2011年全国大学生数学建模竞赛测试试题
2011年大学生数学建模竞赛试题(全套)
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)A题城市表层土壤重金属污染分析随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加,人类活动对城市环境质量的影响日显突出。
对城市土壤地质环境异常的查证,以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价,研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式,日益成为人们关注的焦点。
按照功能划分,城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等,分别记为1类区、2类区、……、5类区,不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。
现对某城市城区土壤地质环境进行调查。
为此,将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域,按照每平方公里1个采样点对表层土(0~10 厘米深度)进行取样、编号,并用GPS记录采样点的位置。
应用专门仪器测试分析,获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。
另一方面,按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样,将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。
附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息,附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度,附件3列出了8种主要重金属元素的背景值。
现要求你们通过数学建模来完成以下任务:(1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布,并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。
(2) 通过数据分析,说明重金属污染的主要原因。
(3) 分析重金属污染物的传播特征,由此建立模型,确定污染源的位置。
(4) 分析你所建立模型的优缺点,为更好地研究城市地质环境的演变模式,还应收集什么信息?有了这些信息,如何建立模型解决问题?B题交巡警服务平台的设置与调度“有困难找警察”,是家喻户晓的一句流行语。
警察肩负着刑事执法、治安管理、交通管理、服务群众四大职能。
为了更有效地贯彻实施这些职能,需要在市区的一些交通要道和重要部位设置交巡警服务平台。
每个交巡警服务平台的职能和警力配备基本相同。
数学建模考试题(2011)
2011数学建模考试题(开卷)1.某饮料公司拥有甲、乙两家饮料厂,都能生产A、B两种牌号的饮料。
甲饮料厂生产A饮料的效率为8吨/小时,生产B饮料的效率为10吨/小时;乙饮料厂生产A饮料的效率为10吨/小时,生产B饮料的效率为4吨/小时。
甲饮料厂生产A饮料和B饮料的成本分别为1000元/吨和1100元/吨;乙饮料厂生产A饮料和B饮料的成本分别为850元/吨和1000元/吨。
现该公司接到一生产订单,要求生产A饮料1000吨,B饮料1600吨。
假设甲饮料厂的可用生产能力为200小时,乙饮料厂的生产能力为120小时。
(1)请你为该公司制定一个完成该生产订单的生产计划,使总的成本最小(要求建立相应的线性规划模型,并给出计算结果)。
(2)由于设备的限制,乙饮料厂如果生产某种牌号的饮料,则至少要生产该种牌号的饮料300吨。
此时上述生产计划应如何调整(给出简要计算步骤)?2.讨价还价中的数学。
在当前市场经济条件下,在商店,尤其是私营个体商店中的商品,所标价格a与其实际价值b之间,存在着相当大的差距。
对购物的消费者来说,总希望这个差距越小越好,即希望比值λ接近于1,而商家则希望λ>1。
这样,就存在两个问题:第一,商家应如何根据商品的实际价值(或保本价)b来确定其价格a才较为合理?第二,购物者根据商品定价,应如何与商家"讨价还价"?第一个问题,国家关于零售商品定价有相关规定,但在个体商家实际定价中,常用"黄金数"方法,即按实际价b定出的价格a,使b:a≈0.618。
虽然商品价值b位于商品价格a 的黄金分割点上,考虑到消费者讨价还价,应该说,这样定价还是较为合理的。
对消费者来说,如何"讨价还价"才算合理呢?一种常见的方法是"对半还价法":消费者第一次减去定价的一半,商家第一次讨价则加上二者差价的一半;消费者第二次还价要减去二者差价的一半;如此等等。
2011数学建模竞赛试题
数学建模竞赛试题1、磁盘的最大存储量现有一张半径为R 的磁盘,它的存储区是半径介于r 与R 之间的环形区域,试确定r ,使磁盘具有最大存储量。
2、新工人的学习曲线在电冰箱、电视机、汽车等行业中,装配工人的工作是一种重复性的熟练劳动。
在这些行业中,新工人的学习过程如下:刚开始时由于技术不熟练,生产单位产品需要较多的劳动时间,随着不断的工作,新工人的熟练程度逐步提高,生产单位产品所需的劳动时间越来越短;当工人达到完全熟练程度以后,生产单位产品所需要的劳动时间就会稳定在一个定值。
纺织厂招收一批新工人学习1511型织布机的操作。
观察工人的学习过程发现,当累计织完25匹布以后,工人织每匹布需要用16小时;当累计织完64匹布时,工人织每匹布用10小时.已知熟练工人织每匹布用8小时,是确定出新工人的学习曲线,并计算新工人用多少时间才能达到熟练工人的程度。
3、工人数量调整问题一工厂有x 名技术工人和y 名非技术工人,每天可生产的产品产量为2(,)f x y x y =现有16名技术工人和32名非技术工人,而厂长计划再雇佣一名技术工人。
试求厂长如何调整非技术工人的人数,可保持产品产量不变?4、乙酸回收的最好效果在,A B 两种物质的溶液中,我们想提取出物质A ,可以采取这样的方法:在,A B 的溶液中加入第三种物质C ,而C 与B 不互溶,利用A 在C 中的溶解度较大的特点,将A 提取出来。
这种方法就是化工中的萃取过程。
现有稀水溶液的乙酸,利用苯作为溶剂,设苯的总体积为m 。
进行3次萃取来回收乙酸.问每次应取多少苯量,方使从水溶液中萃取的乙酸最多?5、陈酒出售的最佳时机某酒厂有批新酿的好酒,如果现在就出售,可得总收入050R =万元,如果窖藏起来待来日(第n 年)按陈旧价格出售,第n 年末可得总收入为0R R =元。
而银行利率为0.05r =。
试分析这批好酒窖藏多少年后出售可使总收入的现值最大。
6、森林救火模型森林失火了!消防站接到报警后派多少消防队员前去救火呢?派的队员越多,森林的损失越小,但是救援的开支会越大。
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛A题
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛
承诺书
我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.
