作者cuylerLin (cuylerLin)
标题Re: [其他] 三题线性规划(作业研究/管理科学)赠P币-第三题
时间Wed May 6 22:27:01 2020
※ 引述《yi0313ru (Liver)》之铭言:
: 大家好 小妹有三题线性规划实在解不出
: 每题赠第一位正解出的高手税前1,000P聊表心意 共3,000P
: 希望在星期三以前 红包将於星期六统一赠出
: 谢谢各位 跪求前辈相助
: 3. https://imgur.com/CpapWmL
(本文可能有许多运算排版,建议手机使用者横向阅读)
2020/05/07 更新
感谢 illousion大 所提出的问题,以下错误均已修正~
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我以为第三题被解掉了,所以就没仔细看,原来解错了吗XD?
不确定有没有理解错,有错请网友们多多指教XD
直接见图,我的单形法是用 Excel 跑的
https://imgur.com/1BTV5zU
首先因为要周休二日,所以只有七种排班
假设变数 Xi 为第 i 种排班所需要的人数,i = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
排班与星期数对应的储存格,如果是 1 则表示那一天要上班,0 则表示休假
依照此逻辑完成整张表单,该星期栏位我命名为 day_j, j = 1, 2, ..., 7
再来先看第 I 直栏位,储存格 I2:I8 放的就是 X1~X7,我整个栏位命名为 value
最後 o.f. 在 I9 加总求最小,I9 = SUM(I2:I8)
接着看第十横列,放的数值是原本题目中对於每一天的人力需求,我这里设为"下限"
也就是每一天至少需要有那麽多人在上班,f.c.'s 对应到 >=
最後看第九横列,是 I2:I8 与每一个星期数排班的规则做阵列乘法的加总
举例看星期一,上班的人来自排班 1, 4, 5, 6, 7 的人,总数要大於或等於
B9 {=SUM(value*day_1)},其余天数的情况以此类推
最後来看规划求解参数框,目标在 I9 栏位
https://imgur.com/6yIoPze
变数储存格就是刚刚的 value
下面的 f.c.'s 就是上述刚说的,不过因为最後的单位是"人数"
所以我多把每个变数调成 整数 (int) 求解
线性规划的问题完整写出来就是
o.f. min Z = X1 + X2 + X3 + X4 + X5 + X6 + X7
s.t. X1 + X4 + X5 + X6 + X7 >= 12
X1 + X2 + X5 + X6 + X7 >= 8
X1 + X2 + X3 + X6 + X7 >= 6
X1 + X2 + X3 + X4 + X7 >= 9
X1 + X2 + X3 + X4 + X5 >= 10
X2 + X3 + X4 + X5 + X6 >= 12
X3 + X4 + X5 + X6 + X7 >= 10
n.c.'s
X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7 are nonnegative integers
最佳解为 (X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7) = (1, 2, 0, 6, 1, 3, 1)
总共最小值 14 人,且其星期三、四、日均高於下限一人,其余刚好
最後是,我们可以看到排班三不需要有人上班,如果题目额外要求每排班都有人(Xi>0)
就直接做转换 Xi' = Xi - 1 >= 0,最後把所有的 f.c.'s 换掉求完之後再换回去
我另外换了一个线性规划的 solver 来求解,有弄出许多不同的解,但最小值依然为 14
以下举其中三组为例:
(X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7) = (1, 1, 1, 5, 3, 2, 1)
其星期五高於下限一人、星期日高於下限两人,其余刚好
(X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7) = (2, 2, 0, 5, 3, 2, 0)
其星期二高於下限一人、星期五高於下限两人,其余刚好
(X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7) = (0, 2, 0, 6, 2, 2, 2)
其星期四高於下限一人、星期日高於下限两人,其余刚好
如果要仔细研究解在高维度 多胞体 (polytope) 上的实际行为
你可以另外去看这些 可行基解 (Basic Feasible solution) 的 defining equations
用每一个限制式的 指标变数 (对应的人工变数 减去 对应的多余变数) 来看是否为零
以上作法请 原PO 参考,有错的话也请网友们提出讨论~
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