数学建模作业

发布 2020-04-15 14:18:28 阅读 3745

体育馆建设问题。

问题:某市**打算修建一个小型体育馆。通过竞标,一家建筑公司获得了此合同。表1列出了工程的主要任务,需时均以星期计。有些任务只有在某些其他任务完成之后才能进行。

试给出各项任务的施工次序,使得这项工程能尽早完成。

表1 体育馆施工数据表。

问题分析:此问题是个调度问题,需要先完成某些任务才能进行后面的一些任务,这一特点构成了模型的约束条件。问题需要确定各项任务的施工次序,而施工次序与每项任务的施工时刻相一致,所以只需确定各项任务的施工时刻即可,由此设定决策变量。

问题的目标是尽早完成工程,即使得最后一项任务的完工时间最早即可。

模型的建立:

设表示第项任务的施工时刻,表示第项任务的耗时。由于每项任务有先决任务约束,不妨记要施工的任务为,其先决任务为和,则显然只有当这两项任务都完工后才能对任务施工,于是有约束。

其他先决条件可类似得到。

问题希望能尽快完工,即最后一项工程的完工时刻最小,所以以第18项工程的完工时刻作为目标函数,于是建立体育馆建设问题的数学模型如下:

模型的求解:

1、算法如下:

2、详细编码实现:

问题的最优解,即各个任务的开工周次为:0,2,18,29,27,37,37,44,43,37,43,52,39,30,37,46,54,63,相应各个任务的完工周次为:2,18,27,37,37,43,39,46,52,42,46,54,40,37,41,49,63,64.最优施工时间安排图,见图4.

1(其中横坐标为施工周次,纵坐标为施工项目),最早完工时间为第64周.

文件备份问题。

问题:某公司希望将一些重要的文件备份到软盘上。每张空白软盘的容量是1.

44mb。一共需要备份16个文件,其大小(单位:kb)分别为:

46,55,62,87,108,114,137,164,253,364,372,388,406,432,461和851。

假定无法使用压缩文件,但软盘的数量足够,问如何备份这些文件才能使得使用的软盘数目最少?

问题分析:显然,16张软盘足够备份所有的文件,将其编号,则问题需要确定哪个文件备份到哪张软盘中,由此可确定决策变量为0—1变量。每个文件只能备份到一张软盘中,而一张软盘备份的文件大小不能超出其最大容量,这些构成问题的约束条件。

问题的目标是使得所用的软盘数目最少,显然只需使得所用的最后一张软盘(其编号最大)的编号最小即可。

模型的建立:

定义0—1变量,表示文件在软盘中备份,否则为0.设表示文件的大小。

由于文件只能备份到一张软盘中,所以有。

软盘保存的文件总空间大小不能超出软盘的最大容量,所以有。

由于文件所备份到的软盘编号为,所以得问题的目标函数,即最后一张软盘的编号为。

由于目标函数不是线形函数,增加下面约束条件将其线性化。

于是建立文件备份问题的数学模型如下:

模型的求解:

1、算法如下:

2、详细编码实现:

运行得为1,其余变量为0,最少需要3张软盘。于是得问题的最优分配方案见表1.

表1、最优分配方案表。

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