Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
+УМКД метод матер МО и Исл опер.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
803 Кб
Скачать
☆

3. Практические и лабораторные занятия

Практическая работа1. Решение задач линейного программирования.

Цель: 1.Дать определение понятию задач линейного программирования.

2.Уметь показывать алгоритм на блок- схемах

Задания практической работы:

  1. Составить алгоритм решения задач

1.F= 3х1-2х2-5х4+х5

2х1+х3-х4+х5 ≤2

х1-х3+2х4+х5 ≤ 3

2х2+х3-х4+2х5 ≤ 6

х1,х2,х3,х4,х5≥0

2.F= х1-7х2-х4+2х5

х1-х3-х4+4х5 ≤2

3х1+х3+2х4 ≥ 3

х2-х4+2х5 ≤ 6

х1,х2,х3,х4,х5≥0

3.F= х1-2х2-5х4

2х1+х3-+х5 ≥7

х1-3х3+2х4+х5 ≤ 13

4х2-х4+2х5 ≥ 6

х1,х2,х3,х4,х5≥0

4.F= 3х1-5х4+х5

12х1+х3-х4 ≥5

х1-х3+2х4+х5 ≤ 3

х1,х2,х3,х4,х5≥0

5.F= 3х1-2х2-5х4+х5

2х1+х3-х4+х5 ≤2

х1-2х4+х5 ≥ 3

х3-х4+2х5 ≥ 6

х1,х2,х3,х4,х5≥0

Практическая работа 2. Решение задач линейного программирования графическим методом

Цель: 1. Изучение графического метода

2. Построение графика функции

Задания практической работы:

Записать в форме основной задачи линейного программирования задачу: найти максимум функции

  1. F= 3х1-2х2-5х4+х5 при условиях

2х1+х3-х4+х5 ≤2

х1-х3+2х4+х5 ≤ 3

2х2+х3-х4+2х5 ≤ 6

х1,х2,х3,х4,х5≥0

  1. F= х1-2х2-5х4 при условиях

2х1+х3-+х5 =7

х1-3х3+2х4+х5 = 13

4х2-х4+2х5 = 6

х1,х2,х3,х4,х5≥0

  1. F= х1-7х2-х4+2х5

х1-х3-х4+4х5 ≤2

3х1+х3+2х4 ≥ 3

х2-х4+2х5 = 6

х1,х2,х3,х4,х5≥0

  1. F= 3х1-5х4+х5

12х1+х3-х4 ≥5

х1-х3+2х4+х5 = 3

х1,х2,х3,х4,х5≥0

  1. F= 3х1-2х2-5х4+х5

2х1+х3-х4+х5 =2

х1-2х4+х5 ≥ 3

х3-х4+2х5 ≥ 6

х1,х2,х3,х4,х5≥0

Практическая работа 3. Решение задач линейного программирования

Цель: 1. Запись задача состоящих в минимизации функции

2. Запись задача состоящих в максимизации функции

Задания практической работы:

Записать задачу, состоящую в минимизации функции в форме основной задачи линейного программирования

  1. F= -х1+2х2-х3 +х4 при условиях

2х1-х2 –х3+х4≤ 6

х1+2х2+х3 -х4≥8

3х1-х2+2х3≤10

х1,х2,х3≥0

  1. F= -2х1+х2+5х3 при условиях

4х1+2х2+5х3≤ 12

6х1-3х2+4х3=18

3х1+3х2-2х3≤16

х1,х2,х3≥0

  1. F= -8х1+2х2-5х3 при условиях

5х1+2х2+5х3≤ 1

6х1+7х2+4х3=8

3х1-3х2-3х3≤6

х1,х2,х3≥0

  1. F = х1+2х2-5х3 при условиях

5х1+2х2+5х3≤ 1

-х1+7х2-4х3=2

-х1+9х2+3х3≤6

х1,х2,х3≥0

  1. F= -8х1+2х2-5х3 при условиях

5х1+2х2+5х3≤ 1

6х1+7х2+4х3=8

3х1-3х2-3х3≤6

х1,х2,х3≥0

Записать задачу, состоящую в максимизации функции в форме основной задачи линейного программирования

  1. F= -х1+2х2-х3 при условиях

2х1-х2 –х3≤ 6

х1+2х2+х3 ≥8

3х1-х2+2х3≤10

х1,х2,х3≥0

  1. F = -2х1+х2 при условиях

4х1+2х2≤ 12

6х1-3х2=18

3х1+3х2≤16

х1,х2,х3≥0

  1. F= -8х1+2х2-5х3 при условиях

5х1+2х2+5х3= 1

6х1+7х2+4х3=8

3х1-3х2-3х3≤6

х1,х2,х3≥0

  1. F = х1+2х2-5х3 при условиях

5х1+2х2+5х3= 1

-х1+7х2-4х3=2

-х1+9х2+3х3=6

х1,х2,х3≥0

  1. F= -8х1+2х2-5х3 при условиях

5х1+2х2+5х3≤ 1

6х1+7х2+4х3=8

3х1-3х2-3х3=6

х1,х2,х3≥0

Практическая работа 4. Симплекс-метод.

