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

Контрольные работы по линейной алгебре (1)

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
13.03.2015
Размер:
610 Кб
Скачать
☆

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x1

+ 8x2

 

6x3

2

→ min

 

 

6x1

+ 10x2

 

4x3 6

→ min

 

 

f = 20x1 + 60x2 − 20x3

 

 

f = 74x1 + 106x2

+ 20x3

1.29.

−

2x1

 

2x2

−

 

 

2

 

1.30.

−

4x1

 

 

−

 

 

4

 

 

 

 

 

+ 4x3

 

 

 

 

 

 

2x2 + 6x3

 

 

 

 

−

 

−

 

 

 

 

 

 

 

−

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 0, x2 0, x3 0

 

 

x1 0, x2 0, x3 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ТРАНСПОРТНАЯ ЗАДАЧА

Имеется три склада, содержащих некоторое количество однотипной продукции, а также четыре потребителя, нуждающиеся в определенном количестве данной продукции. При перевозке одной единицы продукции со склада i потребителю j возникают издержки. Запасы продукции на складах ai, потребности потребителей bj и тарифы перевозок cij, i = 1, 2, 3, j = 1, 2, 3, 4, приведены в таблице. Требуется найти такой план перевозок, при котором общие затраты на перевозку будут минимальны.

(1)Проверьте задачу на сбалансированность.

(2)Постройте опорный план методом минимального элемента.

(3)С помощью метода потенциалов найдите оптимальное решение задачи.

2.1.

2.2.

2.3.

2.4.

2.5.

 

9

2

 

5

 

8

 

1

 

 

 

 

2.6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

bj

11

 

7

8

4

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

 

 

12

 

6

 

8

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

2

 

 

3

 

5

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

8

 

3

 

9

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

4

 

 

2

 

6

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

7

 

4

 

6

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

7

 

 

10

 

3

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bj

20

 

30

 

 

30

 

20

 

 

 

 

 

 

bj

 

10

 

 

20

 

40

30

 

 

 

ai

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

 

 

 

 

 

 

 

23

4

 

3

 

 

6

 

5

 

 

 

 

 

 

31

 

 

7

 

 

2

 

 

 

3

 

 

1

 

 

 

38

3

 

4

 

 

5

 

6

 

 

 

 

 

 

19

 

 

4

 

 

10

 

 

 

5

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39

2

 

5

 

 

4

 

7

 

 

 

 

 

 

50

 

 

1

 

 

3

 

 

 

4

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bj

40

 

40

 

 

30

 

50

 

 

 

 

 

 

bj

 

100

 

150

 

30

 

20

 

ai

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

 

 

 

 

 

40

3

 

1

 

 

5

 

4

 

 

 

 

120

 

 

 

 

4

 

 

 

1

 

2

 

3

 

60

6

 

1

 

 

2

 

3

 

 

 

 

100

 

 

 

 

7

 

 

 

5

 

3

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

4

 

4

 

 

5

 

7

 

 

 

 

 

 

80

 

 

10

 

 

 

2

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bj

20

 

20

 

 

30

 

30

 

 

 

 

 

 

bj

 

200

 

100

 

50

 

150

ai

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

 

 

 

 

20

2

 

4

 

 

8

 

2

 

 

 

 

200

 

 

 

 

2

 

 

 

4

 

5

 

7

30

4

 

6

 

 

10

 

3

 

 

 

 

200

 

 

 

 

1

 

 

 

8

 

9

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

2

 

5

 

 

9

 

7

 

 

 

 

100

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

4

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bj

100

 

100

 

 

150

 

150

 

 

 

bj

 

10

 

15

 

 

13

 

17

 

 

ai

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

 

 

 

 

 

 

 

100

2

 

 

 

1

 

 

3

 

4

 

 

 

 

 

15

 

 

3

 

1

 

 

3

 

9

 

 

150

4

 

 

 

3

 

 

1

 

7

 

 

 

 

 

35

 

10

 

2

 

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

5

 

 

 

8

 

 

9

 

15

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

9

 

1

 

 

5

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

2.11.

2.12.

2.13.

2.14.

2.15.

2.16.

2.17.

