对作业题目的说明
1. 本次数学建模周一共提供十五道题目供大家选择。
每支队伍(2-3人/队)必须从以下题目中任意选取一题(只须选择一道),并完成一篇论文,对论文的具体要求参阅《论文格式规范》。
2. 题目标注为“A ”的为有一定难度的题目,指导老师会根据题目的难度对论文最后的评分进行调整。
(一)乒乓球赛问题 (A)
A 、
B 两乒乓球队进行一场五局三胜制的乒乓球赛,两队各派3名选手上场,并各有3种选手的出场顺序(分别记为123,,ααα 和123,,βββ)。
根据过去的比赛记录,可以预测出如果A 队以i α次序出场而B 队以j β次序出场,则打满5局A 队可胜
ij
a 局。
由此得矩阵()ij R a =如下:
12
3
1232
140345
3
1R βββααα⎛⎫
=
⎪ ⎪ ⎪⎝⎭
(1) 根据矩阵R 能看出哪一队的实力较强吗?
(2) 如果两队都采取稳妥的方案,比赛会出现什么结果? (3) 如果你是A 队的教练,你会采取何种出场顺序?
(4) 比赛为五战三胜制,但矩阵R 中的元素却是在打满五局的情况下得到
的,这样的数据处理和预测方式有何优缺点?
(二)野兔生长问题
在某地区野兔的数量在连续十年的统计数量(单位十万)如下:
分析该数据,得出野兔的生长规律。
并指出在哪些年内野兔的增长有异常现象,
预测T=10 时野兔的数量。
(三)停车场的设计问题
在New England的一个镇上,有一位于街角处面积100 200平方英尺的停车场,场主请你代为设计停车车位的安排方式,即设计在场地上划线的方案。
容易理解,如果将汽车按照与停车线构成直角的方向,一辆紧挨一辆地排列成行,则可以在停车场内塞进最大数量的汽车,但是对于那些缺乏经验的司机来说,按照这种方式停靠车辆是有困难的,它可能造成昂贵的保险费用支出。
为了减少因停车造成意外损失的可能性,场主可能不得不雇佣一些技术熟练的司机专门停车;另一方面,如果从通道进入停车位有一个足够大的转弯半径,那么,看来大多数的司机都可以毫无困难地一次停车到位。
当然通道越宽,场内所容纳的车辆数目也越少,这将使得场主减少收入。
请你通过建模的计算结果,来给出一个合理的设计方案。
(四)奖学金的评定(A)
背景
A Better Class (ABC)学院的一些院级管理人员被学生成绩的评定问题所困
),这使得扰。
平均来说,ABC的教员们一向打分较松(现在所给的平均分是A
—
无法对好的和中等的学生加以区分。
然而,某项十分丰厚的奖学金仅限于资助占总数10%的最优秀学生,因此,需要对学生排定名次。
教务长的想法是在每一课程中将每个学生与其他学生加以比较,运用由此得到的信息构造一个排名顺序。
例如,某个学生在一门课程中成绩为A,而在同一课程中所有学生都得A,那么就此课而言这个学生仅仅属于“中等”。
反之,如果一个学生得到了课程中唯一的A,那么,他显然处在“中等至上”水平。
综合从几门不同课程所得到的信息,使得可以把所有学院的学生按照以10%划分等级顺序(最优秀的10%,其次的10%,等等)排序。
问题
, B+ ,…)这样的方式给出的,教务(1)假设学生成绩是按照(A+,A, A
—
长的想法能否实现?
(2)如果学生成绩是按照(A,B,C,…)的方式给出的,教务长的想法能否实现?
(3)能否有其他方案给出所希望的排名?
(4)需要关心的是,个别一门课程的成绩能否使很多学生按10%划分的等级顺序变化。
这种情况能发生吗?
