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

MоP

.pdf
Скачиваний:
375
Добавлен:
03.05.2015
Размер:
1.98 Mб
Скачать

Тема3. Формызадачлинейногопрограммирования

51

______________________________________________________________________________________________

Если какая-то переменная хt может принимать любые значения, то её заменяют разностью двух неотрицательных переменных xt′ и xt′′, то есть полагают, что хt = xt′ – xt′′, где xt′ ≥ 0 и xt′′ ≥ 0.

2. Преобразование ограничений. Если какое–либо из ограничений имеет вид неравенства, то оно преобразуется в уравнение прибавлением (неравенство имеет тип ) к его левой части некоторой дополнительной неотрицательной переменной или вычитанием (неравенство имеет тип ) такой переменной из его левой части. Эти переменные называют балансовыми. Балансовые переменные входят в целевую функцию с коэффициентами нуль. Номера балансовым переменным присваиваются последовательно после уже имеющихся. Если, например, система ограничений имеет 5 переменных, то первая балансовая переменная будет х6, а вторая – х7.

Пример. Неравенство2х1 –3х2 + х3 ≥4 преобразуетсявуравнение2х1 – 3х2 + х3 – х4 = 4 вычитаниемизлевойчастибалансовойпеременнойх4, гдех4 ≥ 0. Неравенство7х1 + х2 – 5х3 +10х4 ≤ 6 преобразуетсявуравнение7х1 + х2 –5х3 +10х4 + х5 = 6 прибавлением

клевойчастибалансовойпеременнойх5, гдех5 ≥ 0.

3.Преобразование целевой функции. Если задана целевая функция на нахождение максимального значения, то вместо задачи z → max, будем рассматривать задачу z′ = -z → min. Очевидно, что max z = -min z′.

Пример. Преобразовать следующую задачу линейного программирования в каноническую форму

z = х1 – х2 – х3 + 5х4

max;

1 – х2 + 3х3 – х4

≥ 5,

х1 + х2 + 6х3 – 7х4

= 2,

х1 +3х2 –12х3 + х4

≤ 10,

х1 ≥0, х2 ≤0, х4 ≤0.

Решение.

Вводим новые переменные x2′=-х2, x4′=-х4, где x2′ ≥0 и x4′ ≥0. Заменяем переменные х2 и х4 соответственно на -x2 и -x4 в целевой функции и в ограничениях за-

52 Ходыкин В.Ф., Преображенский А.А. Сборник задач по математическому программированию

________________________________________________________________________________________________

дачи. Заменяем переменную х3, на которую не накладываются ограничения по зна-

ку, разностьюнеотрицательныхпеременныхx3иx3′′, тоестьх3 = x3′– x3′′.

Первое и третье ограничения преобразуем в уравнение, вводя балансовые переменные х5 ≥ 0 и х6 ≥ 0. Получаем следующую систему ограничений:

1

+ х2′ + 3(x3′ – x3′′) + х4′ – х5 = 5,

х1

– х2′ + 6(x3′ – x3′′) + 7х4

=

2,

х1

– 3х2′ –12(x3′ – x3′′) – х4

+ х6

10,

х1 ≥0, х2′ ≥0, х3′ ≥0, х3′′ ≥0, х4′ ≥0, х5 ≥0, х6 ≥0.

Исходную целевую функцию преобразуем в целевую функцию на нахождение минимального значения следующим образом:

z′= – z = – х1 – х2′ + (x3′ – x3′′) + 5х4min.

Все переменные в преобразованной задаче неотрицательные. Таким образом, мы получили задачу в канонической форме.

Для перехода от канонической формы к стандартной можно каждое из уравнений заменить системой неравенств:

 

 

 

 

 

 

 

a

x

+... + a

 

x

 

a

 

 

а х

+... + а

 

x

 

= a

 

 

i1

1

 

in

 

n

 

i

 

in

n

i

+... + a

x

a

 

i1 1

 

 

 

a

x

in

n

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i1

1

 

 

 

 

Другой способ состоит в приведении системы уравнений к специальному виду и дальнейшему исключению некоторых переменных.

Пример. Преобразовать в стандартную форму следующую задачу линейного программирования.

z = х1 + х2 – х3 – 3х4 max; х1 – х2 + 2х3 – х4 = 3, х1 – 2х2 + 3х3 – 5х4 = 7,

хj ≥ 0, j = 1,4 .

Решение.

Данное преобразование будем проводить с помощью метода ЖорданаГаусса, выделяя в каждом уравнении базисную переменную. Исходную систему линейных уравнений перед преобразованием удобно записать в виде матрицы или таблицы:

Тема3. Формызадачлинейногопрограммирования

53

______________________________________________________________________________________________

1 –1 2 -1

3

1 –1 2 –1 3

1 0

1 3 – 1

 

1 –2 3 -5

7

0 –1 1 –4 4

0 1 –1 4 – 4 .

 

Вернёмся к первоначальной форме записи.

 

 

 

х1 + х3 + 3х4 = – 1

х1 = – 1 – х3 – 3х4

(3.10)

х2 – х3 + 4х4 = – 4

х2 = – 4 + х3 – 4х4

 

Учитывая, что х1 ≥ 0, х2 ≥ 0 из (3.10) получаем:

 

 

– 1 – х3 – 3х4 ≥ 0

 

 

 

– х3 – 3х4 ≥ 1

 

– 4 + х3 – 4х4 ≥ 0

(3.11),

то есть:

 

х3 – 4х4 ≥ 4

(3.12)

Далее в целевую функцию z подставляем выражения х1 и х2 из (3.10), получаем

z = (-1 –х3 – 3х4) + (-4 +х3 – 4х4) –х3 –3х4 = -5 –х3 –10х4.