2.18.

ai

 

bj

200

 

200

 

50

 

150

 

 

 

 

 

 

300

 

 

7

 

 

 

 

5

 

4

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

1

 

 

 

 

2

 

5

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

3

 

 

 

 

2

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

10

 

 

15

 

23

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

10

 

 

5

 

4

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

2

 

 

3

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

7

 

 

8

 

6

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

100

 

50

 

170

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

3

 

8

 

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

180

 

 

9

 

7

 

 

 

6

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

 

 

2

 

3

 

 

 

4

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

13

 

 

17

 

23

 

27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

3

 

 

2

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

6

 

 

1

 

4

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

7

 

 

5

 

3

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

110

 

130

 

70

 

90

 

 

100

 

 

4

 

 

 

 

2

 

3

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

5

 

 

 

 

4

 

1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

4

 

 

 

 

3

 

4

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

23

 

 

19

 

18

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

1

 

 

3

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

10

 

 

8

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

3

 

 

3

 

6

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

100

 

200

 

100

 

150

 

 

 

 

150

10

 

 

 

 

3

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

3

 

 

 

 

4

 

1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

5

 

 

 

 

2

 

3

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

7

3

 

2

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bj

7

 

8

 

9

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

2

 

1

 

 

3

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

3

 

2

 

 

3

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.19.

2.20.

2.21.

2.22.

2.23.

2.24.

2.25.

2.26.

ai

 

bj

105

 

115

 

 

95

 

 

 

85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

9

 

 

 

8

 

 

5

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

160

7

 

 

 

4

 

 

3

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

6

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

200

 

300

 

 

300

 

 

400

 

 

 

 

 

 

500

5

 

 

 

9

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

400

3

 

 

 

4

 

 

5

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

7

 

 

 

4

 

 

4

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

20

 

35

 

15

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

7

 

2

 

3

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

6

 

3

 

1

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

5

 

2

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

150

 

250

 

 

300

 

 

100

 

 

 

 

 

 

400

3

 

 

 

1

 

 

4

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250

5

 

 

 

2

 

 

7

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

9

 

 

 

2

 

 

5

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

9

11

 

13

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

17

3

 

 

2

 

5

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

2

 

 

1

 

4

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

3

 

 

4

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

110

 

220

 

 

130

 

 

140

 

 

 

 

 

 

250

9

 

 

 

8

 

 

7

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

5

 

 

 

4

 

 

3

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

6

 

 

 

5

 

 

2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

25

 

35

 

46

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65

10

 

8

 

9

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

4

 

3

 

4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

6

 

4

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

11

 

9

 

17

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

8

 

2

 

6

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

7

 

1

 

8

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

6

 

8

 

4

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.27.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.29.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

105

205

 

 

195

95

ai

 

bj

200

300

400

500

 

 

 

 

 

 

 

300

10

 

9

 

 

7

8

 

450

 

9

10

8

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

3

 

2

 

 

4

6

 

550

 

8

 

 

7

5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

7

 

4

 

 

1

5

 

400

 

8

 

 

2

3

4

2.28.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.30.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

bj

20

 

30

40

 

60

 

 

ai

 

bj

4

6

 

8

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

9

 

 

2

 

5

 

4

 

 

 

 

 

6

1

2

 

4

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

8

 

 

3

 

1

 

3

 

 

 

 

 

8

4

3

 

8

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

3

 

 

4

 

5

 

4

 

 

 

 

10

2

7

 

6

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. РАЗНОСТНОЕ УРАВНЕНИЕ-1

Решите разностное уравнение.

3.1. xn+2 − 14xn+1 + 98xn = 340n2 − 691n + 639. 3.2. xn+2 + 8xn+1 + 32xn = −164n2 + 166n + 258. 3.3. xn+2 − 8xn+1 + 32xn = 125n2 − 135n − 52.

3.4. xn+2 − 14xn+1 + 98xn = 510n2 + 26n + 341. 3.5. xn+2 + 6xn+1 + 18xn = 175n2 + 162n − 14. 3.6. xn+2 − 10xn+1 + 50xn = −287n2 + 235n − 23. 3.7. xn+2 + 10xn+1 + 50xn = 305n2 + 486n − 163. 3.8. xn+2 + 10xn+1 + 50xn = 61n2 + 329n + 379. 3.9. xn+2 + 14xn+1 + 98xn = −226n2 − 629n + 336. 3.10. xn+2 + 6xn+1 + 18xn = 125n2 + 255n + 181. 3.11. xn+2 + 6xn+1 + 18xn = 150n2 − 4n − 122. 3.12. xn+2 + 6xn+1 + 18xn = −75n2 − 23n + 53. 3.13. xn+2 + 4xn+1 + 8xn = −13n2 + 79n + 99. 3.14. xn+2 + 2xn+1 + 2xn = 15n2 + 59n + 16.

