线性规划问题

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1、数学模型实验报告投资规划问题姓名田璐璐学号1112123067专业及班级统计11021某银行经理计划用一笔资金进行有价证券的投资，可供购进的证券以及其信用等级、到期年限、收益如下表所示。按照规定，市政证券的收益可以免税，其他证券的收益需按50%的税率纳税。此外还有以下限制：（1）政府及代办机构的证券至少要购进400万元；（2）所购证券的平均信用等级不超过1.4（信用等级数字越小，信用程度越高）；（3）所购证券的平均到期年限不超过5年。证券名称证券种类信用等级到期年限到期税前收益（%）A市政294.3B代办机构2155.4C政府145.0D政府134.4E市政524.5问题：（1）若该

2、经理有1000万元资金，应如何投资？（2）如果能够以2.75%的利率借到不超过100万元资金，该经理应如何操作？（3）在1000万元资金情况下，若证券A的税前收益率增加为4.5%，投资应否改变？若证券C的税前收益减少为4.8%，投资应否改变？一、摘要本文针对证券投资问题，采用线性规划模型，用Lingo软件求解得到了不同限制条件下的最佳投资方案。对于问题一，该经理有1000万元资金，进行投资。即在一定的约束条件下，建立线性规划模型，使用Lingo软件解线性规划即可得到答案。可得A证券的投资资金为218.1818万元，B证券的投资资金为0，C证券的投资资金为736.3636万元，D证券的

3、投资资金为0，E证券的投资资金为45.45455万元，在此情况下，获益最大为29.83636万元。对于问题二，涉及到借款的问题，收益就会因借款而减小。同样运用线性规划的方法，对整体求最优解。在1000万元资金情况下，若证券A的税前收益率增加为4.5%，投资策略在不改变。证券C的税前收益减少为4.8%A证券的投资资金为336万元，B证券的投资资金为0，C证券的投资资金为0万元，D证券的投资资金为648万元，E证券的投资资金为16万元。在此情况下，获益最大为29.424万元对于问题三，在问题一的基础上，进行灵敏度分析，当变量在一定范围里变动时，不改变投资计划。用LINGO求解，若该经理能

4、以2.75%的利率借到不超过100万元资金，他应该改变投资策略，A证券的投资资金为240万元，B证券的投资资金为0，C证券的投资资金为810万元，D证券的投资资金为0，E证券的投资资金为50万元，在此情况下，获益最大为30.07万元，应借款100万元。关键词：线性规划、LINGO、灵敏度分析二、问题的复述某银行经理计划用一笔资金进行有价证券的投资，为了实现证券投资的有效组合（降低风险和收益最大化），投资者要有正确的投资决策。可供购进的证券以及其信用等级、到期年限、收益如下表所示。按照规定，市政证券的收益可以免税，其他证券的收益需按50%的税率纳税。此外还有以下限制：（1）政府及代办机

5、构的证券至少要购进400万元；（2）所购证券的平均信用等级不超过1.4（信用等级数字越小，信用程度越高）；（3）所购证券的平均到期年限不超过5年。证券名称证券种类信用等级到期年限到期税前收益（%）A市政294.3B代办机构2155.4C政府145.0D政府134.4E市政524.5建立模型：（1）若该经理有1000万元资金，投资建立模型使收益最大化（2）如果能够以2.75%的利率借到不超过100万元资金，该经理应如何操作？（3）在1000万元资金情况下，若证券A的税前收益率增加为4.5%，投资应否改变？若证券C的税前收益减少为4.8%，投资应否改变？一、问题的分析该问题属于线性规划问

6、题，即在一定约束条件下建立线性规划模型，找到最优的解，使利润最大化。通过建立模型，使用Lingo软件解线性规划即可得到答案。二、问题的假设（1）假设该经理所购证券都只是简单地一次投资，不进行再投资。（2）假设题中所涉及的收益率和利率都与年限无关。（3）假设所有证券的信用等级在15年内不发生任何变化。（4）假设所有证券的到期税前收益在15年内不发生任何变化。（5）假设所有证券的到期税前税率在15年内不发生任何变化。三、符号说明x1投资证券A的金额x2投资证券B的金额x3投资证券C的金额x4投资证券D的金额x5投资证券E的金额y以2.75%的利率借到的资金金额w所有投资的证券总收益四、建

7、立数学模型及求解模型一建立模型：目标函数：设所有投资的证券总收益为W万元,约束条件：政府及代办机构证券购买量：平均信用等级：不超过1.4，即：平均到期年限：不超过5年，即：总资金：模型求解：MaxS.t.用LINGO求解，可得A证券的投资资金为218.1818万元，B证券的投资资金为0，C证券的投资资金为736.3636万元，D证券的投资资金为0，E证券的投资资金为45.45455万元，在此情况下，获益最大为29.83636万元。模型二建立模型：目标函数：