我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写):A
我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话):
所属学校(请填写完整的全名):_______________
参赛队员(打印并签名) :1.
2.
3.
指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):
日期:2011年9月12日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛
编号专用页
赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):
全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):。
2011年数学建模竞赛B题参考答案(只做了一半)
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)A题城市表层土壤重金属污染分析随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加,人类活动对城市环境质量的影响日显突出。
对城市土壤地质环境异常的查证,以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价,研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式,日益成为人们关注的焦点。
按照功能划分,城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等,分别记为1类区、2类区、……、5类区,不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。
现对某城市城区土壤地质环境进行调查。
为此,将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域,按照每平方公里1个采样点对表层土(0~10 厘米深度)进行取样、编号,并用GPS记录采样点的位置。
应用专门仪器测试分析,获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。
另一方面,按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样,将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。
附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息,附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度,附件3列出了8种主要重金属元素的背景值。
现要求你们通过数学建模来完成以下任务:(1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布,并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。
(2) 通过数据分析,说明重金属污染的主要原因。
(3) 分析重金属污染物的传播特征,由此建立模型,确定污染源的位置。
(4) 分析你所建立模型的优缺点,为更好地研究城市地质环境的演变模式,还应收集什么信息?有了这些信息,如何建立模型解决问题?题目A题城市表层土壤重金属污染分析摘要:本文研究的是某城区警车配置及巡逻方案的制定问题,建立了求解警车巡逻方案的模型,并在满足D1的条件下给出了巡逻效果最好的方案。
在设计整个区域配置最少巡逻车辆时,本文设计了算法1:先将道路离散化成近似均匀分布的节点,相邻两个节点之间的距离约等于一分钟巡逻路程。
2011数学建模A题参考答案
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛城市表层土壤重金属污染模型初探摘要土壤是人类赖以生存和发展的物质基础。
对我国这个人口大国而言,土壤问题显得尤为重要,但随着我国社会经济的飞速发展,土壤污染总体上却呈加剧趋势。
本文通过查阅众多文献资料,分析大量数据,探究城市表层土壤重金属污染状况。
通过使用Eviews6.0软件,计算数据的统计特征值,测算重金属在土壤表层的污染指数和变异系数,从而得出各重金属元素的空间分布特征。
然后,分别采用单因子污染指数法和多因子污染指数法,找出同一区域内的主要污染元素,并给出出主要污染原因。
由重金属的空间分布特征、统计特征值及污染原因,分析得出在8种重金属元素中,Cu、Hg、Zn 三种元素污染最为明显,故本文在第三部分重点分析三者的传播特征。
通过分析Matlab 画出的重金属元素污染的分布图,得出重金属元素污染以同心圆的方式向四周传播扩散,而且各点处的重金属元素污染物浓度与该点距污染源的距离成负趋势函数关系的结论。
为了避开由于多污染源叠加影响造成的误差,本文按照元素的污染高浓度聚集点,对整个城区进行分块处理,使得每一个污染块中仅含有一个污染源,从而简化模型,构造出污染物浓度与坐标值间的函数关系式(,,),并通过Cu、Hg、Zn三种元素的Q f x y z数据对函数进行拟合得出参数值,由参数值得出的模型通过了统计中的T检验与F检验,模型拟合度合理,验证了上述模型的正确性及有效性。
为了研究地质环境的演变模式,本文提出引入定期收集同一采样点各金属元素浓度的信息,构建浓度与时间、坐标值之间的函数关系,从而缩小之前模型的误差,使其更符合实际规律。
