При аналитическом исследовании моделей математического программирования используются общеизвестные методы отыскания экстремальных значений — классические методы оптимизации.
В качестве основного математического аппарата применяется дифференциальное исчисление для нахождения значения переменных, максимизирующих или минимизирующих целевую функцию. Для использования этих методов математическую модель необходимо преобразовать в систему уравнений относительно искомых величин. Результатом решения модели является получение формул для вычисления искомых величин либо приведение уравнения к виду, для которого решения известны.