Таким образом, получаем следующую задачу линейного программирования в стандартной форме

z= – х3 – 10х4 – 5 max;

–х3 – 3х4 ≥ 1, х3 – 4х4 ≥ 4, х3≥0, х4≥0.

3.3.Задачи

1.Преобразовать следующие задачи линейного программирования в каноническую форму.

3.1.01.

 

3.1.02.

 

z =

3x1 + 3x2min;

z =

4x1 +

x2 - x3min;

3x1

- 4x2

≥ 7,

2x1

x2

+ 2x3 = 3,

3x1

-x2

≤ 0,

3x1

= 6,

- 4x2

= 5,

+ 2x2

- 3x3 ≥ 4,

2x1

- 4x2

≤ 7,

 

x2≤0, x3≥0.

 

x2≥0.

 

 

 

3.1.03.

 

3.1.04.

 

z =

2x1 -

x2min;

z = -4x1 - 3x2 + 4x3min;

 

-x2 ≤ 6,

-3x1 + 3x2

+ x3 ≤ 7,

x1

-4x2 ≥ 7,

4x1

- 3x2

+ 3x3 = 8,

 

= 5,

4x1

+ 2x2

+ 2x3 ≤ 8,

x1≥0, x2≤0.

 

x2≤0, x3≥0.

3.1.05.

 

3.1.06.

 

z =

-x1

- 3x3max;

z = -3x1

max;

4x1

+ 3x2

+ 3x3 = 6,

-2x1 + 3x2

+ 4x3 ≤ 5,

-4x1

- 2x2

+ 3x3 ≤ 8,

-3x1 - 2x2

≥ 3,

x1

 

+ 2x3 ≥ 8,

 

-x2

- 4x3 ≤ 7,

 

x2≥0, x3≤0.

 

x2≤0, x3≥0.

54 Ходыкин В.Ф., Преображенский А.А. Сборник задач по математическому программированию

________________________________________________________________________________________________

3.1.07.

 

 

 

 

3.1.08.

 

 

 

z = 4x1 - 4x2 + 2x3max;

z =

3x1

 

 

max;

-3x1

+ 2x2

+ x3 ≥ 8,

x1

+ 4x2

≥ 8,

-4x1

+

x2

+ 4x3 ≥ 0,

x1

+

x2

≥ 4,

x1

- 3x2

 

 

≤ 4,

4x1

-

x2

= 5,

 

 

x2≥0.

 

 

4x1

-

2x2

≥ 7,

 

 

 

 

 

 

x1≤0, x2≥0.

 

3.1.09.

 

 

 

 

3.1.10.

 

 

 

z = 4x1 + 4x2 + 4x3min;

z = 4x1 + 3x2 - 4x3min;

2x1

+ 2x2

+

4x3

= 6,

-x1

+

4x2

+

4x3 ≥ 0,

2x1

-3x2

+

x3

≥ 3,

3x1

-

x2

- x3 ≥ 8,

3x1

≤ 3,

3x1

+ 2x2

+

4x3 ≤ 7,

+ x2 + x3

= 5,

2x1

- 4x3 = 8,

 

 

x2≤0, x3≥0.

x1≥0, x2≤0.

 

3.1.11.

 

 

 

 

3.1.12.

 

 

 

z =

4x1 + 3x2

+ x3min;

z =

3x1 + 3x2min;

-3x1

- 3x2

+

3x3

= 3,

x1

-4x2 = 6,

4x1

+ 2x2

+

3x3

≤ 7,

 

 

≤ 7,

2x1

+ 2x2

= 5,

-4x1

+

x2

≤ 5,

-2x1

 

 

= 5,

x1

≥ 7,

 

 

 

 

x3≥0.

x1≥0, x2≤0.

 

3.1.13.

 

 

 

 

3.1.14.

 

 

 

z = -4x1

+

x2 + 2x3min;

z =

2x1 + 2x2min;

4x1

 

 

+

2x3

≥ 8,

4x1

+

4x2

= 0,

+

x2

x3

≤ 6,

2x2

= 4,

-4x1

+

4x3

≤ 6,

4x1

+

4x2

≥ 0,

x1≤0, x2≥0.

 

 

 

 

x2≤0.

3.1.15.

 

 

 

 

3.1.16.

 

 

 

z =

 

 

3x2min;

z =

2x1

4x2

 

max;

3x1

+ x2

≥ 3,

 

2x1

-

≤ 4,

-x1

= 0,

 

2x1

- 2x2

≤ 8,

4x1

 

 

= 7,

 

3x1

+

4x2

= 5,

x1≤0, x2≥0.

 

 

x1≥0, x2≤0.

 

3.1.17.

 

 

 

 

3.1.18.

 

 

 

z =

 

 

2x2 + 2x3min;

z =

+ 4x2

x2max;

4x1

- x2

+ 2x3 ≤ 4,

2x1

≥ 6,

-2x1

+ 3x3 ≥ 4,

-3x1

+ 2x2

≥ 6,

x1

+ 2x2

- 4x3 ≥ 6,

4x1

- x2

≤ 4,

x1≤0,

 

 

x3≥0.