关键词:统计特征值,污染指数,分块,拟合。
一问题重述随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加,人类活动对城市环境质量的影响日显突出。
对城市土壤地质环境异常的查证,以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价,研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式,日益成为人们关注的焦点。
2011全国大学生数学建模竞赛B题及参考答案
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)B题交巡警服务平台的设置与调度“有困难找警察”,是家喻户晓的一句流行语。
警察肩负着刑事执法、治安管理、交通管理、服务群众四大职能。
为了更有效地贯彻实施这些职能,需要在市区的一些交通要道和重要部位设置交巡警服务平台。
每个交巡警服务平台的职能和警力配备基本相同。
由于警务资源是有限的,如何根据城市的实际情况与需求合理地设置交巡警服务平台、分配各平台的管辖范围、调度警务资源是警务部门面临的一个实际课题。
试就某市设置交巡警服务平台的相关情况,建立数学模型分析研究下面的问题:(1)附件1中的附图1给出了该市中心城区A的交通网络和现有的20个交巡警服务平台的设置情况示意图,相关的数据信息见附件2。
请为各交巡警服务平台分配管辖范围,使其在所管辖的范围内出现突发事件时,尽量能在3分钟内有交巡警(警车的时速为60km/h)到达事发地。
对于重大突发事件,需要调度全区20个交巡警服务平台的警力资源,对进出该区的13条交通要道实现快速全封锁。
实际中一个平台的警力最多封锁一个路口,请给出该区交巡警服务平台警力合理的调度方案。
根据现有交巡警服务平台的工作量不均衡和有些地方出警时间过长的实际情况,拟在该区内再增加2至5个平台,请确定需要增加平台的具体个数和位置。
(2)针对全市(主城六区A,B,C,D,E,F)的具体情况,按照设置交巡警服务平台的原则和任务,分析研究该市现有交巡警服务平台设置方案(参见附件)的合理性。
如果有明显不合理,请给出解决方案。
如果该市地点P(第32个节点)处发生了重大刑事案件,在案发3分钟后接到报警,犯罪嫌疑人已驾车逃跑。
为了快速搜捕嫌疑犯,请给出调度全市交巡警服务平台警力资源的最佳围堵方案。
题目交巡警服务平台的设置与调度摘要:本文研究的是某城区警车配置及巡逻方案的制定问题,建立了求解警车巡逻方案的模型,并在满足D1的条件下给出了巡逻效果最好的方案。
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛A题
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写):A我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话):所属学校(请填写完整的全名):_______________参赛队员(打印并签名) :1.2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):日期:2011年9月12日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):基于GS技术的城市土壤重金属污染分析摘要本文我们主要解决的问题是如何通过污染物在土壤中的传播特征建立模型求解污染源。
在模型建立的过程当中,我们主要应用了因子分析法,变异函数模型,kringing 插值方法,运用GS软件绘图,SPSS软件处理数据。
问题一,运用GS软件对319个离散数据做出该城市重金属浓度分布图,利用内梅罗综合污染指数法求出各区域的样本重金属污染率,得到综合污染程度。
问题二,采用因子分析法,分别对8种重金属污染物的浓度指标进行了因子分析,运用spss统计软件处理数据,将这8项指标归结为5个公共因子,在此基础上根据不同区域的因子得分对各区域环境污染状况进行了总体比较和评价。
问题三,使用变异函数模型,找到理论变异函数,通过kringing插值,进行交叉检验得到浓度的估计值,此时产生一个标准误差。
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛A题
城市表层土壤重金属污染分析摘要随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加,人类活动对城市环境质量的影响日益突出,研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式日益成为人们关注的焦点。
按照功能划分,可将城市划分为生活区、工业区、山区、主干道路区和公园绿地区等,不同区域环境受人类活动影响的程度不同。
对于问题一,利用附件中所给数据,通过MATLAB插值法建立城市地形的三维模型,以及八种重金属元素空间浓度分布图(共8幅),通过模型我们可以清楚地看到不同元素在不同区域的分布情况。
分析不同地区污染程度时我们采用了Muller指数将污染情况分成0—6共7个等级,并列表统计不同功能区不同金属元素的污染等级。
通过比较可以清楚地看到该城区不同区域重金属的污染程度,按严重程度依次为工业区主干道路区生活区公园绿地区山区。
对于问题二,通过问题一我们发现工业区、主干道路区和生活区是重金属污染较为严重的区域。
由于目前我国在重金属冶炼、开采、加工等领域生产方式粗放,造成了大量的重金属元素如Pb、Hg、Cu等进入空气、水体以及土壤,造成了严重的重金属污染。