Цель: 1. Нахождение базиса функции.

2. Построение симплекс-таблицы.

Задания практической работы:

Решить задачи симплекс- методом

  1. F = 3х1-2х2-5х4+х5 max при условиях

2х1+х3-х4+х5 =2

х1-х3+2х4+х5 = 3

2х2+х3-х4+2х5 = 6

х1,х2,х3,х4,х5≥0

  1. F = х1-2х2-5х4 max при условиях

2х1+х3-+х5 =7

х1-3х3+2х4+х5 = 13

4х2-х4+2х5 = 6

х1,х2,х3,х4,х5≥0

  1. F = х1-7х2-х4+2х5 min

х1-х3-х4+4х5 =2

3х1+х3+2х4 = 3

х2-х4+2х5 = 6

х1,х2,х3,х4,х5≥0

  1. F = 3х1-5х4+х5 max

12х1+х3-х4 =5

х1-х3+2х4+х5 = 3

х1,х2,х3,х4,х5≥0

  1. F = 3х1-2х2-5х4+х5 min

2х1+х3-х4+х5 =2

х1-2х4+х5 = 3

х3-х4+2х5 = 6

х1,х2,х3,х4,х5≥0

Практическая работа 5. Симплекс-метод. Метод искусственного базиса.

Цель: 1. Нахождение базиса функции.

2. Построение симплекс-таблицы методом искусственного базиса.

Задания практической работы:

Решить симплекс таблицу методом искусственного базиса.

  1. F= -х1+2х2-х3 при условиях

2х1-х2 –х3+х4=6

х1+2х2+х3 +х5=8

3х1-х2+2х3+х6=10

х1,х2,х3≥0

  1. F = -2х1+х2 при условиях

4х1+2х2+х3=12

6х1-3х2+х4=18

3х1+3х2+х5=16

х1,х2,х3≥0

  1. F= -8х1+2х2-5х3 при условиях

5х1+2х2+5х3= 1

6х1+7х2+4х3+х4=8

3х1-3х2-3х3+х5=6

х1,х2,х3≥0

  1. F = х1+2х2-5х3 при условиях

5х1+2х2+5х3+х4= 1

-х1+7х2-4х3+х5=2

-х1+9х2+3х3+х6=6

х1,х2,х3≥0

  1. F= -8х1+2х2-5х3 при условиях

5х1+2х2+5х3= 1

6х1+7х2+4х3+х4=8

3х1-3х2-3х3+х5=6

х1,х2,х3≥0

Практическая работа 6. Решение транспортной задачи методом северо- западного угла.

Цель: Построение модели транспортной задачи.

Задания практической работы:

Решить транспортную задачу методом северо- западного угла.

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

8 1 9 7

с= 4 6 2 12

3 5 8 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

6 1 9 6

с= 4 7 2 12

3 5 9 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

4 1 8 7

с= 4 6 2 10

3 5 5 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

8 1 9 5

с= 4 6 2 7

3 5 6 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

8 2 9 7

с= 4 6 4 12

3 7 8 9

Практическая работа 7. Решение транспортной задачи методом минимального элемента.

Цель: 1. Построение модели транспортной задачи.

Задания практической работы: Решить транспортную задачу методом минимального элемента.

  1. н а 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

8 1 9 7

с= 4 6 2 12

3 5 8 9

  1. н а 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

6 1 9 6

с= 4 7 2 12

3 5 9 9

  1. н а 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

4 1 8 7

с= 4 6 2 10

3 5 5 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

8 1 9 5

с= 4 6 2 7

3 5 6 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

8 2 9 7

с= 4 6 4 12

3 7 8 9

Практическая работа 8. Решение транспортной задачи методом аппроксимации Фогеля.

Цель: Построение модели транспортной задачи.

Задания практической работы:

Решить транспортную задачу методом аппроксимации Фогеля.

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

8 1 9 7

с= 4 6 2 12

3 5 8 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

6 1 9 6

с= 4 7 2 12

3 5 9 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

4 1 8 7

с= 4 6 2 10

3 5 5 9

  1. н а 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

8 1 9 5

с= 4 6 2 7

3 5 6 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

8 2 9 7

с= 4 6 4 12

3 7 8 9

Практическая работа 9. Решение транспортной задачи методом потенциалов

Цель: Построение модели транспортной задачи.