 

 

4x2

= 5,

 

 

 

 

 

 

x1≥0, x2≤0.

 

3.1.19.

 

 

 

 

3.1.20.

 

 

 

z = 3x1 + 3x2 + 3x3max;

z =

+ x2

2x2max;

-4x1

+ 3x2

+ x3 = 4,

2x1

= 3,

3x1

 

2x2

+ 3x3 ≥ 6,

3x1

 

x2

≥ 2,

- x2

+ x3 = 5,

 

2x2

≥ 8,

x1

+ 3x2

- 2x3

= 5,

x1≥0.

= 7,

x1≥0,

 

 

x3≤0.

 

 

 

3.1.21.

 

 

 

 

3.1.22.

 

 

 

z =

-x1

 

 

+ 2x3max;

z =

3x1 - 2x2

max;

2x1

+ x2

- x3 = 5,

3x1

+ x2

+ 4x3 ≤ 5,

4x1

+

x2

+ 4x3 ≤ 0,

3x1

+ 2x2

+ 2x3 ≤ 0,

 

 

2x2

+ 4x3 ≥ 6,

2x1

+

x2

 

≥ 3,

x1≤0,

x2

+ 2x3 = 8,

x1≤0,

 

 

x3≥0.

 

 

x3≥0.

 

 

 

 

 

3.1.23.

 

 

 

 

3.1.24.

 

 

 

z =

3x1 + 2x2max;

z =

4x1

+

x2max;

x1

- 4x2

≥ 5,

 

3x1

 

 

≥ 7,

x1

+ 4x2

≤ 6,

 

-2x1

+ x2

≤ 3,

-3x1

+ 2x2

≤ 8,

 

-2x1

= 4,

 

 

4x2

= 7,

 

x1≤0, x2≥0.

 

 

 

x2≥0.

 

 

 

 

 

 

 

Тема3. Формызадачлинейногопрограммирования

55

______________________________________________________________________________________________

3.1.25.

 

 

 

 

3.1.26.

 

 

 

z =

-

x2

3x2 +

x3min;

z =

 

3x1 - 4x2max;

3x1

+

4x3

≤ 4,

-3x1

+

3x2

≤ 5,

2x1

+

x2

≤ 7,

 

2x1

+

2x2

≥ 2,

x1≤0, x2≥0.

4x3

≥ 8,

 

-x1

+

x2

= 0,

 

 

 

 

 

x2≥0.

 

3.1.27.

 

 

 

 

3.1.28.

 

 

 

z =

x1

+

x2min;

z =

x1

x1 + 4x2 - 2x3min;

-3x1

+

3x2

≥ 6,

 

 

+

2x2

-

3x3 ≤ 4,

 

-2x2

≥ 5,

 

 

3x1

+

2x2

-

2x3 = 8,

-x1

-4x2

≤ 5,

 

 

 

 

2x2

 

≤ 0,

+ 2x2

≤ 4,

 

 

x1≥0, x2≤0, x3≥0.

x1≤0, x2≥0.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1.29.

 

 

 

 

3.1.30.

 

 

 

z =

4x1

-

x2 + 3x3min;

z =

4x1

3x1

+

x2min;

2x1

+

3x2

-

4x3

≤ 8,

 

+

x2

≤ 5,

-x1

4x2

+

3x3

= 7,

 

2x1

-

3x2

≥ 7,

 

 

 

≥ 5,

 

x1

-

3x2

≤ 7,

 

-4x2

+ 3x3 ≥ 7,

 

x1≥0, x2≤0.

 

x1≥0, x2≤0, x3≥0.

 

 

 

 

 

 

3.1.31.

 

 

 

 

3.1.32.

 

 

 

z =

2x1 - 3x2min;

z =

2x1

4x1 + 3x2max;

-x1

 

2x2

≤ 4,

 

 

+

4x2

≥ 4,

+ 3x2

≥ 4,

 

-3x1

+ 4x2

≤ 4,

4x1

+

x2

= 6,

 

 

x1

+ 4x2

≥ 5,

-3x1

+

2x2

≤ 5,

 

 

3x1

 

 

≥ 8,

 

 

x2≤0.

 

 

 

x1≤0, x2≥0.

 

3.1.33.

 

 

 

 

3.1.34.

 

 

 

z = 3x1 + 4x2 - 2x3max;

z =

3x1

+ 3x2

+ 4x3min;

x1

- 2x2

+

4x3

≤ 3,

 

3x1

-

-x2

+

x3 ≤ 5,

3x1

+ 3x2

= 7,

 

x2

+

2x3 ≥ 4,

4x1

+ 3x2

+

3x3

≥ 4,

 

3x1

+

4x2

+

3x3 = 4,

x1≤0, x2≤0.

 

 

 

x1≥0, x2≤0.

 

3.1.35.

 

 

 

 

3.1.36.

 

 

 

z =

 

 

2x2 + 4x3max;

z =

 

2x1

- 2x2min;

-2x1

- 3x2

 

 

≤ 6,

-4x1

+

x2

= 5,

-3x1

+ 4x3 ≥ 6,

-2x1

≥ 8,

-x1

- 2x2

+

x3 ≥ 5,

 

2x1

- 4x2

= 0,

x1≤0,

 

 

x3≥0.

