数学建模农场规划问题

发布 2023-05-18 00:09:28 阅读 3857

或者某农户有100英亩土地和5000美元可供投资。每年冬季家庭成员可以贡献3500小时的劳动时间,而夏季为4000小时。如果这些劳动时间有富裕,家庭成员可以去附近农场打工,冬季每小时4.

8美元,夏季每小时5.1美元。

现金收入**于3种农作物(大豆、玉米、燕麦)以及2种家禽(奶牛、母鸡)。农作物不需要投资,但每头奶牛需要400美元初始投资,每只母鸡需要3美元初始投资。

每头奶牛需要1.5英亩土地,冬季需要付出100小时劳动时间,夏季50小时,每年净收益为450美元;相应地,每只母鸡不占用土地,冬季0.6小时,夏季0.

3小时,年净收益为3.5美元。养鸡房最多容纳3000只母鸡,栅拦最多能容纳32头奶牛。

种植一英亩的大豆、玉米、燕麦分别需要冬季劳动时间小时,夏季劳动时间小时,年景收益分别为美元。

建立数学模型,帮助该农户确定养殖计划,使得年净收入最多。

种大豆种玉米种燕麦养母鸡养奶牛打工

夏季 x1 x2 x3 x4 x5 y1(冬)/y2(夏)

年收益 c1 c2 c3 c4 c5 d1(冬)/d2(夏)

年净收入:w

夏季消耗时间:somh(i)

冬季消耗时间:win(i)

初始投资:spend(i)

占地面积:area(i)(i=1,2,3,4,5)

显然这是个线性规划问题。

利用前面定义的变量,易得:

目标函数:max(w)=∑x(i)*c(i)+∑y(i)*d(i)

约束条件:3500-∑ix(i)*winh(i)>=0

4000-∑ix(i)*somh(i)>=0

5000>=∑ix(i)*spend(i)

100>=∑ix(i)*area(i)

x(14)<=3000x(24)<=3000x(15)<=32x(25)<=32

x(14)、x(24)、x(15)、x(25)均为整数

获得最大年收入的方法是:不种农作物也不养家畜,全年所有劳动时间都去农场打工,可以得到最大收益37200。

我们还能从reducedcost看到:即使种大豆、玉米、燕麦,养母鸡、奶牛的年收益分别达到249,550.5,252,735,5.94,也是外出打工更赚钱。

lingo程序如下:

model:

sets:

people/1..5/:x,value,area,winh,somh,spendh;

spearh/1..2/:h,evalue;

endsets

data:

value=175,300,120,450,3.5;(年收益)

winh=20,35,10,100,0.6;(冬季消耗时间)

somh=30,75,40,50,0.6;(夏季消耗时间)

spendh=0,0,0,400,3;(初始投资)

area=1,1,1,1.5,0;(占地面积)

evalue=4.8,5.1;(冬、夏打工收益)

enddata

max=@sum(people(i):x(i)*value(i))+sum(spearh(i):h(i)*evalue(i));

h(1)=3500-@sum(people(i):x(i)*winh(i));冬季剩余时间)

h(2)=4000-@sum(people(i):x(i)*somh(i));夏季剩余时间)

h(1)>=0;

h(2)>=0;

sum(people(i):x(i)*spendh(i))<5000;

sum(people(i):x(i)*area(i))<100;

x(4)<=3000;

x(5)<=32;

gin(x(4));gin(x(5));end

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