数学模型第四版课后答案姜启源版
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第三章1(2008年10月14日)
1.在3.1节存贮模型的总费用中增加购买货物本身的费用,重新确定最优订货周期和订货批量.证明在不允许缺货模型中结果与原来的一样,而在允许缺货模型中最优订货周期和订货批量都比原来结果减少.
解:设购买单位重量货物的费用为 ,其它假设及符号约定同课本.
对于不允许缺货模型,每天平均费用为:
解:已知:每天角钢的需要量r=100(吨);每次订货费 =2500(元);
每天每吨角钢的贮存费 =0.18(元).又现在的订货周期T =30(天)
根据不允许缺货的贮存模型:
得:
令 ,解得:
由实际意义知:当 (即订货周期为 )时,总费用将最小.
又 =300+100k
=353.33+100k
- =(353.33+100k)-(300+100k) =53.33.
故应改变订货策略.改变后的订货策略(周期)为T = ,能节约费用约53.33元.
《数学模型》作业解答
第四章(2008年10月28日)
1.某厂生产甲、乙两种产品,一件甲产品用 原料1千克, 原料5千克;一件乙产品用 原料2千克, 原料4千克.现有 原料20千克, 原料70千克.甲、乙产品每件售价分别为20元和30元.问如何安排生产使收入最大?
(3).d’Hondt方法:将A、B、C各宿舍的人数用正整数n=1,2,3,……相除,其商数如下表:
1 2 3 4 5
A
B
C
235117.578.3 58.75 …
333166.511183.25 …
43221614410886.4
将所得商数从大到小取前10个(10为席位数),在数字下标以横线,表中A、B、C行有横线的数分别为2,3,5,这就是3个宿舍分配的席位.你能解释这种方法的道理吗?
解:考虑灭火速度 与火势 有关,可知火势 越大,灭火速度 将减小,我们作如下假设: ,
分母 而加的.
总费用函数
最优解为
5.在考虑最优价格问题时设销售期为T,由于商品的损耗,成本 随时间增长,设 , .又设单位时间的销售量为 .今将销售期分为 两段,每段的价格固定,记作 .求 的最优值,使销售期的总利润最大.如果要求销售期T的总售量为 ,再求 的最优值.
解:由题意可得贮存量 的图形如下:
贮存费为
又
, 贮存费变为
于是不允许缺货的情况下,生产销售的总费用(单位时间)为
.
, 得
易得函数 取得最小值,即最优周期为:
. 相当于不考虑生产的情况.
. 此时产量与销量相抵消,无法形成贮存量.
第三章2(2008年10月16日)
3.在3.3节森林救火模型中,如果考虑消防队员的灭火速度 与开始救火时的火势 有关,试假设一个合理的函数关系,重新求解模型.
此方法的分配结果为:
此方法的道理是:记 和 为各宿舍的人数和席位(i=1,2,3代表A、B、C宿舍). 是每席位代表的人数,取 从而得到的 中选较大者,可使对所有的 尽量接近.
再考虑 的分配方案,类似地可得名额分配结果.现将3种方法两次分配的结果列表如下:
宿舍
(1) (2) (3)
(1) (2) (3)
A
B
C
3 2 2
3 3 3
4 5 5
4 4 3
5 5 5
6 6 7
总计
10 10 10
15 15 15
2.试用微积分方法,建立录像带记数器读数n与转过时间的数学模型.
解:设录像带记数器读数为n时,录像带转过时间为t.其模型的假设见课本.
考虑 到 时间录像带缠绕在右轮盘上的长度,可得 两边积分,得
《数学模型》作业解答
解:设安排生产甲产品x件,乙产品y件,相应的利润为S
则此问题的数学模型为:
max S=20x+30y
s.t.
这是一个整线性规划问题,现用图解法进行求解
可行域为:由直线 :x+2y=20, :5x+4y=70
y
以及x=0,y=0组成的凸四边形区域.
直线 :20x+30y=c在可行域
平行移动.
易知:当 过 与 的交点时, x
《数学模型》作业答案
第二章(1)(2012年12月21日)
1.学校共1000名学生,235人住在A宿舍,333人住在B宿舍,432人住在C宿舍.学生们要组织一个10人的委员会,试用下列办法分配各宿舍的委员数:
(1). 按比例分配取整数的名额后,剩下的名额按惯例分给ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数部分较大者;
(2). §1中的Q值方法;
解:按分段价格,单位时间的销售量为
又 .于是总利润为
=
=
, 得到最优价格为:
在销售期T的总销量为
于是得到如下极值问题:
利用拉格朗日乘数法,解得:
即为 的最优值.