 

x1≥0.

 

 

 

3.1.37.

 

 

 

 

3.1.38.

 

 

 

z =

3x1 + 2x2

+ x3min;

z =

2x1

-x1

 

 

min;

x1

 

x2

+

2x3

≥ 7,

 

+ 3x2

≤ 4,

 

 

+

2x3

≤ 7,

-2x1

+ 2x2

≥ 5,

4x1

+ x2

+

3x3

= 7,

-4x1

≥ 4,

x1

+ 2x3 = 8,

 

3x1

- 3x2

= 4,

x1≤0,

 

 

x3≥0.

 

x1≥0.

 

 

 

3.1.39.

 

 

 

 

3.1.40.

 

 

 

z =

-

2x2 - 3x3max;

z =

x1 -

x2max;

2x1

x2

 

 

≤ 3,

-4x1

+ x2

= 0,

x1

- x2

+ 4x3 ≥ 6,

 

3x1

≤ 5,

x1

 

 

+ x3 ≤ 6,

 

2x1

 

 

≤ 8,

2x1

 

 

+ x3 ≤ 2,

 

x1≤0, x2≥0.

 

x1≥0, x2≤0, x3≤0.

 

 

 

 

 

 

3.1.41.

 

 

 

 

3.1.42.

 

 

 

z =

3x1

 

 

min;

z =

 

- x2

3x2 - 4x3min;

4x1

- x2

≥ 5,

 

-3x1

+ x3 = 4,

-x1

+ x2

≤ 1,

 

 

3x1

+ 4x2

+ 4x3 ≥ 8,

x1

- 3x2

≥ 5,

 

 

-x1

 

 

- x3 = 6,

x1≤0, x2≥0.

 

 

 

 

 

x2≤0, x3≥0.

56 Ходыкин В.Ф., Преображенский А.А. Сборник задач по математическому программированию

________________________________________________________________________________________________

3.1.43.

 

 

 

3.1.44.

 

 

 

 

z =

x1 + 2x2min;

z =

2x1

+

x2max;

2x1

-

4x2

≥ 5,

2x1

-

3x2

≤ 7,

 

2x1

 

2x2

≤ 7,

2x1

+

x2

= 3,

 

 

 

= 4,

-2x1

+

3x2

= 3,

 

2x1

 

 

= 7,

x1≥0.

 

 

 

 

x1≤0, x2≤0.

 

 

 

 

 

 

 

3.1.45.

 

 

 

3.1.46.

 

 

 

 

z =

 

-x2min;

z =

3x1

- 2x2

+

x3min;

-x1

+

3x2

≥ 2,

x1

-

x2

+ 2x3 ≥ 7,

2x1

≥ 6,

2x1

+

3x3

= 8,

x1≥0.

3x2

≤ 7,

-3x1

+

x2

-

x3 ≥ 5,

 

 

 

 

 

 

 

x3≥0.

3.1.47.

 

 

 

3.1.48.

 

 

 

 

z = -3x1

 

-

- 2x3min;

z =

+

4x2

2x2max;

-3x1

-

4x2

3x3 ≤ 0,

3x1

= 8,

 

3x1

+

x3 ≤ 7,

-2x1

+ 3x2

≥ 6,

 

-3x1

+ 3x2

- 2x3 ≤ 0,

-x1

≥ 6,

 

x1≤0, x2≥0, x3≥0.

-4x1

+ 2x2

≥ 8,

 

 

 

 

 

 

 

 

x2≥0.

 

 

3.1.49.

 

 

 

3.1.50.

 

 

 

 

z =

3x1

+

x2 - 4x3max;

z =

4x1

+

x2 + 4x3max;

-4x1

+ 4x2

 

= 6,

-x1

+ 3x2

- 3x3 = 7,

-4x1

+

x2

- 4x3 = 8,

3x1

 

-x2

- 3x3 = 0,

x1

-

3x2

-

4x3 ≥ 6,

- 3x2

+

 

≥ 0,

x1≤0,

 

 

x3≥0.

4x1

x3 ≤ 4,

 

 

 

 

 

x1≥0,

 

 

x3≤0.

3.1.51.

 

 

 

3.1.52.

 

 

 

 

z =

2x1

+

x2 + 2x3min;

z =

3x1

+ 4x2min;

2x1

+

2x2

+

2x3 ≤ 3,

4x1

- 3x2

≤ 5,

 

4x1

 

≤ 8,

x1

= 4,

 

2x1

+

4x2

 

= 8,

3x1

+ 4x2

≥ 4,

 

x1

- 3x2

- x3 ≤ 6,

-3x1

 

 

≤ 8,

 

x1≥0.

 

 

 

x1≥0, x2≤0.

 

 

3.1.53.

 

 

 

3.1.54.

 

 

 

 

z =

2x1

x2

-

min;

z =

3x1

+

x2

 

min;

3x1

+

2x3 = 6,

-3x1

 

 

- 4x3 ≤ 5,

2x1

- 3x2

- x3 ≤ 6,

3x1

 

x2 - 2x3 ≤ 2,

-4x1

+

3x2

+ 2x3 ≤ 6,

 

 

+ 3x3 ≤ 7,

-2x1

-

x2

+ x3 = 3,

x1≥0, x2≤0, x3≥0.

 

 

x2≥0, x3≤0.

 

 

 

 

 

 

3.1.55.

 

 

 

3.1.56.