3.15. xn+2 − 2xn+1 + 2xn = −3n2 − n − 12. 3.16. xn+2 − 14xn+1 + 98xn = 85n2 + 146n + 476. 3.17. xn+2 + 14xn+1 + 98xn = 452n2 + 467n + 7. 3.18. xn+2 + 6xn+1 + 18xn = −175n2 − 37n + 54. 3.19. xn+2 − 2xn+1 + 2xn = −6n2 + 5n − 17.

3.20. xn+2 + 8xn+1 + 32xn = −123n2 − 142n − 302.

33

3.21. xn+2 + 10xn+1 + 50xn = 183n2 + 316n + 273. 3.22. xn+2 − 10xn+1 + 50xn = 123n2 + 198n + 57. 3.23. xn+2 + 14xn+1 + 98xn = 226n2 − 727n + 150. 3.24. xn+2 + 4xn+1 + 8xn = 52n2 + 113n + 114.

3.25. xn+2 + 6xn+1 + 18xn = 150n2 + 171n + 109. 3.26. xn+2 + 10xn+1 + 50xn = −122n2 − 170n − 418. 3.27. xn+2 − 2xn+1 + 2xn = 3n2 − 7n + 7.

3.28. xn+2 + 10xn+1 + 50xn = −61n2 − 329n + 109. 3.29. xn+2 − 8xn+1 + 32xn = 50n2 − 49n + 23. 3.30. xn+2 − 10xn+1 + 50xn = −82n2 − 173n − 235.

4. РАЗНОСТНОЕ УРАВНЕНИЕ-2

Решите разностное уравнение.

4.1. xn+2 + xn+1 − 20xn = 2 · 9n + 6 (−5)n. 4.2. xn+2 + 12xn+1 + 35xn = −2 · 2n − 5 (−5)n. 4.3. xn+2 + xn+1 − 20xn = −3 · 9n − 4 · 4n. 4.4. xn+2 + 4xn+1 − 21xn = 2 · 10n + 5 (−7)n. 4.5. xn+2 + 2xn+1 − 24xn = −5 · 10n − 3 · 4n. 4.6. xn+2 + 5xn+1 + 4xn = 4 · 3n − 6 (−4)n. 4.7. xn+2 + 6xn+1 − 7xn = 2 · 8n − 3 (−7)n. 4.8. xn+2 − 4xn+1 − 5xn = −3 · 6n + 6 (−1)n. 4.9. xn+2 − 3xn+1 − 18xn = −4 · 9n + 6 · 6n. 4.10. xn+2 − xn+1 − 6xn = 4 · 5n + 4 · 3n.

4.11. xn+2 + xn+1 − 42xn = 6 · 13n − 7 (−7)n. 4.12. xn+2 − 11xn+1 + 28xn = 3 · 3n + 5 · 7n. 4.13. xn+2 − xn+1 − 42xn = −4 · 13n − 3 (−6)n. 4.14. xn+2 + 2xn+1 − 15xn = −5 · 8n − 4 (−5)n. 4.15. xn+2 + 6xn+1 + 8xn = 2n + 5 (−2)n. 4.16. xn+2 + 7xn+1 + 10xn = 3 · 3n − 2 (−5)n. 4.17. xn+2 − xn+1 − 20xn = 9n + 4 · 5n.

4.18. xn+2 − 9xn+1 + 14xn = 3 · 5n − 7 · 2n.

34

4.19. xn+2

4.20. xn+2

4.21. xn+2

4.22. xn+2

4.23. xn+2

4.24. xn+2

4.25. xn+2

4.26. xn+2

4.27. xn+2

4.28. xn+2

4.29. xn+2

4.30. xn+2

+4xn+1 − 12xn = 3 · 8n + 6 · 2n. − 8xn+1 + 12xn = −4n + 6n.

+xn+1 − 6xn = 3 · 5n + 4 · 2n. − 8xn+1 + 15xn = 2 · 2n − 3 · 3n. − 7xn+1 + 6xn = 5n + 2 · 6n.

