本书主要包括绪论、线性规划与单纯形方法、对偶理论与灵敏度分析、整数规划、非线性规划、凸规划、动态规划、图与网络分析、网络计划技术等九章内容。考虑到线性规划问题与对偶问题在实际中的不同应用,本书分成两个章节分别加以介绍;同时,由于凸规划是一种特殊的非线性规划,其理论证明和算法研究在优化中具有重要作用,因此,本书将凸规划从非线性规划中分离出来,单独编写一章。本书从学生的实际水平和兴趣出发,每一小分支都增加了相应背景的数学史,既加强了理论,又注重理论与实际的结合,每一章后都附有案例分析,并且采用“模块式”的编写手法,便于灵活运用。
本书是作者多年来在为数学与应用数学、信息与计算科学等专业的本科生开设的“运筹学”课程的教学实践的基础上,根据讲义并借鉴其他优化类书籍编写而成的.本书的特点是:
1着眼于激发学生兴趣,深入浅出,对涉及的运筹学各领域的背景及关键人物进行了简要介绍,按发展的时间顺序形成脉络体系,使学生对该领域内容能有整体的认识,以及更深入的理解,克服学生畏惧抽象数学的恐惧心理,充分调动他们学习的积极性和主动性,加深学习印象,巩固学习成果.2为强化本科生动手能力,在每个算法后面均附有算法实现的MATLAB程序源代码,加深学生对理论知识的理解和印象,实现理论与实践的结合,并且算法步骤较为详尽.3非线性规划理论部分的内容较其他教材更完整、全面,证明更详细,有深入学习需求的学生和相关科研工作者可进行选读.4在章节的安排上既注重理论,又力求联系经济、管理以及工程的实际,每章最后附有相应的案例分析,从而使得运筹学的思想方法能够看得见、摸得着.5在写作手法上,采用学生易于接受的形式,循序渐进,很多结论都配有几何解释,并进行图示说明,同时书中附有较多的应用实例和较完整的理论证明,并配有较丰富的习题.本书是运筹学的通用教材,对于一般的本科生,对非线性规划部分某些抽象的理论证明理解或了解即可,不必花过多的精力,并不影响本书的阅读;对于一般读者,只需具备微积分、线性代数以及少量的概率论的知识即可.本书可作为高年级本科生和研究生的专业教材,也可作为经济、管理、工程技术等领域相关人员的参考书.本书共9章,全部讲授约需86学时.使用本书进行教学时,各专业可根据自身特点和需要适当选讲,尤其是5~9章的内容相对比较独立,对于学时偏少的专业,可着重讲授其中的几章,而其余章节可作为选读材料.本书的编写得到了河北大学及相关兄弟院校的大力支持与帮助,也得到了同仁们的关心和指导,同时参考了大量中外文文献资料,作者在此一并表示衷心的感谢.全书由尤翠莲、苏珂完成书稿的统筹工作,马红艳负责统稿审校.许春编写了第1、4章,任乐乐编写了第2章,郝杨阳编写了第3章,李小川编写了第5章,侯茹月编写了第6、9章,张瑞丽编写了第7章,张元元编写了第8章.由于作者水平有限,书中难免有不足和错误之处,恳切希望得到运筹学界专家及读者的批评和指正.
前 言
第1章 绪论1
1.1 运筹学概况1
1.2 基本数学模型8
习题1 11
参考文献11
第2章 线性规划与单纯形
方法12
2.1 线性规划问题与模型12
2.2 线性规划的图解法18
2.3 线性规划的基本理论20
2.4 单纯形方法24
习题2 36
参考文献39
求单纯形的MATLAB源程序代码39
第3章 对偶理论与灵敏度
分析41
3.1 对偶线性规划模型42
3.2 对偶理论45
3.3 影子价格48
3.4 对偶单纯形方法49
3.5 灵敏度分析52
3.6 应用举例57
习题3 59
参考文献61
求对偶单纯形的MATLAB源程序代码61
第4章 整数规划64
4.1 整数规划问题及模型64
4.2 割平面法67
4.3 分枝定界法72
4.4 隐枚举法79
习题4 81
参考文献82
第5章 非线性规划83
5.1 非线性规划模型与基本
概念83
5.2 非线性规划的最优性条件86
5.3 一维搜索93
5.4 无约束最优化方法97
5.5 约束最优化方法111
习题5 123
参考文献124
MATLAB源程序代码124
第6章 凸规划130
6.1 凸集130
6.2 凸函数及其性质134
6.3 凸规划138
习题6 139
参考文献140
第7章 动态规划141
7.1 多阶段决策问题142
7.2 动态规划的基本概念146
7.3 动态规划的最优性原理和基本
方程148
7.4 应用举例151
习题7 159
参考文献160
第8章 图与网络分析161
8.1 图与网络的基本概念161
8.2 连通图164
8.3 图的矩阵表示168
8.4 树与生成树170
8.5 最小树问题172
8.6 最短路问题175
8.7 最大流问题179
8.8 最小费用流问题185
习题8 188
参考文献190
第9章 网络计划技术191
9.1 网络图的绘制192
9.2 时间参数与关键路径196
9.3 网络计划的优化201
习题9 209
参考文献210