摘要:通过对信息系统项目管理师考试历年真题进行分析,管理运筹学这部分内容重点要求考生掌握线性规划、动态规划、图论、决策分析等。以下是线性规划知识点精讲内容。
通过对信息系统项目管理师考试历年真题进行分析,管理运筹学这部分内容重点要求考生掌握线性规划、动态规划、图论、决策分析等。这部分内容考题难度很大,考生在备考过程中要重点掌握。以下是线性规划知识点精讲内容,供您参考学习。
线性规划知识点精讲
线性规划是研究在有限的资源条件下,如何有效地使用这些资源达到预定目标的数学方法。用数学的语言来说,也就是在一组约束条件下寻找目标函数的极值问题。
求极大值(或极小值)的模型表达如下:
在上述条件下,求解x1,x2,……xn,使满足下列表达式的z取极大值(或极小值):
图解法
解线性规划问题的方法有很多,最常用的有图解法和单纯形法。图解法简单直观,有助于了解线性规划问题求解的基本原理,下面,通过一个例子来说明图解法的应用。
【例】某工厂在计划期内要安排生产I、II两种产品,已知生产单位产品所需的设备台时及A、B两种原料的消耗,如下表所示。
产品及原料表
该工厂每生产一件产品I可获利2元,每生产一件产品II可获利3元,问应该如何安排计划使该工厂获利最多?
【解】该问题可用以下数学模型来描述,设x1,x2分别表示在计划期内产品I、II的产量,因为设备的有效台时是8,这是一个限制产量的条件,所以在确定产品I、II的产量时,要考虑不超过设备的有效台时数,即可用不等式表示为
同理,因原料A、B的限量,可以得到以下不等式
该工厂的目标是在不超过所有资源限制的条件下,如何确定产量x1,x2,以得到最大的利润。若用z表示利润,这时z=2x1+3x2。综上所述,该计划问题可用数学模型表示为:
目标函数:
满足约束条件:
在以x1,x2为坐标轴的直角坐标系中,非负条件是指第一象限。上述每个约束条件都代表一个半平面。例如,约束条件
代表以直线
为边界的左下方的半平面。若同时满足
和
的约束条件的点,必然落在由这三个半平面相交组成的区域内,如下图中的阴影部分所示。阴影区域中的每一个点(包括边界点)都是这个线性规划问题的解(称可行解),因而此区域是本题的线性规划问题的解的集合,称它为可行域。
再分析目标函数z=2x1+3x2,在坐标平面上,它可表示以z为参数,-2/3为斜率的一族平行线:
位于同一直线上的点,具有相同的目标函数值,因此称它为等值线。当z值由小变大时,直线沿其法线方向向右上方移动。当移动到点时,使z值在可行域边界上实现最大化,这就得到了本题的最优解,点的坐标为(4,2)。经过计算,可以得出z=14。
这说明该厂的最优生产计划方案是:生产4件产品I,2件产品II,可得最大利润为14元。
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