什么是线性规划
线性规划(Linear programming),在线性等式或不等式约束条件下求解线性目标函数的极值问题,常用于解决资源分配、生产调度和混合问题。
线性规划问题的建模和求解,通常按照以下步骤进行:
- 问题定义,确定决策变量、目标函数和约束条件;
- 模型构建,由问题描述建立数学方程,并转化为标准形式的数学模型;
- 模型求解,用标准模型的优化算法对模型求解,得到优化结果;
PuLP 库求解线性规划
PuLP是一个开源的第三方工具包,可以求解线性规划、整数规划、混合整数规划问题。下面以该题为例讲解 PuLP 求解线性规划问题的步骤:
- 导入 PuLP库函数
- 定义一个规划问题
- 定义决策变量
- 添加约束条件
- 求解
实例
某厂生产甲乙两种饮料,每百箱甲饮料需用原料6千克、工人10名,获利10万元;每百箱乙饮料需用原料5千克、工人20名,获利9万元。
今工厂共有原料60千克、工人150名,又由于其他条件所限甲饮料产量不超过8百箱。
- 问如何安排生产计划,即两种饮料各生产多少使获利最大?
- 若投资0.8万元可增加原料1千克,是否应作这项投资?投资多少合理?
- 若每百箱甲饮料获利可增加1万元,是否应否改变生产计划?
- 若每百箱甲饮料获利可增加1万元,若投资0.8万元可增加原料1千克,是否应作这项投资?投资多少合理?
- 若不允许散箱(按整百箱生产),如何安排生产计划,即两种饮料各生产多少使获利最大?
问题1建模:
决策变量:
x1:甲饮料产量(单位:百箱)
x2:乙饮料产量(单位:百箱)
目标函数:
max fx = 10*x1 + 9*x2
约束条件:
6*x1 + 5*x2 <= 60
10*x1 + 20*x2 <= 150
取值范围:
给定条件:x1, x2 >= 0,x1 <= 8
推导条件:由 x1,x2>=0 和 10*x1+20*x2<=150 可知:0<=x1<=15;0<=x2<=7.5
因此,0 <= x

本文通过饮料生产实例,详细介绍线性规划的建模与求解过程。使用PuLP库求解不同条件下的生产计划,包括考虑额外投资及整数规划问题。
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