人类生活中日常使用的一些物品含有大量重金属元素,如电池中含有大量Hg、Zn、Ni等重金属元素,他们通过自然和生物降解,随雨水进入水体和土壤中。
对于问题三,我们通过分析前两问得出的结论,即重金属元素从高海拔向低海拔,从高浓度向低浓度扩散,我们建立数学模型,通过求解函数极值,可确定污染源位置。
对于问题四,我们仔细分析了上述数学模型的优缺点,为了更好地研究城市地质环境的演变模式,还应收集该城市盛行风风向、水流流向、人类活动、土壤中生物活动情况、土壤本身的性质情况以及各污染源污染强度、持续时间、当地的空气污染情况等信息。
综合各因子的作用效果,通过回归分析解决新模型。
关键词:插值法;Muller;扩散模型;回归分析1一、问题重述随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加,人类活动对城市环境质量的影响日显突出。
全国大学生数学建模大赛2011 A题
城市表层土壤重金属污染分析摘要通过分析城市城区土壤地质环境数据,选取采集样本为研究对象,建立模型综合评价城区污染状况,分析确立重金属污染源及其污染的传播方式。
模型一:采用模糊综合评价模型通过建立各重金属浓度的隶属度函数进而求出模糊关系矩阵和模糊权重矩阵,最后求出模糊评价向量,按照最大隶属度原则计算得出各区污染程度的等级,其中生活区、山区、公园绿地属于一级污染,工业区和主干道路区属于二级污染。
模型二:采用改进单因子污染指数模型计算各种重金属污染指数,再根据标准确定各区主要污染因子及其污染程度。
本文得到山区和公园绿地区各种金属污染程度都较低。
生活区主要污染因子Cd和Zn,工业区主要污染因子Cd、Cu、Hg、、Zn,主干道路区主要污染因子Cd和Zn,最后由这些不同区域的不同属性判断重金属污染的原因主要包括生活垃圾,工业排放,汽车尾气等。
模型三:利用地统计学中的半方差函数公式描述八种重金属元素分布在整个城市区域上的浓度变化,分析出这八个变量的空间变异方式,即确定变量的传播方式。
利用克里克法对重金属含量进行插值,模拟出各种重金属的分布扩散区域图,其中As,Cd,Hg 在东北部的污染源全都为点状以小范围的方式向周围辐射,Cd,Cr,Cu,Hg,Ni,Pb,Zn等元素都城市东南部以大范围的方式向四周面状和带状扩散。
污染源中心为22号、8号、20号等许多采样点所处区域。
最后再收集数据,对模型三进行改进,重金属元素通过大气、河流和沉降进入土壤,但都需要经过植物根系主导的土壤水循环,以此建立微分方程模型研究重金属元素的迁移规律,分析地质环境演变。
关键字模糊综合评价单因子污染指数半方差函数微分方程1 问题重述土壤是人类赖以生存的最基本的自然资源之一,也是人类环境的重要组成成分。
随着工业化、城市化进程的不断加快,废弃物排放、农业化肥使用量增加,土壤重金属污染越来越严重。
土壤重金属污染是由于人类活动使重金属在土壤中的累计量明显高于土壤环境质量标准或土壤环境背景值,致使土壤环境质量下降和生态环境恶化的现象。
2011全国大学生数学建模竞赛B题题目及参考答案
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)B题交巡警服务平台的设置与调度“有困难找警察”,是家喻户晓的一句流行语。
警察肩负着刑事执法、治安管理、交通管理、服务群众四大职能。
为了更有效地贯彻实施这些职能,需要在市区的一些交通要道和重要部位设置交巡警服务平台。
每个交巡警服务平台的职能和警力配备基本相同。
由于警务资源是有限的,如何根据城市的实际情况与需求合理地设置交巡警服务平台、分配各平台的管辖范围、调度警务资源是警务部门面临的一个实际课题。
试就某市设置交巡警服务平台的相关情况,建立数学模型分析研究下面的问题:(1)附件1中的附图1给出了该市中心城区A的交通网络和现有的20个交巡警服务平台的设置情况示意图,相关的数据信息见附件2。
请为各交巡警服务平台分配管辖范围,使其在所管辖的范围内出现突发事件时,尽量能在3分钟内有交巡警(警车的时速为60km/h)到达事发地。
对于重大突发事件,需要调度全区20个交巡警服务平台的警力资源,对进出该区的13条交通要道实现快速全封锁。
实际中一个平台的警力最多封锁一个路口,请给出该区交巡警服务平台警力合理的调度方案。
根据现有交巡警服务平台的工作量不均衡和有些地方出警时间过长的实际情况,拟在该区内再增加2至5个平台,请确定需要增加平台的具体个数和位置。
(2)针对全市(主城六区A,B,C,D,E,F)的具体情况,按照设置交巡警服务平台的原则和任务,分析研究该市现有交巡警服务平台设置方案(参见附件)的合理性。
如果有明显不合理,请给出解决方案。
如果该市地点P(第32个节点)处发生了重大刑事案件,在案发3分钟后接到报警,犯罪嫌疑人已驾车逃跑。
为了快速搜捕嫌疑犯,请给出调度全市交巡警服务平台警力资源的最佳围堵方案。
题目B题交巡警服务平台的设置与调度摘要:本文研究的是某城区警车配置及巡逻方案的制定问题,建立了求解警车巡逻方案的模型,并在满足D1的条件下给出了巡逻效果最好的方案。
2011全国大学生数学建模竞赛B题参考答案
一问题的重述110警车在街道上巡逻,既能够对违法犯罪分子起到震慑作用,降低犯罪率,又能够增加市民的安全感,同时也加快了接处警时间,提高了反应时效,为社会和谐提供了有力的保障。
现给出某城市内一区域,其道路数据和地图数据已知,该区域内三个重点部位的坐标分别为:(5112,4806),(9126, 4266),(7434 ,1332)。
该区域内共有307个道路交叉口,为简化问题,相邻两个交叉路口之间的道路近似认为是直线,且所有事发现场均在下图的道路上。
该市拟增加一批配备有GPS卫星定位系统及先进通讯设备的110警车。
设110警车的平均巡逻速度为20km/h,接警后的平均行驶速度为40km/h。
