3.1用图解法解下列线性规划问题:
解:以上各题的可行域均为多边形界定的平面区域,对极小化问题沿负梯度方向移动目标函数的等值线,对极大化问题沿梯度方向移动目标函数的等值线,即可达到最优解,当最优解存在时,下面只给出答案。
最优解最优值.
最优解最优值
实际上,本题最优解并不惟一,连结与的线段上的点均为最优解.
可行域是空集,不存在极小点.
最优解最优值
3.2下列问题都存在最优解,试通过求基本可行解来确定各问题的最优解:
解(1)约束系数矩阵和约束右端向量分别为
目标系数向量
相应的基本可行解及目标函数值分别为
相应的基本可行解及目标函数值分别为
基本可行解及相应的目标函数值分别为
相应的基本可行解及目标函数值分别为
综上,得最优解
约束系数矩阵和约束右端向量分别为
目标系数向量
相应的基本可行解及目标函数值分别为
相应的基本可行解及目标函数值分别为
相应的基本可行解及相应的目标函数值分别为
相应的基本可行解及目标函数值分别为
综上,得最优解
引进松弛变量化为标准形式:
记作
得到相应的基本可行解及目标函数值分别为
得到相应的基本可行解及目标函数值分别为
得到相应的基本可行解及目标函数值分别为
得到相应的基本可行解及目标函数值分别为
得到相应的基本可行解及目标函数值分别为
得到相应的基本可行解及目标函数值分别为
综上,得最优解
3.3设是的一个解,其中是矩阵,的秩为.证明是基本解的充要条件为的非零分量,对应的列线性无关。
证先证必要性.设
是基本解,记,则非零向量对应的列.由于线性无关,因此线性无关.
再证充分性.设的非零分量对应的列线性无关.由于A的秩为,因此可扩充成一组基记
于是可记作:,即是基本解.
3.4已知LP问题如下:
讨论的值如何变化,该LP可行域的每个极点依次使目标函数达到最优?
解:分析:目标函数等值线方程取不同得到不同的等值线。等值线和法向量目标函数的梯度,指向目标函数增大的方向。沿方向移动的等值线,目标函数增大,沿方向移动的等值线,目标函数减少。
1.当(第一象限)
最优解 E点
最优解 DE边界
最优解 D点
最优解 CD边界
最优解 C点
当时(第二象限)
同理,根据法向量方向,最优解B点。
当时(第三象限)
最优解A点
当时(第四象限)
最优解E点