數學建模 線性規劃與matlab解法

2021-08-04 08:48:00 字數 3173 閱讀 3488

1.1.1 線性規劃的例項和定義

某工具機廠生產甲、乙兩種工具機,每台銷售後的利潤分別為4000元與3000元。生產甲工具機需用a、b機器加工,加工時間分別為每台2h和1h;生產乙工具機需用a、b、c三種機器加工,加工時間為每台1h。若每天可用於加工的機器時數為a機器10h、b機器8h和c機器7h,問該廠應生產甲、乙工具機各幾台,才能使總利潤最大?

設總利潤為

z ,生產x1

台甲機器,生產x2

臺乙機器,則目標函式z=

4x1+

3x2

約束條件s.t.(subject to)⎧⎩

⎨⎪⎪⎪

⎪2x1

+x2≤

10,x1

+x2≤

8,x2

≤7,x

1,x2

≤0。

1.1.2 線性規劃問題的解的概念

一般情況目標

函式ma

x(z=

∑ni=

1cix

i),約

束條件s

.t.。

(2)購買si

(i=1

,2,.

..,n

) 所付交易費是乙個分段函式,即

交易費 = {p

ixi,

xi>ui

,piu

i,xi

≤ui。

而題目所給的定值ui

(單位:元)相對總投資m很少,pi

ui更小,這樣購買si

的淨收益可以簡化為(r

i−pi

)xi 。

(3)要使淨收益盡可能大,總體風險盡可能小,這是乙個多目標規劃模型。

目標函式為{m

ax∑n

i=0(

ri−p

i)xi

,min

(max

1≤i≤

n(qi

xi))

(4)模型優化。

①在實際投資中,投資者承受風險的程度不一樣,若給定風險乙個界限a,時最大的乙個風險率為a,即qi

xim≤

a(i=

1,2,

...,

n), 可找到相應的投資方案。這樣把多目標規劃變成乙個目標的線性規劃。

模型一:固定風險水平,優化收益ma

x∑ni

=0(1

+pi)

xi,s

.t.{

qixi

m≤a,

i=1,

2,..

.,n,

∑ni=

0(1+

pi)x

i=m,

xi≥0

,i=0

,1,.

..,n

。 ②在實際投資中,若投資者希望總盈利至少達到水平k以上,在風險最小的情況下尋求相應的投資組合。

模型二:固定盈利水平,極小化風險mi

n(ma

x1≤i

≤n(q

ixi)

)。s.

t.⎧⎩

⎨∑ni

=0(r

i−pi

)xi≥

k,∑n

i=0(

1+pi

)xi=

m,xi

≥0,i

=0,1

,2,.

..,n

。 ③投資者在權衡資產風險和預期收益兩方面時,希望選擇乙個令自己滿意的投資組合。因此對風險,收益分別賦予權重s(

01)和s

−1,s

稱為投資

偏好係數

模型三:帶有權值的風險收益模型mi

n(s⋅

max1

≤i≤n

(qix

i))−

(1−s

)∑ni

=0(r

i−pi

)xi,

s.t.

{∑ni

=0(1

+pi)

xi=m

,xi≥

0,i=

0,1,

2,..

.,n。

1.2.3 模型的求解

模型一:

MATLAB數學建模 3 非線性規劃

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