警车配置及巡逻方案要尽量满足以下要求:D1. 警车在接警后三分钟内赶到现场的比例不低于90%;而赶到重点部位的时间必须在两分钟之内。
D2. 使巡逻效果更显著;D3. 警车巡逻规律应有一定的隐蔽性。
现在我们需要解决以下几个问题:一. 若要求满足D1,该区最少需要配置多少辆警车巡逻?二. 请给出评价巡逻效果显著程度的有关指标。
三.请给出满足D1且尽量满足D2条件的警车巡逻方案及其评价指标值。
四. 在第三问的基础上,再考虑D3条件,给出你们的警车巡逻方案及其评价指标值。
五.如果该区域仅配置10辆警车,应如何制定巡逻方案,使D1、D2尽量得到满足?六. 若警车接警后的平均行驶速度提高到50km/h,回答问题三。
七. 你们认为还有哪些因素、哪些情况需要考虑?给出你们相应的解决方案。
二问题分析本题为城区道路网络中警车配置及巡逻问题。
在进行警车配置时,首先要考虑警车在接警后在规定时间内赶到现场的比例,在此条件下,以车数最少为目标,建模、求解;在制定巡逻方案时,要考虑巡逻的效果及隐蔽性问题。
问题一只要求满足D1,求最少的警车配置数,可以认为警车是不动的,在三分钟或两分钟内它能到达的区域就是它的覆盖范围。
据此,在满足所有街道的覆盖率不低于90%的条件下,寻找最优解。
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛D题题目
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)
D题天然肠衣搭配问题
天然肠衣(以下简称肠衣)制作加工是我国的一个传统产业,出口量占世界首位。
肠衣经过清洗整理后被分割成长度不等的小段(原料),进入组装工序。
传统的生产方式依靠人工,边丈量原料长度边心算,将原材料按指定根数和总长度组装出成品(捆)。
原料按长度分档,通常以0.5米为一档,如:3-3.4米按3米计算,3.5米-3.9米按3.5米计算,其余的依此类推。
表1是几种常见成品的规格,长度单位为米,∞表示没有上限,但实际长度小于26米。
表1 成品规格表
最短长度最大长度根数总长度
3 6.52089
713.5889
14∞589
为了提高生产效率,公司计划改变组装工艺,先丈量所有原料,建立一个原料表。
表2为某批次原料描述。
表2 原料描述表
根据以上成品和原料描述,设计一个原料搭配方案,工人根据这个方案“照方抓药”进行生产。
公司对搭配方案有以下具体要求:
(1) 对于给定的一批原料,装出的成品捆数越多越好;
(2) 对于成品捆数相同的方案,最短长度最长的成品越多,方案越好;
(3) 为提高原料使用率,总长度允许有± 0.5米的误差,总根数允许比标准少1根;
(4) 某种规格对应原料如果出现剩余,可以降级使用。
如长度为14米的原料可以和长度介于7-13.5米的进行捆扎,成品属于7-13.5米的规格;
(5) 为了食品保鲜,要求在30分钟内产生方案。
请建立上述问题的数学模型,给出求解方法,并对表1、表2给出的实际数据进行求解,给出搭配方案。
2011全国数学建模d题
承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写)我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话):所属学校(请填写完整的全名):参赛队员(打印并签名) : 1.2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):日期:年月日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):编号专用页赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):天然肠衣搭配问题摘要针对天然肠衣搭配问题,采用线性规划的数学思想建立了问题的数学模型,并且分别考虑了最多捆数的捆扎方法和最优的搭配方案,就现行天然肠衣搭配问题的科学性及其合理性作出评价。
在模型建立前,首先分析问题,将该搭配问题逐步简单化,并且又对模型中的捆数和搭配方案进行优化,从而采取成品捆数最多、最短长度最长、提高使用率、允许降级使用的方式方法进行搭配,特别是对提高原料的使用率进行优化考虑,又使搭配方案进一步实用,从而使模型求解过程更符合实际要求。
在模型的求解过程中,又应用简单的图形、表格、数字等使搭配方案进一步明了,为了计算方便,该模型又应用了Lingo软件、C语言软件从而大大减少了运算量,使计算既精确又简单。
针对要求(1):在3-6.5、7-13.5、14-∞的长度规格中依次增加目标函数和约束条件,利用Lingo软件,计算出所能搭配出的最大捆数。
2011年数学建模A题国家一等奖
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则。
我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): A我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话):所属学校(请填写完整的全名):参赛队员(打印并签名) :1.2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):日期:2011 年09 月12 日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):赛区评阅记录(可供赛区评阅时使用):评阅人评分备注全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):城市表层土壤重金属污染分析摘要本文针对城市表层土壤受重金属污染问题进行综合分析。
