数学建模短学期

发布 2022-07-01 07:04:28 阅读 3722

1、 录像机上有一个四位计数器,一盘 180分钟的录像带在开始计数时为 0000,到结束时计数为1849,实际走时为185分20秒。我们从0084观察到0147共用时间3分21秒。若录像机目前的计数为1428,问是否还能录下一个 60分钟的节目?

解答:由t=an2 + bn,此时我们有数据:

所以得方程组: 185.33=a18492 +b1849

x=a802 +b84

x+3.35=a1472+b147

解三个方程组,得出 a=0.0000291, b=0.04646

所以t与n的函数关系为:t=0.0000291n2+0.04646n

把n=1428代入函数关系,得t=125.69min

所以录像带的剩余时长t1=185.33-125.69=59.64min<60min

不能录下一个60min的节目。

毕。2、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,乘下的名额按惯例分给小数部分较大者。

2)q值方法。

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:

将所得商数从大到小取前10(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?

如果委员会从10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。

4)你能提出其它的方法吗。用你的方法分配上面的名额。

解答:先考虑n=10的分配方案。

p1=235 p2=333 p3=432 p1+p2+p3=1000

1)按比例分配:q1=p1*n/1000=2.35 q2=p2*n/1000=3.33 q3=p3*n/1000=4.32

所以分配结果为:n1=3 n2=3 n3=4

2)q值方法:9个席位按比例分配结果为:n1=2 n2=3 n3=4

对于第十个席位,其q值为:q1=2352/(2*3)=9204.17

q2=3332/(3*4)=9240.75

q3=4322/(4*5)=9331.2

q3值最大,所以第十个席位分给c,分配结果为:n1=2 n2=3 n3=5

3)d‘hondt方法: 记pi和ni是各宿舍的人数和席位代表a、b、c)。pi/ni是每个席位代表的人数。取ni=1,2...从得到的pi/ni中选较大者。

分配结果为:n1=2 n2=3 n3=5 毕。

3、一垂钓俱乐部鼓励垂钓者将钓上的鱼放生,打算按照放生的鱼重量给予奖励,俱乐部只准备了一把软尺用于测量,请你设计按照测量的长度估计鱼的重量的方法。假定鱼池中只有一种鲈鱼,并且得到8条鱼的如下数据(胸围指鱼身的最大周长):

先用机理分析建立模型,再用数据确定参数。

解答:符号表示:

鲈鱼的密度——ρ

鲈鱼的身长——l;

鲈鱼的体重——m;

鲈鱼实际重量——m0;

鲈鱼的体积——v;

鲈鱼的胸围——t;

鲈鱼胸围处的半径——r;

鲈鱼胸围处的横截面面积——s;

假定鱼池中是同一种鱼,于是可以近似地考虑其密度是相同的。至于鱼的体积问题,由于是同一种类,可以假定这种鲈鱼在体型上是一致的。我们假设鱼的体积和鱼身长的立方成正比。

由m=ρ*a*l3其中a为比例系数。令a=ρ*a。利用最小二乘法:

a*36.8*36.8*36.8=765

a*31.8*31.8*31.8=482

a*43.8*43.8*43.8=1162

a*36.8*36.8*36.8=737

a*32.1*32.1*32.1=482

a*45.1*45.1*45.1=1389

a*35.9*35.9*35.9=652

a*32.1*32.1*32.1=454

线性拟合数据,求得a=0.0146.

所以m=0.0146*l3

毕。4、风车的功率p与风速v、叶面的顶风面积s及空气的密度ρ有关,试求它们之间的关系。

解:对于风车获得的功率p与v,s,ρ的关系我们假设:

1.忽略其它因素对功率的影响。

2.将其视为理想化模型。

在这些假设下,风车获得的功率与以下物理量有关:

风车获得的功率p,风速v,迎风面积s,空气密度ρ。

它们的量纲分别是:

p]=ml2t-3 ; v]=lt-1 ;[s]=l2 ;[ml-3

设π=pα1vα2sα3ρα4,有:

π]=ml2t-3)α1(lt-1)α2(l2)α3(ml-3)α4+

=mα1+α4l2α1+α2+2α3-3α4t-3α1-α2

由[π]1得到线性方程组:

这个方程组的秩为3.

因此方程组的解空间是4维。

由(α1)=(1)

得出方程组基本解。

e1=(1,-3,-1,-1)

所以,与这四个参数有关的量纲乘积:

1=pv-3s-1ρ-1,四个物理量的关系为f(π1)=0.即:

f(pv-3s-1ρ-1)=0.

根据隐函数运算法则,得:

p=λsρv3.

为无单位的常比例系数。毕。

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