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六、线性规划
线性规划题型判断:有资源约束、求最大值或最小值
各种约束条件下的线性函数。设X、Y,列函数。
【第1题】
某工厂计划生产甲、乙两种产品,生产每套产品所需的设备台时、A、B 两种原材料和可获取利润以及可利用资源数量如下表所示。则应按( )方案来安排计划以使该工厂获利最多。
| 甲 | 乙 | 可利用资源 | |
| 设备(台时) | 2 | 3 | 14 |
| 原材料 A(千克) | 8 | 0 | 16 |
| 原材料 B(千克) | 0 | 3 | 12 |
| 利润(万元) | 2 | 3 |
A. 生产甲 2 套,乙 3 套
B. 生产甲 1 套,乙 4 套
C. 生产甲 3 套,乙 4 套
D. 生产甲 4 套,乙 2 套
【答案】B
【解析】本题考查的是线性规划。
1. 建立数学模型:设生产甲产品 x 套,乙产品 y 套,利润为 Z 万元。
2. 求解约束条件的可行域顶点
3. 结论:利润最大的方案是生产甲产品 1 套,乙产品 4 套,此时总利润为14 万元。
本题选择代入法是最快的,分别每个选项的数值代入计算,哪个最大并满足约束条件即可。
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【第2题】
某企业生产甲、乙两种产品,其单位利润分别是 300 元、200元,该公司有两个机械加工中心Ⅰ和Ⅱ , 它们每天工作的有效工时分别为 20 小时、18 小时。 甲、乙产品都需经过这两个中心加工,生产每单位产品甲在加工中心Ⅰ需要 1 小时,在加工中心Ⅱ需要 3 小时。生产每单位产品乙在加工中心 Ⅰ和Ⅱ各需要 2 小时和 1 小时。根据市场调查,产品甲的日需求量不会超过 5 单位,产品乙则无论生产多少都能售完。利润最大的生产方案是( )。
A. 每天生产产品甲 4.2 单位,乙 8.6 单位
B. 每天生产产品甲 4.6 单位,乙 6.8 单位
C. 每天生产产品甲 3.6 单位,乙 7.5 单位
D. 每天生产产品甲 3.2 单位,乙 8.4 单位
【答案】D
【解析】首先根据题干中的信息,列出方程式,假设生产甲X 单位,生产乙 Y 单位。
X+2Y≤20,3X+Y≤18,求出来的甲和乙需要同时符合 2 个不等式,我们将选项中给出的结果代入不等式中:
A 选项代入甲乙在中心 Ⅰ 的时间总和为 21.4 超过了 20,不符合;
B 选项代入甲乙在中心Ⅱ的时间总和为 20.6,超过了 18,不符合;
C 选项代入甲乙在中心Ⅱ的时间总和为 18.3,超过了 18,不符合;
D 选项代入甲乙在中心 Ⅰ 的时间总和为 20,在中心Ⅱ的时间总和为 18,符合要求。
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【第3题】
产量(X,台)与单位产品成本(Y,元/台)之间的回归方程为 Y=362-2X,这说明( )。
A. 产品产量每增加 1 台,单位产品成本减少 2 元
B. 产品产量每增加 1 台,单位产品成本增加 2 元
C. 产品产量每增加 1 台,单位产品成本减少 365 元
D. 产品产量每增加 1 台,单位产品成本增加 365 元
【答案】A
【解析】本题考查的是线性规划。
产量 X,单位产品成本 Y,回归方程为 Y=362-2X,X 增加 1,Y 减少 2,X 越大 Y 越小,所以就是产品产量每增加 1 台,单位产品成本减少 2 元。
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【第4题】
某化工企业接到一份 10 吨新材料研发的订单 100 万元,该材料由甲、乙、丙三种原材料构成,其中所含金属 A 不少于4400 克,金属 B 不少于 4800 克,金属 A 和金属 B 在原材料中的含量及单价如下表所示。经过不断测算和实验,为了获得满足客户要求的这种新材料,该企业最多可获得的利润为( )万元。
甲 | 乙 | 丙 | |