首先运用Matlab软件求解8种主要重金属元素在城区空间分布,土壤受污染主要原因,传播特征以及为今后如何更好研究地质演变问题分别建立了相应的数学模型,并对其求解结果作出了分析。
针对问题1,根据各种污染物浓度在不同区域内分布的随机性,利用空间内插值法,以城市位置为平面“横纵向”,污染物浓度为“竖向”建立三维空间模型,得到这8种重金属元素的空间分布图,直观反映出污染物浓度的等值线,得到污染物浓度的分布规律和各种重金属元素的污染浓度范围区块。
然后通过建立污染负荷指数法模型算出各区的)(PLI为1.0602,(PLI为2.1573,山区) (PLI值,生活区)(PLI为1.8336,工业区)交通区)(PLI为1.5780;结果表明工业区的污染程度最高(PLI为1.9209,公园绿地区)为2级强污染,其他区为1级中等污染。
2011全国大学生数学建模竞赛B题及参考答案
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)B题交巡警服务平台的设置与调度“有困难找警察”,是家喻户晓的一句流行语。
警察肩负着刑事执法、治安管理、交通管理、服务群众四大职能。
为了更有效地贯彻实施这些职能,需要在市区的一些交通要道和重要部位设置交巡警服务平台。
每个交巡警服务平台的职能和警力配备基本相同。
由于警务资源是有限的,如何根据城市的实际情况与需求合理地设置交巡警服务平台、分配各平台的管辖范围、调度警务资源是警务部门面临的一个实际课题。
试就某市设置交巡警服务平台的相关情况,建立数学模型分析研究下面的问题:(1)附件1中的附图1给出了该市中心城区A的交通网络和现有的20个交巡警服务平台的设置情况示意图,相关的数据信息见附件2。
请为各交巡警服务平台分配管辖范围,使其在所管辖的范围内出现突发事件时,尽量能在3分钟内有交巡警(警车的时速为60km/h)到达事发地。
对于重大突发事件,需要调度全区20个交巡警服务平台的警力资源,对进出该区的13条交通要道实现快速全封锁。
实际中一个平台的警力最多封锁一个路口,请给出该区交巡警服务平台警力合理的调度方案。
根据现有交巡警服务平台的工作量不均衡和有些地方出警时间过长的实际情况,拟在该区内再增加2至5个平台,请确定需要增加平台的具体个数和位置。
(2)针对全市(主城六区A,B,C,D,E,F)的具体情况,按照设置交巡警服务平台的原则和任务,分析研究该市现有交巡警服务平台设置方案(参见附件)的合理性。
如果有明显不合理,请给出解决方案。
如果该市地点P(第32个节点)处发生了重大刑事案件,在案发3分钟后接到报警,犯罪嫌疑人已驾车逃跑。
为了快速搜捕嫌疑犯,请给出调度全市交巡警服务平台警力资源的最佳围堵方案。
题目交巡警服务平台的设置与调度摘要:本文研究的是某城区警车配置及巡逻方案的制定问题,建立了求解警车巡逻方案的模型,并在满足D1的条件下给出了巡逻效果最好的方案。
全国数学建模2011赛题
A题:垃圾分类处理与清运方案设计垃圾分类化收集与处理是有利于减少垃圾的产生,有益于环境保护,同时也有利于资源回收与再利用的城市绿色工程。
在发达国家普遍实现了垃圾分类化,随着国民经济发展与城市化进程加快,我国大城市的垃圾分类化已经提到日程上来。
2010年5月国家发改委、住房和城乡建设部、环境保护部、农业部联合印发了《关于组织开展城市餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点工作的通知》,并且在北京、上海、重庆和深圳都取得一定成果,但是许多问题仍然是垃圾分类化进程中需要深入研究的。
在深圳,垃圾分为四类:橱余垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和其他不可回收垃圾,这种分类顾名思义不难理解。
其中对于居民垃圾,基本的分类处理流程如下:在垃圾分类收集与处理中,不同类的垃圾有不同的处理方式,简述如下:1)橱余垃圾可以使用脱水干燥处理装置,处理后的干物质运送饲料加工厂做原料。
不同处理规模的设备成本和运行成本(分大型和小型)见附录1说明。
2)可回收垃圾将收集后分类再利用。
3)有害垃圾,运送到固废处理中心集中处理。
4)其他不可回收垃圾将运送到填埋场或焚烧场处理。
所有垃圾将从小区运送到附近的转运站,再运送到少数几个垃圾处理中心。
显然,1)和2)两项中,经过处理,回收和利用,产生经济效益,而3)和4)只有消耗处理费用,不产生经济效益。
本项研究课题旨在为深圳市的垃圾分类化进程作出贡献。
为此请你们运用数学建模方法对深圳市南山区的分类化垃圾的实现做一些研究,具体的研究目标是:1)假定现有垃圾转运站规模与位置不变条件下,给出大、小型设备(橱余垃圾)的分布设计,同时在目前的运输装备条件下给出清运路线的具体方案。
以期达到最佳经济效益和环保效果。
2)假设转运站允许重新设计,请为问题1)的目标重新设计。
仅仅为了查询方便,在题目附录2所指出的网页中,给出了深圳市南山区所有小区的相关资料,同时给出了现有垃圾处理的数据和转运站的位置。
其他所需数据资料自行解决。
2011年全国大学生数学竞赛数学类试题
第三届中国大学生数学竞赛赛区赛试卷 (数学类, 2011)
考试形式: 题 目 满 分 得 分 闭卷 1 15 2 10 考试时间: 3 15 4 10 150 分 5 15 满分: 6 20 100 7 15 分 总分 100
评阅人
专业:
σ words = λ · id 其中 words λ 是F 中某个数 , idF n 表示 F n 上 F n ,some add some words add some add add some words 的恒等变换.