− 8xn+1 + 12xn = −2 · 4n − 5 · 2n.

+2xn+1 − 15xn = 7 · 8n − 3n.

− 2xn+1 − 8xn = −6 · 6n + 5 (−2)n.

+6xn+1 + 5xn = −2 · 4n − 7 (−5)n.

+2xn+1 − 8xn = −2 · 6n + 4 (−4)n.

+5xn+1 − 14xn = 3 · 9n + 4 · 2n. − xn+1 − 30xn = 7 · 11n + 3 · 6n.

5. РАЗНОСТНОЕ УРАВНЕНИЕ-3

Решите разностное уравнение.

5.1. xn+2 − 4xn+1 + 4xn = 4 (−2)n − 4 · 2n. 5.2. xn+2 − 6xn+1 + 9xn = 6 · 2n − 3 · 3n. 5.3. xn+2 − 12xn+1 + 36xn = 6 · 3n + 6n.

5.4. xn+2 − 12xn+1 + 36xn = 7 (−3)n − 2 · 6n. 5.5. xn+2 − 4xn+1 + 4xn = 4 · 7n + 3 · 2n. 5.6. xn+2 − 8xn+1 + 16xn = 5 · 2n − 2 · 4n.

5.7. xn+2 − 12xn+1 + 36xn = −5 (−7)n + 5 · 6n. 5.8. xn+2 + 8xn+1 + 16xn = 3 (−6)n + (−4)n. 5.9. xn+2 + 14xn+1 + 49xn = 2 · 6n + 2 (−7)n. 5.10. xn+2 − 4xn+1 + 4xn = −3 (−2)n + 2n. 5.11. xn+2 + 4xn+1 + 4xn = 7 · 3n − 2 (−2)n. 5.12. xn+2 − 6xn+1 + 9xn = 2 · 2n + 3n.

5.13. xn+2 + 2xn+1 + xn = 3 · 5n + 4 (−1)n. 5.14. xn+2 + 10xn+1 + 25xn = −4 · 2n + 7 (−5)n. 5.15. xn+2 + 2xn+1 + xn = 3n + 2 (−1)n.

5.16. xn+2 + 2xn+1 + xn = −5 · 2n + 4 (−1)n.

35

5.17. xn+2 + 14xn+1 + 49xn = 3 (−6)n − 3 (−7)n. 5.18. xn+2 − 14xn+1 + 49xn = −4 · 3n − 3 · 7n.

5.19. xn+2 + 2xn+1 + xn = −7 · 4n − 3 (−1)n. 5.20. xn+2 − 8xn+1 + 16xn = −7 (−4)n + 6 · 4n. 5.21. xn+2 − 8xn+1 + 16xn = 5n − 4 · 4n.

5.22. xn+2 + 2xn+1 + xn = −4 · 3n + 6 (−1)n. 5.23. xn+2 − 8xn+1 + 16xn = 2 · 3n + 6 · 4n. 5.24. xn+2 − 4xn+1 + 4xn = −5 · 5n − 2 · 2n.

5.25. xn+2 + 14xn+1 + 49xn = 6 · 6n + 2 (−7)n.

5.26. xn+2 + 2xn+1

+ xn = − (−4)n + 2 (−1)n.

5.27. xn+2

− 4xn+1

+ 4xn = −7 (−4)n + 3 · 2n.

5.28. xn+2

− 6xn+1

+ 9xn = 2 · 7n + 6 · 3n.

5.29. xn+2

+ 6xn+1

+ 9xn = 5

· 2n − (−3)n.

5.30. xn+2

+ 6xn+1

+ 9xn = 7

· 2n + 5 (−3)n.

РЕШЕНИЕ ВАРИАНТА № 30

 

1. Дана задача линейного программирования

 

f = 74x1 + 106x2 + 20x3 → min,

(7a)

− 6x1

+ 10x2 − 4x3 6,

(7b)

− 4x1

− 2x2 + 6x3 4,

(7c)

x1 0, x2 0, x3 0.

(7d)

(1)Приведите задачу к каноническому виду. Введите искусственные переменные, необходимые для начала работы по симплекс-методу.

(2)Решите задачу симплекс-методом (методом искусственного базиса).

(3)Составьте для данной задачи двойственную.

(4)Используя теоремы двойственности, найдите решение двойственной задачи.