数据
各队队员应自行设计出一组数据用以检验和说明各自的算法,并应使数据能够反映出算法有效性受到限制的情况。
(五)购房贷款的比较
小李夫妇曾经准备申请商业贷款10万元用于购置住房,每月还款880.66元,25年还清。
房产商介绍的一家金融机构提出:贷款10万元,每半月还款440.33元, 22年还清, 不过由于中介费手续费等原因,贷款时要预付4000元。
小李考虑,虽然预付费用不少,可是减少三年还款期意味着减少还款近3万2千元,而每月多跑一趟,那不算什么。
这机构的条件似乎还是蛮优惠的。
请你建立一个合理的模型,分析一下到底哪种方案更省钱?
(六)贷款月还款多少
随着经济的发展,金融正越来越多的进入普通人的生活;贷款,保险,养老金和信用卡;个人住房抵押贷款是其中重要的一项。
2005年12月,中国人民银行公布了新的存,贷款利率水平,其中贷款利率如下表所列:
请你建立一个模型,并以人民币10万元为例计算贷款的月还款数(计算到20年)。
(七). 还款周期与本息总额
个人住房贷款以10万元为例子,期限为3年,试讨论随着还款的周期变化,本息总额如何变化。
(八)费用分担问题
有三个位于某河流同旁的城镇城1、城 2、城3(如图)三城镇的污水必须经过处理后方能排入河中,他们既可以单独建立污
水处理厂,也可以通过管道输送联合建厂。
为了讨论方便起见,我们再假设污水只能由上游往下游。
用Q 表示污水量,单位为米3/秒,L 表示管道长度,单位为公里,则有经验公式:
0.712
0.51
C1=730Q ( C2=6.6Q L 建厂费用万元)管道费用(万元)
已知三城镇的污水量分别为:Q1=5立方米/秒, Q2=3立方米/秒,Q3=5立方米/秒。
问:
三城镇应怎样处理污水方可使总开支最少?每一城镇负担的费用应各为多少?
(九)徽章问题 (AAA)(题目过长,请查看《数学建模与实验》教材。
)
(十)某糖果厂用原料A ,B ,C 加工成三种不同牌号的糖果甲、乙、丙。
已知各种糖果的中A ,B ,C 的含量,原料成本,各种原料每月的限制用量,三种牌号糖果的单位加工费及售价如下表所示。
问该厂每月生产这三种牌号糖果各多少kg ,使得到的利润为最大?
(十一)、某厂生产三种产品Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ产品。
Ⅰ依次经A 、B 设备加工,产品Ⅱ经A 、C 设备加工,产品Ⅲ经过C 、B 设备加工。
已知有关数据如下表所示,请为该厂制订一个最优的生产计划。
(十二)、(A) 一个木材储运公司有很大的仓库用以储运出售木材。
由于木材季度价格的变化,该公司于每季度初购进木材,一部分于本季度内出售,一部分储存起来以后。
已知该公司仓库的最大储存量为20万m 3,储存费用为()bu a +元/m 3,式中70=a ,100=b ,u 为储存时间(季度数)。
已知每季度的买进卖出价及预计的销售量如下表所示。
由于木材不宜久贮,所有库存木材应于每年秋末售完,试建立这个问题的线性规划模型。
(十三)、某饲养场饲养动物出售,设每头动物每天至少需700g 蛋白质、30g 矿
物质、100mg维生素。
现有五种饲料可供选用,各种饲料每kg营养成分含量及单价如下表:
要求确定既满足动物生长的营养需要,又使费用最省的选用饲料的方案。
(十四)、某地区有三个化肥厂,除供应外地区需要外,估计每年可供应本地区的数字为:化肥厂A—7万吨,B—8万吨,C—3万吨。
有四个产粮区需要该种化肥,需要量为:甲地区—6万吨,乙地区—6万吨,丙地区—3万吨,丁地区—3万吨。
已知从各化肥厂到各产粮区的每吨化肥的运价如下表所示:
试根据以上资料制订一个使总的运费为最少的化肥调拨方案
(十五)、已知某运输问题的产销平衡表与单位运价表如下表所示
(1)求最优调拨方案;
(2)如产地的产量变为130,又B地区需要的115单位必须满足,试重新确定最优调拨方案。