 

 

 

 

z =

-

4x2

-x2min;

z =

 

 

4x2min;

x1

≤ 5,

3x1

-4x2

≥ 3,

 

4x1

-

2x2

≤ 4,

 

≥ 5,

 

x1

-

4x2

= 6,

3x1

 

x2

≥ 8,

 

2x2

≤ 8,

- 4x2

= 6,

 

x1≤0, x2≥0.

 

x1≥0, x2≤0.

 

 

3.1.57.

 

 

 

3.1.58.

 

 

 

 

z =

2x1

+ 4x2min;

z =

3x1

 

 

min;

-3x1

+ x2

≤ 0,

x1

+ 3x2

≤ 6,

 

x1

≥ 6,

-x1

+ 4x2

= 7,

 

2x1

 

 

= 6,

3x1

 

2x2

= 5,

 

x1≥0, x2≤0.

 

 

 

= 7,

 

 

 

 

 

 

x1≤0, x2≥0.

 

 

3.1.59.

 

 

 

3.1.60.

 

 

 

 

z =

3x1 - 4x2max;

z =

x1 + 4x2max;

3x1

- 2x2

≤ 7,

2x1

+ 4x2

≥ 8,

 

x1

+ 3x2

= 8,

3x1

+ x2

≤ 5,

 

-3x1

 

 

≥ 6,

-4x1

= 6,

 

x1≤0, x2≥0.

 

x1≤0, x2≥0.

 

 

Тема3. Формызадачлинейногопрограммирования

57

______________________________________________________________________________________________

3.1.61.

 

 

 

 

3.1.62.

 

 

 

z =

-

-3x2

max;

z = -2x1

 

2x3max;

2x1

4x2

-

4x3

= 6,

x1

+ 4x2

-4x3 ≥ 8,

x1

2x2

-

3x3

≤ 4,

+

x3 ≥ 5,

-

3x2

≤ 4,

4x1

-

2x2

 

≤ 7,

 

 

-x2

-

x3 ≤ 8,

x1≥0, x2≤0, x3≥0.

x1≤0, x2≤0, x3≥0.

 

 

 

 

 

3.1.63.

 

 

 

 

3.1.64.

 

 

 

z =

2x1

3x2

+

+ 3x3min;

z = 2x1 + 3x2 - 3x3max;

4x1

-

2x3

= 4,

2x1

+ 2x2

 

= 5,

-3x1

+ 3x2

-

x3 = 6,

x1

+ 4x3 ≤ 8,

x1

-

x2

+ 3x3 ≥ 7,

-x1

+ 2x2

+ 3x3 ≤ 7,

-3x1

 

 

-

3x3

≥ 0,

-3x1

 

= 3,

x1≤0, x2≥0, x3≥0.

x1≥0, x2≤0, x3≥0.

3.1.65.

 

 

 

 

3.1.66.

 

 

 

z = -3x1 + 3x2 - 2x3max;

z =

+ 3x2

4x2min;

4x1

-

x2

-

x3 ≤ 6,

2x1

≥ 4,

4x1

-

3x2

-

4x3

≥ 0,

x1

 

-3x2

≤ 5,

x2

 

 

≤ 5,

 

 

≤ 4,

x1≤0,

 

 

x3≥0.

x1≤0.

 

 

 

3.1.67.

 

 

 

 

3.1.68.

 

 

 

z =

2x1

 

 

+ 4x3min;

z =

 

 

 

2x3min;

3x1

- 2x2

+ 2x3 ≥ 4,

x1

- 2x2

+ x3 ≤ 5,

2x1

-

3x2

 

 

= 5,

-3x1

 

= 4,

-x1

- 3x2

+ 3x3 ≤ 5,

4x1

- x2

+ 3x3 ≤ 8,

x1≤0.

x2 + x3 = 2,

 

 

x2≥0, x3≤0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1.69.

 

 

 

 

3.1.70.

 

 

 

z = -2x1

- 2x2

3x3

min;

z =

 

 

+

3x3max;

2x1

-

2x2

+

= 4,

2x1

 

 

x3 = 8,

x1

- 3x2

-

x3 ≤ 5,

x1

 

2x2 + 3x3 ≥ 6,

-x1

- 2x2

+ 2x3 ≤ 6,

- 4x2

 

≥ 4,

4x1

 

 

≥ 0,

x1≥0, x2≤0, x3≥0.

x1≤0, x2≥0, x3≤0.

 

 

 

 

 

3.1.71.

 

 

 

 

3.1.72.

 

 

 

z =

+ 2x2

3x2max;

z =

 

-4x2max;

x1

≥ 3,

 

3x1

- x2

= 6,

3x1

 

4x2

= 4,

 

2x1

+ 4x2

= 5,

+ x2

≥ 0,

 

-2x1

 

x2

= 3,

x1≥0, x2≤0.

 

 

+ 3x2

≥ 4,

 

 

 

 

 

 

 

 

x2≥0.

 

3.1.73.

 

 

 

 

3.1.74.

 

 

 

z =

+ 4x2

2x2

max;

z = 4x1 + 3x2 + 3x3max;

3x1

-

x3

= 6,

3x1

+ 2x2

- 3x3 = 7,

3x1

+ x2

+

x3 ≥ 0,

3x1

+ 4x2

+ 3x3 ≥ 5,

x1

- 4x2

- 3x3 ≤ 6,

x1

- 2x3 ≥ 6,

x1≥0, x2≥0, x3≤0.

x1≥0, x2≤0.