Задания практической работы:

Решить транспортную задачу методом потенциалов.

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

8 1 9 7

с= 4 6 2 12

3 5 8 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

6 1 9 6

с= 4 7 2 12

3 5 9 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

4 1 8 7

с= 4 6 2 10

3 5 5 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

8 1 9 5

с= 4 6 2 7

3 5 6 9

  1. на 3 хлебокомбинатах ежедневно производится 110, 190, 90 т муки. Эта мука потребляется 4 хлебозаводами, ежедневная потребность которых 90,60,170,80 т муки. Расстояние между ними в км задано матрицей

8 2 9 7

с= 4 6 4 12

3 7 8 9

Практическая работа 10. Решение задач выпуклого программирования.

Цель: 1. Функция Лагранжа.

2. Теорема Куна-Таккера.

Задания практической работы:

Решить задачи квадратичного программирования с помощью функции Лагранжа.

  1. F= 2х1+4х2-х12-2х22

Х1+2х2 ≤ 8

2х1-х2 ≤ 12

х1,х2 ≥0

  1. F = 3х1+5х2-3х12-2х22

Х1+3х2 ≤ 6

2х1+х2 ≤ 12

х1,х2 ≥0

  1. F= -2х1+6х2-х12-х22

Х1-х2 ≤ 8

2х1+7х2 ≤ 12

х1,х2 ≥0

  1. F = 2х1-4х2+х12-2х22

2Х1+2х2 ≤ 8

2х1-4х2 ≤ 12

х1,х2 ≥0

  1. F = 2х1+4х2-7х12+2х22

Х1+2х2 ≤ 8

2х1-7х2 ≤ 9

х1,х2 ≥0

Практическая работа 11. Градиентные методы. Метод Франко-Вулфа.

Цель: 1. Решение задач с помощью градиентных методов.

2. Решение задач с использованием метода Франко-Вулфа.

Задания практической работы:

Решить задачи с помощью метода Франко-Вулфа.

1 . F= 2х1+4х2-7х1 2+2х22 max

Х1+2х2 ≤ 8

2х1-7х2 ≤ 9

х1,х2 ≥0

2 . F= -х1+4х2-4х1 2+2х22 min

Х1+2х2 ≤ 4

-2х1+7х2 ≤ 9

х1,х2 ≥0

3 . F= -8х1+4х2-х1 2+2х22 max

Х1+2х2 ≤ 4

8х1+7х2 ≤ 7

х1,х2 ≥0

4 . F= -х1+4х2-4х1 2+2х22 max

5Х1-2х2 ≥4

-2х1+7х2 ≤ 9

х1,х2 ≥0

5 . F= -х1-4х2-4х1 2+2х22 min

-5Х1-2х2 ≥4

-2х1+2х2 ≤ 9

х1,х2 ≥0

Практическая работа 12. Метод штрафных функций.

Цель: Решение задач методом штрафных функций.

Задания практической работы:

Найти максимальное значение функции:

  1. F= -х12-х22

(х1-7)2+(х2-7)2 ≤ 18

х1,х2 ≥0

  1. F= -2х12-х22

(х1-5)2+(х2-3)2 ≤ 1

х1,х2 ≥0

  1. F= -3х12-х22

(х1-17)2+(х2-7)2 ≤ 8

х1,х2 ≥0

  1. F= -х12-х22

(х1-7)2+(х2-2)2 ≤ 9

х1,х2 ≥0

  1. F= -х12-х22

(х1-1)2+(х2-2)2 ≤ 4

х1,х2 ≥0

Практическая работа 13. Метод кусочно- линейной аппроксимации.

Цель: 1. Понятие сепарамильной функции

2. Решение задач методом кусочно- линейной аппроксимации

Задания практической работы:

Решить задачу методом кусочно- линейной аппроксимации:

1 . F= х2-х12+6х1-9 max

2х1+3х2 ≤ 24

х1+2х2 ≤ 15

3х1+2х2 ≤ 24

х1,х2 ≥0

2 . F= 4х2-х12+х1-1 max

2х1-х2 ≤ 24

2х1+2х2 ≤ 1

3х1+2х2 ≤ 18

х1,х2 ≥0

3 . F= х2-х12+16х1-7 max

2х1+3х2 ≤ 24

х1+2х2 ≤ 15

3х1+9х2 ≤ 11

х1,х2 ≥0

4 . F= -х2-х12+6х1-3 max

2х1+3х2 ≤ 24

х1+2х2 ≤ 1

-3х1+х2 ≤ 2

х1,х2 ≥0

5 . F= х2-3х12+7х1-9 max

2х1+3х2 ≤ 24

-х1+4х2 ≤ 1

-3х1+2х2 ≤ 7

х1,х2 ≥0

Практическая работа 14. Двойственные задачи.