金属 A(克/吨) | 400 | 600 | 400 |
金属 B(克/吨) | 800 | 200 | 400 |
单位(万元/吨) | 7 | 6 | 5 |
A.58
B.64
C.42
D.56
【答案】C
【解析】假设甲生产 X 吨,乙生产 Y 吨,丙生产 Z 吨,列出不等式:
① 400X+600Y+400Z ≥ 4400
② 800X+200Y+400Z ≥ 4800
X+Y+Z=10
求 min(7X+6Y+5Z)
解不等式首先要把不等式变成等式:
③ 400X+600Y+400Z=4400
④ 800X+200Y+400Z=4800
⑤ Z=10-X-Y
将⑤代入③ 、④得:
4000-400Y-400Z+600Y+400Z=4400
8000-800Y-800Z+200Y+400Z=4800
得出:200Y=400,400X-200Y=800
解之,Y=2,X=3,Z=5
将求出的 X、Y、Z 代入min(7X+6Y+5Z)=58万元。
得出的最小成本为58万元。
!!!题中需要求的是最大利润,利润=预算-最小成本=100-58=42 万元。
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【第5题】
某炼油厂根据计划每季度供应合同单位汽油和煤油各 16 吨,该厂从甲乙两处场地运回原油提炼。已知两处原油成分如下表所示,且甲乙两地采购成本分别为 200 元每吨和 300 元每吨。对于该炼油厂,需要从乙采购(1)吨方能使此次采购的成本最低,最低的采购成本是(2)元。
原油成分 | 甲 | 乙 |
汽油 | 20% | 40% |
煤油 | 50% | 20% |
其他 | 30% | 40% |
(1)A. 10 B. 20 C. 30 D. 40
(2)A. 12000 B. 13000 C. 14000 D. 15000
【答案】(1)C (2)B
【解析】本题考查的是线性规划。
假设从甲处采购 X 吨,从乙处采购 Y 吨,则:
① 20%X+40%Y≥16
② 50%X+20%Y≥16
求Min(200X+300Y)
解不等式首先要把不等式变成等式:
③ 20%X+40%Y=16
④ 50%X+20%Y=16
然后令④*2-③得:
解之,X=20,Y=30。
将 X、Y 代入 Min(200*20+300*30)=13000 元。
需要从乙处采购 30 吨方能使此次采购的成本最低,最低的采购成本是 13000 元。
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【第6题】
某电池厂生产甲,乙两种型号,产品(单位:万个),这两种产品都需要设备和 A、B 两种原材料。利润与资源限制条件如表所示,为了获得最大的利润,该电池厂每天生产的甲产品的数量应为(1)万个,此时该企业每天的利润为(2)万元。
| 甲 | 乙 | 资源限制条件 | |
| 设备(台式) | 2 | 3 | 20 |
| 原材料 A(千克) | 3 | 1 | 15 |
| 原材料 B(千克) | 0 | 2 | 12 |
| 利润(万元) | 2 | 4 |
(1)A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
(2)A. 20 B. 22 C. 24 D. 26
【答案】(1)A(2)D
【解析】假设该电池厂每天生产甲产品X 万个,生产乙产品Y 万个,每天的利润为 Z 万元。
① 2X+3Y≤20
② 3X+Y≤15
③ 2Y≤12
解得:Y=6,代入①中求得 X=1,代入②中求得 X=3。
当 X=1 时满足①② , 当 X=3 时满足②不满足① , 超过设备限制条件,所以X取1。
利润 Z=2X+4Y=2*1+4*6=26 万元。
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【第7题】
