线性规划最优解
解题步骤
线性规划问题的最优解通常出现在可行域的顶点上。因此,我们可以通过求解约束条件的交点来找到这些顶点,然后计算目标函数在这些顶点的值,从而确定最优解。
第一步:绘制约束条件
约束条件 2x1+3x2≤24:
- 等式形式:2x1+3x2=24
- 当 x1=0,x2=8;当 x2=0,x1=12。
- 连接点 (0,8) 和 (12,0)。
约束条件 3x1+2x2≤26:
- 等式形式:3x1+2x2=26
- 当 x1=0,x2=13;当 x2=0,x1=326≈8.67。
- 连接点 (0,13) 和 (26/3,0)。
非负约束:x1≥0,x2≥0,限制解在第一象限。
第二步:求约束条件的交点
我们需要求解以下两个约束的交点:
用消元法求解:
将第一式乘以 3,第二式乘以 2:
两式相减:
将 x2=4 代入第一式:
因此,交点为 (6,4)。
第三步:确定可行域的顶点
可行域的顶点包括:
- (0,0):两个约束和非负约束的交点。
- (0,8):2x1+3x2=24 与 x1=0 的交点。
- 检查是否满足 3x1+2x2≤26:3×0+2×8=16≤26,满足。
- (6,4):两个约束的交点。
- (26/3,0):3x1+2x2=26 与 x2=0 的交点。
- 检查是否满足
,满足。
- 检查是否满足
第四步:计算目标函数在各顶点的值
计算 f=x1+x2:
- (0,0):f=0+0=0
- (0,8):f=0+8=8
- (6,4):f=6+4=10
- (26/3,0):f=326+0≈8.67
第五步:确定最优值
比较以上结果,最大的 f 值为 10,对应的点是 (6,4)。
验证
验证 (6,4) 是否满足所有约束:
- 2×6+3×4=12+12=24≤24,满足。
- 3×6+2×4=18+8=26≤26,满足。
- x1=6≥0,x2=4≥0,满足。
结论
该线性规划问题的最优值为 10,在点 (6,4) 处取得。