 

3.1.75.

 

 

 

 

3.1.76.

 

 

 

z =

2x1 - 3x2

+ x3min;

z =

 

-2x2 - 2x3min;

3x1

+ 2x2

- 2x3

= 3,

-x1

 

-4x2

+ 2x3 ≥ 8,

2x1

 

 

 

 

≥ 4,

4x1

 

+ 3x3 ≥ 7,

-x1

+ 4x2

+ 2x3 ≤ 3,

+ x2

- 3x3 ≤ 6,

x1

+ 2x3 ≤ 7,

x1≥0, x2≥0, x3≤0.

x1≤0, x2≤0, x3≥0.

 

 

 

 

 

3.1.77.

 

 

 

 

3.1.78.

 

 

 

z =

2x1 + 3x2

 

min;

z =

4x1

 

+ 4x3max;

-4x1

 

4x2

+ 2x3

≥ 5,

4x1

+ 2x2

- 3x3 ≤ 4,

+ x2

 

 

≥ 6,

-4x1

- 3x2

+ 2x3 ≤ 7,

-2x1

- 4x3 = 6,

-4x1

+ 4x2

+ 4x3 ≤ 6,

x1≤0, x2≥0, x3≤0.

x1≥0.

 

 

 

58 Ходыкин В.Ф., Преображенский А.А. Сборник задач по математическому программированию

________________________________________________________________________________________________

3.1.79.

 

 

 

 

3.1.80.

 

 

 

 

z =

x1

- 3x2

- 2x3min;

z =

3x1

4x1

+ 2x2min;

4x1

-

3x2

+

4x3

= 4,

 

+

4x2

= 0,

 

-4x1

= 4,

 

x1

≥ 7,

 

 

 

3x2

+

3x3

≥ 7,

 

3x1

-

3x2

≥ 8,

 

x1≥0, x2≤0.

 

 

 

x1

+ 3x2

≥ 5,

 

 

 

 

 

 

 

 

x1≤0, x2≤0.

 

 

3.1.81.

 

 

 

 

3.1.82.

 

 

 

 

z =

x1

2x2

-

+ 2x3min;

z =

-2x1

4x2

+

x3

min;

 

 

3x3

≤ 0,

-4x1

+

≥ 7,

3x1

-4x2

 

 

≥ 8,

 

x1

 

 

-

2x3

≥ 3,

+

x2

-

 

= 0,

 

4x1

+ 2x2

≥ 7,

2x1

-

x2

x3 ≥ 2,

-3x1

 

 

≤ 6,

 

 

x2≥0.

 

 

 

 

 

x2≤0.

 

 

3.1.83.

 

 

 

 

3.1.84.

 

 

 

 

z =

-x1

 

 

- 2x3min;

z =

-x1

+

x2

4x2min;

3x1

+

2x2

+

x3 = 5,

 

= 3,

 

4x3

= 0,

 

3x1

-3x2

≥ 5,

 

-x1

-

x2

+ 4x3 ≥ 5,

 

+

x2

≥ 4,

 

 

3x2

 

 

≤ 6,

 

x1≥0, x2≤0.

 

 

x1≥0,

 

 

x3≤0.

 

 

 

 

 

 

 

3.1.85.

 

 

 

 

3.1.86.

 

 

 

 

z =

x1

+

x2max;

z =

4x1

+

x2

 

 

4x3min;

2x1

+

3x2

≥ 8,

 

 

+

3x3

≤ 7,

4x1

+

4x2

= 7,

 

-2x1

+

2x2

≥ 0,

3x1

≥ 7,

 

 

-x1

+

2x2

+

3x3

≤ 4,

2x1

+

3x2

≤ 8,

 

 

-x1

+

4x2

+

3x3

= 7,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2≥0, x3≤0.

3.1.87.

 

 

 

 

3.1.88.

 

 

 

 

z = 2x1 - 3x2 + 2x3max;

z =

x1

4x1 + 2x2

 

max;

x1

+ 4x2

+ 2x3 ≥ 7,

 

+ 4x2

-

x3 ≥ 6,

-2x1

+

3x2

+ 3x3

≥ 0,

 

3x1

+

x2

-

2x3

≤ 3,

x1≤0,

2x2

 

 

≥ 3,

 

2x1

+ 3x2

-

3x3

≤ 3,

 

 

x3≥0.

 

x1

+ 3x2

- 3x3 = 5,

 

 

 

 

 

 

 

x1≥0, x2≤0, x3≥0.

3.1.89.

 

 

 

 

3.1.90.

 

 

 

 

z =

 

 

 

 

x3min;

z =

 

3x1

+

x2min;

-2x1

+ 2x2

+ x3 ≥ 8,

-4x1

 

 

≥ 8,

 

x1

+ 3x3

= 4,

 

2x1

 

x2 = 3,

 

x1

- 2x2

≥ 7,

 

 

 

= 8,

 

-4x1

 

 

= 5,

 

 

 

x2≤0.

 

 

 

 

x2≤0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1.91.

 

 

 

 

3.1.92.

