猫鸡米过河数学建模

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1, 0,1, 0 0,1, 0, 0 1,1, 0, 0 0, 0,1, 0 1,1,1, 0 2 (5) 1, 0, 0,1 0,1,1,1 1, 0, 0, 0 0,1,1, 0 1, 0,1, 0 0, 0, 0, 0 1,1, 0, 0 0,1,1, 0 (7)1, 0,1, 0 1, 0, 0,1 0, 0,1,1 1, 0, 0, 0 0, 0,1, 0
第7步已经出现了(0,0,0,0)状态,说明经7次运载即可,其过程为:
人, 鸡 人 人, 猫(或米)人,鸡 人, 米(或猫)人 人, 鸡
因此,该问题的最优方案有2种: 1、人先带鸡过河,然后人再回来,把米带过河,然后把 鸡运回河岸,人再把猫带过河,最后人回来把鸡带过去。 2、人先带鸡过河,然后人再回来,把猫带过河,然后把鸡运 回河岸,人再把米带过河,最后人回来把鸡带过去。

可取运算:规定A与B相加时对每一分量按 二进制法则进行 (0+0=0,1+0=0+1=1,1+1=0 )。这样, 一次渡河就是一个可取状态向量与一个可 取运载向量相加,可取状态经过加法运算 仍是一个可取状态,这种运算称为可取运 算。在上述规定下,问题转化为:从初始 状态(1,1,1,1)至少经过多少次(奇数次) 可取运算才能转化为状态(0,0,0,0)。
1, 0,1, 0 0,1,1,1 1,1, 0, 0 0, 0, 0,1 (3) 1,1, 0,1 1, 0, 0,1 0,1, 0, 0 1, 0, 0, 0 0,1, 0,1
四、模型的建立





我们将人,猫,鸡,米依次用四维向量中的分量表示,即 (人, 猫, 鸡, 米)。 可取状态向量:各分量取1表示左岸的状态,例如(1,1, 1,1)表示它们都在左岸,(0,1,1,0)表示猫,鸡 在左岸,人,米在右岸;由于问题中的限制条件,有些状 态是允许的,有些状态是不允许的。凡问题可以允许存在 的状态称为可取状态。对本问题来说,可取状态向量A可 以用穷举法列出来: (1, 1, 1, 1),(1, 1, 1, 0),(1, 1, 0, 1), (1, 0, 1, 1),(1, 0, 1, 0);(,0, 0, 0, 0), (0, 0, 0, 1),(0, 0, 1, 0),(0, 1, 0, 0),(0,1,0,1). 可取运载:将船的一次运载也可用向量表示,即可取运载 向量。当一物在船上时相应分量记为1,否则记为0,如 (1,1,0,0)表示人和猫在船上,即人带猫过河。本问题的 可取运载向量B共有四个: (1, 1, 0, 0)(1, 0, 1, 0)(1, 0, 0, 1)(1, 0, 0, 0)
1,0,1,0 1,0,1,1 1,1,0,0 1,1,0,1 (4) 0,0,0,1 1 1,0,0,1 1,0,0,0 1,0,0,0 1,0,0,1
(5)
1, 0,1, 0 1, 0, 0, 0 1,1, 0, 0 1,1,1, 0 (6) 0, 0,1, 0 1, 0, 0,1 1, 0,1,1 1, 0, 0, 0 1, 0,1, 0
1, 0,1, 0 1,1,1, 0 1,1, 0, 0 1, 0, 0, 0 0,1, 0, 0 2 (4) 1, 0, 0,1 1,1, 0,1 1, 0, 0, 0 1,1, 0, 0
人、猫、鸡、米渡河问题

一、问题的提出 模仿”商人过河”模型,做下面游戏: 人带着猫、鸡、米过河,从左岸到右岸, 船除需要人划之外,至多能载猫、鸡、 米三者之一,而当人不在场时猫要吃鸡、 鸡要吃米。设计一个过河方案,建立数 学模型,并使渡河次数尽量地少。


二、问题的假设
1:假设船,划船的人外至多能载猫、鸡、 米三者之一。 2:当人不在场时,猫一定会吃鸡、鸡一定 会吃米。



三、模型的分析
因为这是个简单问题,研究对象少所以 可以用穷举法,简单运算和图论即可解 题。从状态(1,1,1,1)经过奇数次运算 变为状态(0,0,0,0)的状态转移过程为 什么是奇数次?我们注意到过河有两种, 奇数次的为从左岸到右岸,而偶数次的 为右岸回到左岸,因此得到下述转移方 程,所以最后应该是事件结束时状态转 移数为奇数次。







六、 模型的评价
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五、模型的求解

如果一个状态是可取的就打√,否则就打×, 虽然可取但已重复就打∧,于是问题可用 穷举法解答如下:
1, 0,1, 0 0,1, 0,1 1, 0,1, 0 1,1,1,1 1,1, 0, 0 0, 0,1,1 1,1, 0, 0 1, 0,1,1 (1) 1,1,1,1 (2) 0,1, 0,1 1, 0, 0,1 0,1,1, 0 1, 0, 0,1 1,1, 0, 0 1, 0, 0, 0 1, 0, 0, 0 0,1,1,1 1,1, 0,1
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