所在院校: 准考证号: 姓名:
- - - - -- - - - -- - - - -- - - - -- - - - -- - - - -
准考证号:
所在院校:
专业:
- - - - -- - - - -- - - - -- - - - -- - - - -- - - - -
得 分
评阅人
n→+∞
于 {−1, 1} 的数列 {an }n≥1 , 满足
五 、 (本题 15 分) 对于任何实数 α, 求证: 存在取值
第 5 页 ( 共 7页 )
所在院校:
专业:
注意: 1. 所有答题都必须写在此试卷密封线右边, 写在其他纸上一律无效. 2. 密封线左边请勿答题, 密封线外不得有姓名及相关标记. 3. 如当题空白不够, 可写在当页背面, 并标记题号.
密---封---线
得
分
评阅人
一 、 (本 题 15 分) 已 知 四 点 A(1, 2, 7), B (4, 3, 3), √ √ (5, −1, 6), ( 7, 7, 0). 试求过这四点的球面方程.
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2011年全国大学生数学建模竞赛测试试题(A)
时量:180分钟满分:150分
院系:专业:学号:姓名:
一、选择题(2分/题×10题=20分)
1、Matlab程序设计中清除当前工作区的变量x,y的命令是( c )
A.clc x,y
B.clear(x y)
C.clear x y
D.remove(x,y)
2、关于Matlab程序设计当中变量名和函数名的描述,下述说法正确的是( B )
A.都不区分大小写
B.都区分大小写
C.变量名区分,函数名不区分
D. 变量名区分,函数名不区分
3、MA TLAB软件中,把二维矩阵按一维方式寻址时的寻址访问是按(B)优先的。
A.行
B.列
C.对角线
D.左上角
4、关于矩阵上下拼接和左右拼接的方式中,下列描述是正确的是( D )
A.上下拼接的命令为C=[A, B],要求矩阵A, B的列数相同;
B.左右拼接的命令为C=[A; B],要求矩阵A, B的行数相同;
C.上下拼接的命令为C=[A; B],要求矩阵A, B的行数相同;
D.左右拼接的命令为C=[A, B],要求矩阵A, B的行数相同。
5、Matlab命令a=[65 72 85 93 87 79 62 73 66 75 70];find(a>=70 & a<80)得到的结果为(C )
A.[72 79 73 75]
B.[72 79 73 75 70]
C.[2 6 8 10 11]
D.[0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1]
6、矩阵(或向量)的范数是用来衡量矩阵(或向量)的(A)的一个量
A.维数大小
B.元素的值的绝对值大小
C.元素的值的整体差异程度
D.所有元素的和
7、计算非齐次线性方程组AX=b的解可转化为计算矩阵X=A-1b,可以用Matlab的命令(A)实现
A.左除命令x=A\b
B.左除命令x=A/b
C.右除命令x=A\b
D.右除命令x=A/b
8、关于Matlab的矩阵命令与数组命令,下列说法正确的是(b)
A.矩阵乘A*B是指对应位置元素相乘
B.矩阵乘A.*B是指对应位置元素相乘
C.数组乘A.*B是指对应位置元素相乘
D.数组乘A*B是指对应位置元素相乘
9、生成5行4列,并在区间[1:10]内服从均分布的随机矩阵的命令是(d)
A.rand(5,4)*10
B.rand(5,4,1,10)
C.rand(5,4)+10
D.rand(5,4)*9+1
10、关于Matlab的M文件的描述中,以下错误的是( d )
A、Matlab的M 文件有脚本M文件和函数M文件两种;
B、Matlab的函数M文件中要求首行必须以function顶格开头;
C 、Matlab 的函数M 文件中要求文件名与函数名必须相同;
D 、Matlab 的函数M 文件中的常量nargin 和nargout 分别表示函数返回值和参数的个数。
二、填空题(2分/空×25空=50分)
1、二维直角坐标数据..绘图使用Matlab
..
绘图使用Matlab
极坐标...绘图使用Matlab
.......用Matlab
2、三维曲线..
绘图的Matlab 三维曲面
..