 

 

 

 

z =

 

4x2

x2min;

z =

-2x1

+

x2 + 4x3max;

x1

 

≥ 4,

 

 

4x1

+ x2

+

x3

= 4,

+ 4x2

= 7,

 

 

2x1

+ 3x3 = 6,

3x1

+ 2x2

≥ 8,

 

 

3x1

- 2x2

 

 

≤ 0,

x1≥0, x2≤0.

 

 

 

x1≥0, x2≤0, x3≥0.

3.1.93.

 

 

 

 

3.1.94.

 

 

 

 

z =

+ 2x2

-x2 + 3x3max;

z = 4x1 - 3x2 + 3x3max;

2x1

+ 3x3 = 5,

-2x1

+ 4x2

+

x3

≤ 4,

x1

-4x2

- 4x3 = 5,

 

x1

 

x2

+ 3x3 = 5,

+ x2

- 3x3 ≤ 7,

 

 

 

+ x3 ≥ 5,

2x1

- x2

 

 

≥ 2,

 

x1≤0,

x2

- 2x3 = 7,

x1≥0, x2≤0, x3≥0.

 

 

 

x3≥0.

3.1.95.

 

 

 

 

3.1.96.

 

 

 

 

z =

-x1

+

x2

 

max;

z =

4x1

3x1 - 3x2max;

2x1

 

 

 

 

= 5,

 

+ 2x2

= 8,

 

-3x1

+

x2

+ 3x3 ≥ 5,

 

4x1

 

3x2

≥ 3,

 

3x1

+ 4x3

≥ 7,

 

+ 4x2

≥ 7,

 

x1≤0,

 

 

x3≥0.

 

x1≥0.

 

 

 

 

Тема3. Формызадачлинейногопрограммирования

59

______________________________________________________________________________________________

3.1.97.

 

3.1.98.

 

 

z =

2x1 - 3x2min;

z =

+

x2

x2min;

4x1

+ 4x2

≥ 0,

3x1

≥ 0,

-4x1

+ 4x2

≤ 4,

x1

-

2x2

≤ 7,

3x1

+ 2x2

≤ 5,

3x1

+

4x2

= 6,

x1≥0, x2≤0.

3x2

= 3,

 

 

 

 

 

x2≥0.

3.1.99.

 

3.1.00.

 

 

z =

-3x2 + 4x3max;

z =

2x1

- x2min;

4x1

4x2

- x3 ≤ 8,

3x1

+

3x2

≥ 0,

- x2

- x3 ≤ 4,

2x1

+

2x2

= 6,

2x1

 

= 4,

3x1

≥ 8,

 

x2≤0, x3≤0.

x1≥0, x2≤0.

2. Преобразовать следующие задачи линейного программирования в стандартную форму.

3.2.01.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.02.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

3x2

- 3x4

 

min;

z =

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 + 2x4 + 4x5max;

x1

 

 

 

 

2x3

+ 4x4

- 4x5 = 4,

x1

+ 2x2

- 2x3

- x4

+ x5 = 6,

x2

+ 2x3

+ 2x5

= 6,

-3x1

 

 

 

 

 

 

 

 

= 4,

 

 

 

 

 

 

 

- 3x4

= 6,

 

-4x2

+ 4x3 + 4x4

= 0,

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5.

 

 

 

 

 

1,5.

 

 

 

 

3.2.03.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.04.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = -3x1

 

 

- 4x3

+ x4

+ 4x5max;

z =

4x1

 

 

 

 

 

 

- 4x3

 

min;

2x1

 

- 4x3

 

 

= 5,

-x1

+ x2

+ x3 + x4

+ 4x5 = 0,

3x1

-x2 - 3x3

 

+ x5 = 8,

x1

 

= 4,

+ 4x2

 

 

 

 

 

 

 

- 3x5

= 7,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-4x4

+ x5 = 8,

xj≥0, j=

1,5.

 

 

 

 

 

xj≥0, j=

1,5.

 

 

 

 

3.2.05.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.06.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

-x1

+ 4x3

+ 2x4

 

- 2x5max;

z =

x1 -

x2

+

x3

+

x4min;

-3x1

 

- 2x4

+

x5

= 7,

x1

+ 3x2 + x3 + 4x4 = 6,

3x1

x2

+ 2x3

 

= 4,

2x1

- 2x2

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 2x4 = 5,

 

 

 

 

 

 

 

+ 3x4

 

 

= 5,

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4.

 

 

 

 

xj≥0, j=

1,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.07.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.08.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

x2

 

 

 

 

 

 

+ 3x4

 

+ x5max;

z =

 

x2 + 3x3 - 2x4max;

x1

+ 2x2

 

 

 

 

 

 

- x4

+ 2x5 = 6,

x1

+ x2 - 4x3 + 3x4 = 6,

2x1

2x2 + x3

 

 

= 5,

 

 

 

 

 

 

4x3 + 3x4 = 4,

 

 

 

 

 

 

 

+ 3x4

- 4x5

= 5,

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4.

 

 

 

 

xj≥0, j=

1,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.09.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

-x1 + 2x2 - 3x3 + x4max;

z = -x1 + 2x2 -

x3

 

max;

2x1

- 3x2 + 3x3 + 2x4 = 0,

 

-x1

+ 2x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 3x5 = 7,

4x1

+ 2x2 + x3 + x4 = 7,

 

2x1

2x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 4x5 = 6,

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

x3

+

x4

= 5,

1,4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5.

