一、填空题(每题5分,满分20分):
3. 问题分析,模型假设,模型建立,模型求解,模型分析;
二、分析判断题(每题10分,满分20分):
1)要研究的问题:如何设置四部电梯的停靠方式,使之发挥最大效益 ……2分。
2)所需资料为:每天早晨乘电梯的总人数、各层上、下电梯的人数、电梯的速度、楼层的高度、层数等 ……5分。
3)要做的具体建模前期工作:观察和统计所需资料,一般讲,需要统计一周内每天的相关资料 ……8分。
4)可以建立概率统计模型,亦可在适当的假设下建立确定性模型 ……10分。
2. 可以转化为运输模型,具体做法如下:
首先确定总的产销量。 总产量显然为12000件;总需求量中,客户3的需求量在保证已承诺给客户1和2的供给量7000件条件下,最多是5000件,而客户4则最多可得4000件。因此,总需求量按最高需求应为16000件,因而可视问题为供小于求的运输问题 ……4分。
其次,为产销平衡,虚设一个工厂4,其产量为4000件6分。
再次,为确定需求量,将有最低需求与额外需求量的客户分别视为两个客户,并确定各自需求量,注意最低需求量不能由虚设工厂供给,从而可设其利润值是-m(m是一个充分大的正数). 8分。
综合上述讨论得产销平衡运价表如下:
表1单位:元/件。
………10分。
三、计算题(每题20分,满分40分):
1. 建立图模型如图1-1.
图1-110分。
利用双标号法计算结果如图1-2.
图1-215分。
再利用逆向搜索法便可得到运输路线有:,
或 20分。
(注意,到c的路线只给出一条者扣2分)
2. 易见,这是一个产销平衡且为最小值类型的运输问题。我们有。
(1) 利用最小元素法可得初始方案如表1,表1
5分。(2)使用闭回路法可得负检验数为=-1,故令进基10分。
(3)使用闭回路法进行调整知出基,便得新的运输方案如表2 ……15分
表2(4)再进行检验知,所有检验数,故得最优运销图如图1-3:
图1-3最小费用为385(百元20分。
四、综合应用题(本题满分20分):
1. 问题分析。
所谓方桌可否在地面上放稳,可视为其四个桌脚可否同时着地,从而可将问题归结为桌脚与地面的距离是否同时为零,故构造这个距离函数是建模的关键,而证明四个距离函数同时为零这个命题是建模的最终目的5分。
2. 模型假设。
(1) 四条桌腿同长,视四个桌脚为四个几何点,四脚的连线呈长方形;
(2) 地面的高度是连续变化的,即将地面看作数学上的连续曲面;
(3) 地面是相对平坦的,在任何位置,至少有三个桌腿同时着地。
………10分。
3. 模型建立。
如图1-4,以长方形的两条对角线的交点。
为原点建立平面直角坐标系,且不妨设a、c
两桌脚开始时位于横轴上,则问题与旋转角度。
有关。注意到假设3,设a、b两个桌脚与。
地面距离之和为,另外两个桌脚与
地面距离之和为则与。
中至少有一个为零,当时不妨假设图1-4
又由假设2,以上两个函数均为旋转角度的连续函数,于是有命题:
已知则,使得。
上述命题即为所建立的数学模型15分。
4. 模型求解。
只须证明上述命题即可。
将桌子旋转,则a、b两点与d、c两点恰好交换位置。由假设便有, 又由前述假设,
令则有由于的连续性知也是连续函数。依据连续函数的基本性质(零点定理),必至少存在一个角度,使得,即又根据成立,故有。
5. 模型分析。
由于本问题结论简单,符合实际,故分析过程从略20分。
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