某乳制品加工厂用纯牛奶和酸牛奶两种生产原料,加工生产甲、乙两种乳制品。该厂加工每单位乳制品消耗原料数、现有原料数、每单位乳制品的利润如下表所示。则该公司的最大利润为(1)万元。公司获得最大利润时,生产甲的数量是(2)吨。
甲 | 乙 | 现有原料(吨) | ||
原料(吨) | 纯牛奶 | 1 | 2 | 86 |
酸牛奶 | 5 | 3 | 150 | |
利润(万元) | 3 | 4 | ||
(1)A. 140 B. 144 C. 175 D. 178
(2)A. 5 B. 6 C. 40 D. 50
【答案】(1)D (2)B
【解析】假设生产甲产品 X 吨,乙产品 Y 吨。可得到以下数学式:
① X+2Y≤86
② 5X+3Y≤150
解之,Y=40,X=6。
求MAX(3X+4Y)
根据上述不等式可以得出,当 Y=40,X=6 时利润最大,最大利润=3×6+4×40=178 万元。
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【第8题】
已知某公司生产 AB 两种产品,其中生产 1 件 A 产品需要 1 个单位的甲资源,3 个单位的丙资源;生产 1 件 B 产品需要 2 个单位的乙资源和 2 个单位的丙资源。已知现有甲乙丙三种资源 4 个单位、12个单位和 18 个单位。通过市场预测,可知 A 产品的单位市场利润为 2 元,B 产品的单位市场利润为 5元。该公司获得最大的市场利润应生产 A 产品(1)件,此时(2)资源仍有剩余。
(1)A. 0 B. 2 C. 4 D. 6
(2)A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 甲及丙
【答案】(1)B (2)A
【解析】本题考查的是线性规划。
A 产品 | B 产品 | 总数 | |
甲资源 | 1 | 4 | |
乙资源 | 2 | 12 | |
丙资源 | 3 | 2 | 18 |
利润 | 2 | 5 |
假设产品A 为 X 件、产品B 为 Y 件,则:
① 3X+2X≤18
② X≤4
③ 2Y≤12
利润 Z=2X+5Y
解不等式首先要把不等式变成等式:
④ 3X+2Y=18
⑤ X=4
⑥ 2Y=12
当 X=2,Y=6 时,Z 最大,Z=2×2+5×6=34,甲资源用了 2 单元,还剩 2单元。
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【第9题】
某炼油厂每季度需供应合同单位汽油 15 吨,煤油 12 吨,重油 12 吨,该厂从甲、乙两处运回原油提炼,已知两处炼油成分如表所示。从甲处采购原油价格(含运费)为 2000 元/吨,乙处为 2900 元/吨,为了使成本最低,炼油厂每季度应从甲处采购(1)吨,乙处采购(2)吨。
原油成分 | 甲 | 乙 |
汽油 | 0.15 | 0.50 |
煤油 | 0.20 | 0.30 |
重油 | 0.50 | 0.15 |
其他 | 0.15 | 0.5 |
(1)A. 15 B. 20 C. 25 D. 30
(2)A. 20 B. 25 C. 30 D. 35
【答案】(1)A(2)C
【解析】设每季度从 A 处采购 X 万吨原油,从 B 处采购 Y 万吨原油,列出方程式:
0.15X+0.5Y≥15 ①
0.2X+0.3Y≥12 ②
0.5X+0.15Y≥12 ③
最低运费 Min(2000X+2900Y),②*5-③*2,得出Y=30,X=15,代入①满足条件,故每季度从 A处采购 15 万吨原油,从 B 出采购 30 万吨原油。
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【第10题】
某公司承接了一项业务,需研发 2 个新产品 A,4 个新产品 B,需要市场上两种平台资源甲和乙。 甲售价 300 万元/台,可支持研发 1 个新产品A 和 2 个新产品 B。乙售价 200 万元/台,可支持研发 2 个新产品A 和 1 个新产品 B,该公司应购买甲乙各(1)台,可完成业务且花费的成本最低,最低成本为(2)万元。
(1)A. 2,1 B. 1,2 C. 0,2 D. 2,0