 

 

 

 

3.2.11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

x2

 

 

 

-x3

+ 2x4

+ 4x5min;

z =

4x1 +

x2 + 3x3 + 3x4max;

-3x1

+ 2x3

 

 

= 4,

x1

+ x2 - 2x3 + 2x4 = 5,

 

+ 3x4

 

 

= 4,

 

x2 - 2x3 + 2x4 = 2,

2x1

 

- 3x3

 

+

x5

= 6,

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4.

 

 

 

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60 Ходыкин В.Ф., Преображенский А.А. Сборник задач по математическому программированию

________________________________________________________________________________________________

3.2.13.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

x2

+ 3x4 - 4x5min;

z =

 

3x1

+ 2x4

 

 

min;

x1

 

+ x3

- 2x4 - x5 = 2,

-2x1

+ 4x3

 

 

+ 4x5

= 7,

3x1

x2

- 4x4

+ x5 = 7,

 

3x1

x2 - 4x3

 

 

= 7,

 

 

 

 

 

 

 

 

= 6,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ x4 + x5

= 4,

xj≥0, j=

1,5.

 

 

 

 

 

xj≥0, j=

1,5.

 

 

 

 

 

3.2.15.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.16.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

+ x2

-x2

+ 2x4max;

z =

 

-x2 + 3x3

+ 2x4

 

 

max;

3x1

+ x3

= 6,

 

-4x1

x2 + 4x3

 

 

+ x5

= 4,

x1

+ 4x2

+ 4x3 + x4 = 7,

 

- 4x3

 

 

= 4,

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

-2x1

+ 3x2

 

 

+

x4

 

 

= 6,

1,4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xj≥0, j=

1,5.

 

 

 

 

 

3.2.17.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.18.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = -3x1

 

 

 

 

+ 4x3

 

max;

z =

 

x2 - 3x3

+

x4

- 3x5max;

4x1

- 4x2

+ 4x3

 

 

= 7,

 

3x1

2x2

+ 2x5

= 6,

4x1

- x2

 

 

 

 

 

 

 

+ 3x5 = 4,

 

+ 2x2 + x3

 

 

- 3x5

= 7,

 

 

 

 

 

4x3 + x4 + 3x5 = 5,

-4x1

 

 

 

 

= 4,

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5.

 

 

 

 

1,5.

 

 

 

 

 

 

3.2.19.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.20.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

3x1 - 3x2

- 4x4min;

z =

-2x1

 

+ 3x4 + 3x5min;

x1

-2x2

+ 4x3 + 3x4 = 5,

 

 

2x1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 2x4

 

 

= 7,

- x2

+ 4x3 + 2x4 = 5,

 

 

2x1

- 2x3 - 2x4

 

 

= 4,

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

x2 + 3x3

 

 

+

x5

= 8,

1,4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5.

 

 

 

 

 

 

3.2.21.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.22.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

4x1 + 3x2

-

x4

min;

z =

x1

x1 + 4x2 +

x3 + 3x4max;

-4x1

2x2 - 4x3 + x4

 

= 5,

 

+ x2 + 4x3 + 4x4 = 8,

 

+ 3x2

 

 

 

 

 

 

 

+ x5 = 6,

-2x1

+ 4x2 - 2x3 + x4 = 5,

 

4x1

 

- 4x3

 

+ 4x5

= 4,

 

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,4.

 

 

 

 

 

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.23.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.24.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

2x1 + 4x2

+ 3x4max;

z =

-2x1 - 2x2

 

+ 4x4min;

3x1

+ 3x2

 

 

 

 

 

 

= 5,

 

 

3x1

+ 2x2

 

= 3,

 

2x1

- 3x2

+ x3 + x4 = 6,

 

 

2x1

+ x2 + x3 + x4 = 8,

 

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

1,4.

 

 

 

 

1,4.

 

 

 

 

 

3.2.25.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.26.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z = 4x1 - 3x2 - 3x3 + 4x4min;

z =

-4x1 + 4x2

 

 

+

x5min;

x1

- x2

+ 3x3 + 4x4 = 5,

 

 

x1

3x2 - x3 + 2x4

- x5

= 6,

3x1

+ 4x2

+ 4x3 - 2x4 = 7,

 

 

+ 4x3

 

 

= 6,

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

3x2

 

 

+ 3x4

+ 4x5

= 6,

1,4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xj≥0, j=

1,5.

 

 

 

 

 

3.2.27.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.28.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

+ x2

2x2 + 4x3 + 4x4max;

z =

 

 

 

 

 

 

-x3

+ 3x4

+ 4x5max;

x1

+ x3 + 3x4 = 4,

 

 

x1

3x2

+ 2x4

+ x5

= 6,

 

2x2

 

 

 

 

 

 

+ 2x4 = 5,

 

 

- 4x2

 

 

= 6,

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

+ 4x4

-

x5

= 6,

1,4.

 

 

 

 

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5.

 

 

 

 

 

3.2.29.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.30.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

x2

+ x4

+ 2x5min;

z =

 

2x1

- 2x4

+ 3x5

min;

 

2x2

- 4x4 + x5 = 5,

 

x1

x2

 

 

= 7,

x1

x2 + x3 + x4

 

= 5,

 

+ 3x3

 

 

+ 4x5

= 5,

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 2x5 = 5,

 

 

x2 + 4x3 + x4

 

 

= 8,

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

xj≥0, j=

 

 

 

 

 

 

 

1,5.

 

 

 

 

1,5.

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]