在中南大学的运筹学课程中,学生们通常会接触到一系列理论与实践相结合的问题。这些题目旨在帮助学生更好地理解运筹学的基本概念,并学会如何将其应用于实际问题中。以下是一些典型例题及其详细解答过程。
一、线性规划问题
例题1:
某工厂生产A和B两种产品,每件产品的利润分别为5元和8元。生产一件A产品需要2小时人工和3单位原材料;生产一件B产品则需要4小时人工和2单位原材料。工厂每天可提供的人工时间为40小时,原材料总量为30单位。问该工厂应如何安排生产才能获得最大利润?
解答:
设x为生产A产品的数量,y为生产B产品的数量,则目标函数为:
\[ Z = 5x + 8y \]
约束条件如下:
\[
\begin{cases}
2x + 4y \leq 40 \\
3x + 2y \leq 30 \\
x, y \geq 0
\end{cases}
\]
通过图形法或单纯形法求解得出最优解为x=6, y=7时,Zmax=86元。
二、网络流问题
例题2:
给定一个简单的运输网络图,起点S到终点T共有三条路径可供选择,各条路径上的容量分别为10、15和20。求从S到T的最大流量。
解答:
此问题属于典型的最大流问题。使用Ford-Fulkerson算法计算得到最大流量为45单位。
三、整数规划问题
例题3:
一家公司有三种不同类型的机器M1、M2、M3,它们分别可以完成任务A、B、C。每种机器完成每项任务所需时间如下表所示:
| 任务 | M1 | M2 | M3 |
|------|----|----|----|
| A| 3| 4| 6|
| B| 5| 2| 4|
| C| 4| 5| 3|
如果每台机器只能执行一项任务,请确定一种调度方案使总耗时最少。
解答:
这是一个指派问题,可以用匈牙利算法解决。最终结果是让M1处理任务A,M2处理任务B,M3处理任务C,这样总耗时为14小时。
以上只是运筹学课程中的一部分内容,实际上还包括更多复杂且有趣的主题如动态规划、博弈论等。希望上述例子能够帮助大家加深对运筹学的理解,并激发进一步学习的兴趣。