(2)A. 800 B. 700 C. 600 D. 400
【答案】(1)D(2)C
【解析】本题考查的是线性规划。
假设甲 X 件、乙 Y 件,则:
X+2Y=2
2X+Y=4
解方程式 X=2,Y=0,最低成本为 600 万元。
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【第11题】
一个项目需要 A 和 B 两种资源,每种资源包含材料 1、材料 2。对于项目来说,这两种材料每日需要量如表所示。请问项目每日使用资源 A 的量为(1),使用资源 B 的量为(2),可使得在满足要求的情况下总费用最少。
资源 A | 资源 B | 每日最少需要量(个) | |
材料 1 | 10 | 4 | 20 |
材料 2 | 5 | 5 | 15 |
价格(万元) | 6 | 3 |
(1)A. 4/3 B. 5/3 C. 2 D. 7/3
(2)A. 4/3 B. 5/3 C. 2 D. 7/3
【答案】(1)A(2)B
【解析】线性规划问题,设 A 的量为 X,B 的量为 Y,
10X+4Y≥20;
5X+5Y≥15,
解得 X=4/3,Y=5/3。
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【第12题】
某工厂生产甲乙两种产品,每生产一件甲产品需要 2 吨钢材,1 立方米木材,4 吨水泥;每生产一件乙产品需要 3 吨钢材,4 立方米木材,1 吨水泥。现有 10 吨钢材,10 立方米木材,20 吨水泥。产品销售后,每件甲产品可获利 1 万元,每件乙产品可获利 2 万元,为获得最高的经济利益,该工厂应生产(1)件甲产品,获得总利润是(2)万元。
(1)A. 2 B. 4 C. 3 D. 1
(2)A. 6 B. 2 C. 8 D. 4
【答案】(1)A(2)A
【解析】设生产甲产品的数量为 x 件,生产乙产品的数量为 y 件。
目标函数是最大化利润:Z=x+2y
2x+3y ≤10
x+4y≤10
4x+y ≤20
解得,x=2,y=2。
因此,为了获得最高的经济利益,该工厂应生产 2 件甲产品和 2 件乙产品,获得总利润是6 万元。
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【第13题】
某工厂生产甲、乙两种产品,生产 1 件甲产品需要消耗 A 原料 3 千克、B 原料 2 千克,可获得利润 50 元。生产 1 件乙产品需要消耗 A 原料 1 千克、B 原料 4 千克,可获得利润 30 元。 目前工厂有 A原料 130 千克、B 原料 120 千克。 甲产品生产( )件、乙产品生产( )件、能让工厂获得最大利润。
A. 25 25
B. 40 10
C. 35 10
D. 30 15
【答案】B
【解析】设生产甲产品X 件,乙产品Y 件。根据题意,有如下不等式:
X≥0,Y≥0
3X+Y≤130
2X+4Y≤120
目标函数为 Z=50X+30Y
当 X=40,Y=10的时候,利润最大。
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【第14题】
某企业生产甲、乙两种产品,这两种产品都需要 A、B 两种原材料。生产每一个甲产品需要 3 万个A 和6 万个 B,销售收入为 2 万元;生产每一个乙产品需要 5 万个A和 2 万个 B,销售收入为 1 万元,该企业每天可用的 A 数量为 15 万个,可用的 B 数量为 24 万个,为了获得最大的销售收入,该企业每天生产的甲产品的数量应为(1)万个,此时该企业每天的销售收入为(2)万元。
(1)A. 2.75 B. 3.75 C. 4.25 D. 5
(2)A. 5.8 B. 6.25 C. 8.25 D. 10
【答案】(1)B (2)C
【解析】设生产甲产品 X 件,乙产品 Y 件,则有:3X+5Y≤15,6 X+2Y≤24,求得 X=3.75,Y=0.75。销售收入:2×3.75+1×0.75=8.25 万元。