数学建模小作业

发布 2020-04-15 14:23:28 阅读 4996

姓名1:廉文秀学号:200904745

姓名2:沙吾列学号:200903952

姓名3:索海娟学号:200903951

专业:车辆工程。

班级:094

指导老师:张仲荣。

2024年 5 月 22 日。

人口统计模型。

一、 摘要。

该模型主要统计城市人口统计模型,知某城市2024年人。

口密度近似为p(r)=,p(r)表示距市中心r公里区域内的人口数,单位为每平方公里10万人。试求距市中心2km区域内的人口数。

若人口密度近似为p(r)=1.2e,试求距市中心2km区域内的人口数。

二, 模型分析。

设p(t)表示t时刻的人口数。

假设人口变化动力学受下面两条规则的影响:

1)t时刻净增人口以每年r(t)的比率增加。

2)在某段时间,如t1-t2段内,由于死亡或迁移,t1时刻的人口数p(t1)的一部分在t2时刻任存在,我们用h(t2-t1)p(t1)来表示,0三、符号说明。

p(r):人口密度。

p(t):表示t时刻某城市的人口数。

r(t):t时刻净增人口比率。

p(t1):t1时刻的人口数。

四、模型建立及求解。

根据两种模型的不同, 分别取距离微元和时间微元,建立人口统计的积分模型,然后用定积分的换元法和分部积分法求解:

第一步:i)假设我们从城市中心画一条放射线,把这条线上从0到2之间分成n个小区间,每个小区间的长度为。每个小区间确定了一个环。

让我们估算每个环内的人口数并把他们相加,就得到了总人口数。第一个环面积为:

rj2- rj-12=(rj-)2

rj2- [rj2-2rj+()2]

2rj- (2

在第j个环内,人口密度可看成数p(rj),所以此环内的人口数近似为 p(rj) 2rj

第二步:距市中心2km区域内的人口数近似为p(rj) 2rj

所以人口数:n=

第三步:1) 当p(r)= n==4

距市中心2m区域内的人口数大约为229100.

2)当p(r)=1.2e-0.2r 时,n=21.2e-0.2r rdr=2.4re-0.2r rdr

=-24e-0.4+(-60e-0.4+60)

距市中心2km区域内的人口数大约为1160200.

第四步:将r(t)=5×104+105t,h(t)=e-t/40 及 t=0,p(0)=107 代入(1)式得:

p(10)=h(10)p(0)+ h(10-t)r(t)dt

107e-1/4+e-1/4[5104e-1/40dt+105te1/40dt]

2106(1-e-1/4)+107(17e-1/4-12) 1.28107

2024年时该城市大约有人口1280万。

五、模型评价和说明。

人口统计模型(i)中两个人口密度p(r)=和p(r)=1.2e有一个共同的特点p(r)<0,即随着r的增大,p(r)减少,这是符合实际的。另外,需要指出的事人口密度p(r)选取不同的模式时,估算出的人口数可能会相差很大,因此,选择适当的人口密度模式对于准确地估算人口数至关重要。

最大利润问题。

一、摘要。某公司在生产使用a,b两种原料,已知a,b两种原料分别使用x单元和y单元可生产u单元的产品,这里。

并且第一种原料每单元的**为10美元,第二种的**为4美元,产品每单元的售价为40美元,求该公司的最大利润。

二、模型建立及解答 (该问题属于多项式求极值的问题。)

分别对x,y求偏导数有:

解得唯一驻点:

所以必有极值。代入可得最大利润为:美元)

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