б. Математическое

программирование: учебник/ Ю.Н. Кузнецов, В.И. Кузубов, А.Б. Волощенко. – М.: Высш. шк., 1980. – 300 с.

10.Сборник задач по высшей математики для экономистов: Учебное пособие/ Под ред. В.И. Ермакова. – М.: ИНФРА-М, 2003. – 575 с.

11.Таха, Хемди А. Введение в исследование операций. – 7-е изд. – М.: Вильямс, 2005. – 912 с.

12. Шикин Е. В., Шикина Г. Е. Исследование операций: учебник/

Е. В. Шикин, Г.Е. Шикина. – М.: ТК Велби, Проспект, 2006. – 280 с.

13.Юдин Д.Б., Гольштейн Е.Г. Задачи и методы линейного программирования: учебник/ Д.Б. Юдин, Е.Г. Гольштейн. – М.: Наука, 1969. – 736 с.

175