(5)Решите двойственную задачу графическим методом. Сравните результат с ответом, полученным в предыдущем пункте.

36

Решение. (1) Чтобы привести данную задачу к каноническому виду, введем в нетривиальные ограничения-неравенства (7b), (7c) балансовые переменные x4, x5, после чего задача примет вид

f = 74x1 + 106x2 + 20x3

→ min,

(8a)

− 6x1

+ 10x2 − 4x3 − x4

= 6,

(8b)

− 4x1

− 2x2 + 6x3 − x5 = 4,

(8c)

x1 0, x2 0, x3 0,

x4 0, x5 0.

(8d)

В системе линейных ограничений (8b), (8c) базисными переменными являются x4, x5, однако базисное решение

x1 = x2 = x3 = 0, x4 = −6, x5 = −4

не является допустимым, поскольку не удовлетворяет неравенствам (8d). Чтобы получить допустимое базисное решение, введем в ограничения (8b), (8c) искусственные переменные y1, y2, образующие базис:

f = 74x1 + 106x2 + 20x3

→ min,

(9a)

− 6x1

+ 10x2 − 4x3 − x4

+ y1 = 6,

(9b)

− 4x1

− 2x2 + 6x3 − x5 + y2 = 4,

(9c)

x1 0, x2 0, x3 0,

x4 0, x5 0, y1 0, y2 0.

(9d)

Линейные ограничения (9b), (9c) имеют допустимое базисное решение

x1 = x2 = x3 = x4 = x5 = 0, y1 = 6, y2 = 4.

Введем вспомогательную целевую функцию F = y1 + y2 и решим симплексметодом задачу

F = y1 + y2 → min

при ограничениях (9b)–(9d). Если эта задача имеет решение Fmin = 0, то система ограничений (8b), (8c) (не содержащая искусственных переменных y1, y2) имеет допустимое (неотрицательное) базисное решение.

Целевая функция f = 74x1 + 106x2 + 20x3 выражена только через свободные переменные; запишем

f − 74x1 − 106x2 − 20x3 = 0.

Выразим целевую функцию F через свободные переменные; для этого из (9b), (9c) находим

y1 = 6 + 6x1 − 10x2 + 4x3 + x4, y2 = 4 + 4x1 + 2x2 − 6x3 + x5,

так что

F = y1 + y2 = 10 + 10x1 − 8x2 − 2x3 + x4 + x5

и далее

F − 10x1 + 8x2 + 2x3 − x4 − x5 = 10.

37

Итак, исходная задача приведена к виду, допускающему применение метода искусственного базиса:

f = 74x1 + 106x2 + 20x3 → min,

F= y1 + y2 = 10 + 10x1 − 8x2 − 2x3 + x4 + x5 → min,

−6x1 + 10x2 − 4x3 − x4 + y1 = 6,

−4x1 − 2x2 + 6x3 − x5 + y2 = 4,

x1 0, x2 0, x3 0, x4 0, x5 0, y1 0, y2 0.

(2) Решим полученную пару задач симплекс-методом. Заполняем первую симплекс-таблицу:

Б.П.

x1

x2

x3

x4

x5

y1 y2

С.Ч.

y1

−6

10

−4 −1 0

1

0

6

y2

−4

−2

6

0

−1

0

1

4

f

−74

−106

−20

0

0

0

0

0

F

−10

8

2

−1 −1 0

0

10

Целевая функция F исследуется на минимум, поэтому нужно уничтожить положительные оценки в оценочной строке F ; начнем с оценки 8, стоящей в столбце x2. В качестве разрешающего элемента можно выбрать только число 10, стоящее в строке y1. После итерации по методу Гаусса переменная y1 выходит из базиса, а ее место занимает x2; получаем очередную симплекс-таблицу:

Б.П.

x1

x2

 

 

x3

x4

x5

 

y1

y2

С.Ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

3

 

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

3

 

 

 

x2

 

 

 

1

 

−

 

 

 

 

−

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

5

10

10

 

5

 

 

 

y2

−

26

 

0

 

26

 

 

 

−

1

 

−1

1

 

 

1

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

5

 

 

 

5

 

5

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

688

 

312

 

53

 

53

 

 

318

 

f

−

 

 

 

 

 

0

−

 

−

 

 

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

5

 

5

 

5

 

 

5

 

 

 

 

 

 

26

 

 

 