绘图的Matlab Z 轴的数据之前,根据坐标向量x , y ,
..矩阵X,Y ...的数据;
3、用符号计算验证三角等式)sin(sin cos cos sin 212121ϕϕϕϕϕϕ-=-的MA TLAB 命令为syms t1 t2;
f=sin(t1-t2);
4、生成符号矩阵⎥⎦
⎤
⎢
⎣⎡=2221
1211
a a a a A 用命令syms a11 a12 a21 a22
....值
.
...... 5、用符号计算求x
x
x 1sin
lim 2
∞
→
用MA TLAB 命令syms x; f=x^2*sin(1/x);
6、生成符号函数x e
x f x
sin )(-=用MA
TLAB 命令syms x; f=exp(-x)*sin(x)
,则计算2
2
dx
f d 用MA TLAB
dx x f ⎰1
)(用MALTAB
7、M 文件有两类:命令文件......和文件名...
有严格要求,它要求关键词
必须处在第一行且顶格书写,文件名...
三、纠错验证题(每小题10分,共20分)
1.找“拔尖数”
对一个行向量a,编程找出其中满足a(i-1)< a(i) >a(i+1)的所有元素的下标i,即该元素既要大于其左边的那个元素又要大于其右边的那个元素(我们称之为“拔尖数”),把满足上述条件的所有元素的下标
..构成一个向量b输出,并返回“拔尖数”的个数k。
(1) 使用for循环,并编程写成一个函数实现。
(共两处错误,10分)
function [b,k]=mybest(a)
k=0; % “拔尖数”的个数
for i=2:length(a) 错误出现改为 i=2:length(a)-1
if a(i)>a(i-1)&a(i)>a(i+1) % 判断是否为“拔尖数”
b(k)=i; 错误出现改为 b(k+1)=i; % 记录并返回下标k=k+1;
end
end
(2) 不使用for循环,用1~3个语句实现,越简洁越好。
(共两处错误,10分)
function [b,k]=mybest(a)
tmp=[0, diff(a); diff(a), 0];错误出现改为 tmp=[0, diff(a);0,diff(a)];
b=find(tmp(1,:)>0|tmp(2,:)>0);
k=length(b);
二、程序设计填空题(每空6分,共60分)
1.矩阵变换
编程实现如下矩阵变换,如矩阵
35124732
29182543
17483526
52271614 A
⎡⎤
⎢⎥
⎢⎥=
⎢⎥
⎢⎥
⎣⎦
,取矩阵右上角部分
........(不包括主对角线),
并将其先后进行水平翻转
....和垂直翻转
....,之后输出
0000
26000
432500
3247120
B
⎡⎤
⎢⎥
⎢⎥
=
⎢⎥
⎢⎥
⎣⎦。
A=input(“A=”);
[r,c]=size(A);
for i=1:r
for j=1: i
A(i,j)= 0 ;
end
end
A=A( end:-1:1 , end:-1:1 );
2.用MATLAB实现冒泡排序:
(1)首先将所有待排序的数字放入工作列表中。
(2)从列表的第一个数字到倒数第二个数字,逐个检查:若某一位上的数字大于他的下一位,则将
它与它的下一位交换。
(3)重复(2)号步骤,直至再也不能交换。
要求:生成1×20在1.0.~.5.0.内的随机整数
......,并用冒泡排序的算法,对其按从小到大
....重新排序,并返回
交换的次数
..。
如>>a=[21 45 13 69];
>>[b ,k]=mysort(a)
则返回b=[13 21 45 69], k=2(交换的次数)。
a=round( rand(1,20)*40+10 );
[b,k]=mysort(a);
% mysort.m函数文件:
function [b,k]=mysort(a)
n=length(a); % 向量a的长度
k=0; % 交换次数
for i=n-1:-1:2
for j=1:i
if a(i)>a(i+1)
t=a(i); % 交换
..两元素
a(i)=a(i+1) ;
a(i+1)=t ;
k=k+1; % 交换次数自增
end
end
end
3.二分法求非线性方程的根
先绘制函数6432()2613828f x x x x x x =---++在区间[0, 2]的函数图像,并绘制网格线,利用二分法编程求方程0)(=x f 在4.1=x 附近的根(取初值区间为[0,2],精度取1e-6)。
x=0:0.05:2;
fx=x.^6-2*x.^4-6*x.^3-13*x.^2+8*x+28;
plot (x,fx,’r*-’) % 绘制[0,2]区间内的函数图形 grid on % 绘制网络线
a=0; fa=inf;
b=2; fb= -inf ; while abs(b-a)> 1e-6
m= (a+b)/2 ; % 中点
fm=m^6-2*m^4-6*m^3-13*m^2+8*m+28; % 中点函数值
if sign(fm)==sign(fa) % 中点与左端点函数值同号, 中点取代左端点构成新区间 a=m; fa=fm;
elseif sign(fm)==sign(fb) % 中点与右端点函数值同号, 中点取代右端点构成新区间 b=m; fb=fm; end end
disp(m);。