第三章3(2008年10月21日)
6.某厂每天需要角钢100吨,不允许缺货.目前每30天定购一次,每次定购的费用为2500元.每天每吨角钢的贮存费为0.18元.假设当贮存量降到零时订货立即到达.问是否应改变订货策略?改变后能节约多少费用?
令 , 解得
由 , 得
与不考虑购货费的结果比较,T、Q的最优结果没有变.
对于允许缺货模型,每天平均费用为:
令 , 得到驻点:
与不考虑购货费的结果比较,T、Q的最优结果减少.
2.建立不允许缺货的生产销售存贮模型.设生产速率为常数 ,销售速率为常数 , .在每个生产周期T,开始的一段时间 一边生产一边销售,后来的一段时间 只销售不生产,画出贮存量 的图形.设每次生产准备费为 ,单位时间每件产品贮存费为 ,以总费用最小为目标确定最优生产周期,讨论 和 的情况.
如果委员会从10个人增至15人,用以上3种方法再分配名额,将3种方法两次分配的结果列表比较.
解:先考虑N=10的分配方案,
方法一(按比例分配)
分配结果为:
方法二(Q值方法)
9个席位的分配结果(可用按比例分配)为:
第10个席位:计算Q值为
最大,第10个席位应给C.分配结果为
方法三(d’Hondt方法)
解:设甲货物、乙货物的托运箱数分别为 , ,所获利润为 则问题的数学模型可表示为
这是一个整线性规划问题.
用图解法求解.
可行域为:由直线
S取最大值.
由 解得
此时 =20 =350(元)
2.某厂拟用集装箱托运甲乙两种货物,每箱的体积、重量以及可获利润如下表:
货物
体积
(立方米/箱)
重量
(百斤/箱)
利润
(百元/箱)
甲
5
2
20
乙
4
5
10
已知这两种货物托运所受限制是体积不超过24立方米,重量不超过13百斤.试问这两种货物各托运多少箱,使得所获利润最大,并求出最大利润.
1.在3.1节存贮模型的总费用中增加购买货物本身的费用,重新确定最优订货周期和订货批量.证明在不允许缺货模型中结果与原来的一样,而在允许缺货模型中最优订货周期和订货批量都比原来结果减少.
解:设购买单位重量货物的费用为 ,其它假设及符号约定同课本.
对于不允许缺货模型,每天平均费用为:
解:已知:每天角钢的需要量r=100(吨);每次订货费 =2500(元);
每天每吨角钢的贮存费 =0.18(元).又现在的订货周期T =30(天)
根据不允许缺货的贮存模型:
得:
令 ,解得:
由实际意义知:当 (即订货周期为 )时,总费用将最小.
又 =300+100k
=353.33+100k
- =(353.33+100k)-(300+100k) =53.33.
故应改变订货策略.改变后的订货策略(周期)为T = ,能节约费用约53.33元.
《数学模型》作业解答
第四章(2008年10月28日)
1.某厂生产甲、乙两种产品,一件甲产品用 原料1千克, 原料5千克;一件乙产品用 原料2千克, 原料4千克.现有 原料20千克, 原料70千克.甲、乙产品每件售价分别为20元和30元.问如何安排生产使收入最大?
(3).d’Hondt方法:将A、B、C各宿舍的人数用正整数n=1,2,3,……相除,其商数如下表:
1 2 3 4 5
A
B
C
235117.578.3 58.75 …
333166.511183.25 …
43221614410886.4
将所得商数从大到小取前10个(10为席位数),在数字下标以横线,表中A、B、C行有横线的数分别为2,3,5,这就是3个宿舍分配的席位.你能解释这种方法的道理吗?
解:考虑灭火速度 与火势 有关,可知火势 越大,灭火速度 将减小,我们作如下假设: ,
分母 而加的.
总费用函数
最优解为
5.在考虑最优价格问题时设销售期为T,由于商品的损耗,成本 随时间增长,设 , .又设单位时间的销售量为 .今将销售期分为 两段,每段的价格固定,记作 .求 的最优值,使销售期的总利润最大.如果要求销售期T的总售量为 ,再求 的最优值.