26

 

 

 

 

 

1

 

 

4

 

26

 

 

F

−

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

−

 

 

−1 −

 

0

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

5

 

 

 

5

 

5

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для уничтожения очередной положительной оценки 26/5 в оценочной строке F выбираем в качестве разрешающего элемента единственный возможный элемент 26/5 в строке y2. После итерации по методу Гаусса переменная y2 выходит из базиса, а ее место занимает x3; получаем очередную симплекс-таблицу:

38

Б.П.

x1

x2

x3

x4

x5

 

y1

 

y2

С.Ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

−1

1

0

−

3

−

1

 

3

 

1

 

1

26

13 26 13

 

x3

−1

0

1

−

1

−

5

1

5

 

1

 

 

 

 

 

 

 

26

26 26 26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

−200 0

0

−13

−12

13

12

 

126

F

0

0

0

0

0 −1 −1

0

В этой таблице нет положительных оценок в строке F . Вспомогательная задача F → min решена, Fmin = 0, и мы получили допустимое базисное решение задачи (8):

x1 = 0, x2 = 1, x3 = 1.

Удаляя из последней таблицы строку F и столбцы y1 и y2, получаем исходную симплекс-таблицу для задачи (8):

Б.П.

x1

x2

x3

x4

x5

С.Ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

−1

1

0

−

3

−

1

 

1

26

13

 

x3

−1

0

1

−

1

−

5

 

1

 

 

 

26

26

 

f

−200

0

0

−13

−12

126

В оценочной строке f нет положительных оценок, так что эта таблица является одновременно окончательной симплекс-таблицей, из которой получаем решение задачи (8):

fmin = f(0, 1, 1) = 126.

(3) Составим задачу, двойственную (7), следуя обычному правилу:

 

f = CT X

→

min,

 

 

 

ϕ = BT Z

max,

AX B,

 

↔

AT Z C,→

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

0

 

 

 

 

Z

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку в исходной задаче целевая функция исследуется на минимум, двойственная задача представляет собой задачу на максимум. Количество нетривиальных ограничений исходной задачи равно количеству неизвестных двойственной задачи, так что в двойственной задаче будет фигурировать 2 неизвестных z1, z2. Коэффициенты целевой функции ϕ двойственной задачи равны правым частям ограничений исходной задачи:

ϕ = 6z1 + 4z2 → max .

39

Количество неизвестных исходной задачи равно количеству нетривиальных ограничений двойственной задачи, так что двойственная задача будет содержать 3 нетривиальных ограничения; матрица левых частей ограничений получается из соответствующей матрицы исходной задачи транспонированием, а правые части ограничений в двойственной задаче равны коэффициентам целевой функции исходной задачи:

−6z1 − 4z2 74, 10z1 − 2z2 106, −4z1 + 6z2 20.

Таким образом, двойственная задача имеет вид:

ϕ = 6z1

+ 4z2

→ max,

(10a)

−6z1

− 4z2

74,

(10b)

10z1

− 2z2

106,

(10c)

−4z1

+ 6z2

20,

(10d)

z1 0, z2

0.

(10e)

(4) Найдем решение двойственной задачи, используя теоремы двойственности. Согласно первой теореме двойственности, максимум двойственной задачи равен минимуму исходной задачи, т.е.

ϕmax = fmin = 126.

Для нахождения точки минимума двойственной задачи воспользуемся второй теоремой двойственности (теоремой равновесия): оптимальные решения (x1, x2, x3) и (z1, z2) пары взаимно двойственных задач связаны соотношениями

(−6x1

+ 10x2 − 4x3 − 6)z1 = 0,

(11a)

(−4x1

− 2x2 + 6x3 − 4)z2 = 0,

(11b)

(−6z1 − 4z2 − 74)x1 = 0,

(11c)

(10z1 − 2z2 − 106)x2 = 0,

(11d)

(−4z1 + 6z2 − 20)x3 = 0.

(11e)

Подставляя в эту систему x1 = 0, x2 = x3 = 1, получаем, что уравнения (11a), (11b), (11c) выполнены, а уравнения (11d), (11e) имеют вид

10z1 − 2z2 = 106, − 4z1 + 6z2 = 20.

Решение этой системы z1 = 13, z2 = 12. Итак, решение двойственной задачи (10) имеет вид

ϕmax = ϕ(13, 12) = 126.