Цель: 1. Прямая задача.

2. Двойственная задача.

Задания практической работы:

Сформулировать двойственные задачи по отношению к нижеследующим задачам:

1 . F= х1-2х2+5х3 max

2 х1+2х2+4х3 ≤ 18

2х1+х2-3х3 ≤ 20

5х1-3х2+6х3 ≥ 19

х1,х2,х3≥0

2 . F= 3х1+3х2-4х3 max

2х1+х2-3х3 ≥ 18

4х1-5х3 ≤ 12

3х1-2х2+х3 ≥ 14

х1,х2,х3 ≥0

3 . F= 6х1-х2+3х3 max

3х1-7х2+5х3 ≤ 15

2х1+3х2-4х3 =16

6х1+5х2-8х3 ≤ 12

х1,х2,х3 ≥0

4 . F= -2х1+5х2-4х3 max

4х1+2х2-3х3 ≥9

3х1-2х2+5х3 ≥ 8

х1+3х2+4х3 ≥ 12

х1,х2,х3 ≥0

5 . F= -3х1+4х2-6х3 max

2 х1+3х2-х3 ≥ 8

-3х1+2х2-2х3 =10

5х1-4х2+х3 ≥ 7

х1,х2,х3 ≥0

Практическая работа 15. Динамическое программирование.

Цель: Решение задач динамического программирования.

Задания практической работы:

Найти распределение средств между предприятиями обеспечивающих максимальный прирост выпуска продукции:

  1. Совет директоров фирмы рассматривает вопрос по наращиванию производственных мощностей для увеличения выпуска однородной продукции на 4 предприятиях принадлежащих фирме. Для расширения производства совет директоров выделяет средства в объеме 20 млн.ден.ед. Прирост на предприятиях зависит от выделенной суммы. Его значения представлены в таблице:

    Выделенные средства (млн.)

    Прирост выпуска продукции

    1

    2

    3

    4

    20

    8

    10

    12

    11

    40

    16

    20

    21

    23

    60

    25

    28

    27

    30

    80

    36

    40

    38

    37

    100

    44

    48

    50

    51

    120

    62

    62

    63

    63

  2. Совет директоров фирмы рассматривает вопрос по наращиванию производственных мощностей для увеличения выпуска однородной продукции на 4 предприятиях принадлежащих фирме. Для расширения производства совет директоров выделяет средства в объеме 20 млн.ден.ед. Прирост на предприятиях зависит от выделенной суммы. Его значения представлены в таблице:

    Выделенные средства (млн.)

    Прирост выпуска продукции

    1

    2

    3

    4

    20

    8

    10

    17

    11

    40

    17

    30

    21

    28

    60

    25

    28

    29

    30

    80

    36

    40

    38

    41

    100

    49

    56

    51

    51

    120

    62

    62

    63

    63

  3. Совет директоров фирмы рассматривает вопрос по наращиванию производственных мощностей для увеличения выпуска однородной продукции на 4 предприятиях принадлежащих фирме. Для расширения производства совет директоров выделяет средства в объеме 20 млн.ден.ед. Прирост на предприятиях зависит от выделенной суммы. Его значения представлены в таблице:

    Выделенные средства (млн.)

    Прирост выпуска продукции

    1

    2

    3

    4

    20

    8

    10

    12

    11

    40

    7

    20

    10

    23

    60

    25

    28

    27

    30

    80

    36

    15

    38

    37

    100

    44

    48

    50

    49

    120

    62

    62

    63

    63

  4. Совет директоров фирмы рассматривает вопрос по наращиванию производственных мощностей для увеличения выпуска однородной продукции на 4 предприятиях принадлежащих фирме. Для расширения производства совет директоров выделяет средства в объеме 20 млн.ден.ед. Прирост на предприятиях зависит от выделенной суммы. Его значения представлены в таблице:

    Выделенные средства (млн.)

    Прирост выпуска продукции

    1

    2

    3

    4

    20

    8

    10

    12

    11

    40

    16

    20

    34

    23

    60

    25

    28

    27

    30

    80

    36

    58

    38

    37

    100

    32

    48

    50

    47

    120

    62

    62

    63

    63

  5. Совет директоров фирмы рассматривает вопрос по наращиванию производственных мощностей для увеличения выпуска однородной продукции на 4 предприятиях принадлежащих фирме. Для расширения производства совет директоров выделяет средства в объеме 20 млн.ден.ед. Прирост на предприятиях зависит от выделенной суммы. Его значения представлены в таблице:

Выделенные средства (млн.)

Прирост выпуска продукции

1

2

3

4

20

8

10

12

11

40

16

20

21

23

60

25

15

19

25

80

36

40

27

37

100

40

48

50

51

120

62

62

63

63