解:由题意可得贮存量 的图形如下:
贮存费为
又
, 贮存费变为
于是不允许缺货的情况下,生产销售的总费用(单位时间)为
.
, 得
易得函数 取得最小值,即最优周期为:
. 相当于不考虑生产的情况.
. 此时产量与销量相抵消,无法形成贮存量.
第三章2(2008年10月16日)
3.在3.3节森林救火模型中,如果考虑消防队员的灭火速度 与开始救火时的火势 有关,试假设一个合理的函数关系,重新求解模型.
此方法的分配结果为:
此方法的道理是:记 和 为各宿舍的人数和席位(i=1,2,3代表A、B、C宿舍). 是每席位代表的人数,取 从而得到的 中选较大者,可使对所有的 尽量接近.
再考虑 的分配方案,类似地可得名额分配结果.现将3种方法两次分配的结果列表如下:
宿舍
(1) (2) (3)
(1) (2) (3)
A
B
C
3 2 2
3 3 3
4 5 5
4 4 3
5 5 5
6 6 7
总计
10 10 10
15 15 15
2.试用微积分方法,建立录像带记数器读数n与转过时间的数学模型.
解:设录像带记数器读数为n时,录像带转过时间为t.其模型的假设见课本.
考虑 到 时间录像带缠绕在右轮盘上的长度,可得 两边积分,得
《数学模型》作业解答
解:设安排生产甲产品x件,乙产品y件,相应的利润为S
则此问题的数学模型为:
max S=20x+30y
s.t.
这是一个整线性规划问题,现用图解法进行求解
可行域为:由直线 :x+2y=20, :5x+4y=70
y
以及x=0,y=0组成的凸四边形区域.
直线 :20x+30y=c在可行域
平行移动.
易知:当 过 与 的交点时, x
《数学模型》作业答案
第二章(1)(2012年12月21日)
1.学校共1000名学生,235人住在A宿舍,333人住在B宿舍,432人住在C宿舍.学生们要组织一个10人的委员会,试用下列办法分配各宿舍的委员数:
(1). 按比例分配取整数的名额后,剩下的名额按惯例分给ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数部分较大者;
(2). §1中的Q值方法;
解:按分段价格,单位时间的销售量为
又 .于是总利润为
=
=
, 得到最优价格为:
在销售期T的总销量为
于是得到如下极值问题:
利用拉格朗日乘数法,解得:
即为 的最优值.
第三章3(2008年10月21日)
6.某厂每天需要角钢100吨,不允许缺货.目前每30天定购一次,每次定购的费用为2500元.每天每吨角钢的贮存费为0.18元.假设当贮存量降到零时订货立即到达.问是否应改变订货策略?改变后能节约多少费用?
令 , 解得
由 , 得
与不考虑购货费的结果比较,T、Q的最优结果没有变.
对于允许缺货模型,每天平均费用为:
令 , 得到驻点:
与不考虑购货费的结果比较,T、Q的最优结果减少.
2.建立不允许缺货的生产销售存贮模型.设生产速率为常数 ,销售速率为常数 , .在每个生产周期T,开始的一段时间 一边生产一边销售,后来的一段时间 只销售不生产,画出贮存量 的图形.设每次生产准备费为 ,单位时间每件产品贮存费为 ,以总费用最小为目标确定最优生产周期,讨论 和 的情况.
如果委员会从10个人增至15人,用以上3种方法再分配名额,将3种方法两次分配的结果列表比较.
解:先考虑N=10的分配方案,
方法一(按比例分配)
分配结果为:
方法二(Q值方法)
9个席位的分配结果(可用按比例分配)为:
第10个席位:计算Q值为
最大,第10个席位应给C.分配结果为
方法三(d’Hondt方法)
解:设甲货物、乙货物的托运箱数分别为 , ,所获利润为 则问题的数学模型可表示为
这是一个整线性规划问题.
用图解法求解.
可行域为:由直线
S取最大值.
由 解得
此时 =20 =350(元)
2.某厂拟用集装箱托运甲乙两种货物,每箱的体积、重量以及可获利润如下表:
货物
体积
(立方米/箱)
重量
(百斤/箱)
利润
(百元/箱)
甲
5
2
20
乙
4
5
10
已知这两种货物托运所受限制是体积不超过24立方米,重量不超过13百斤.试问这两种货物各托运多少箱,使得所获利润最大,并求出最大利润.