2019高教社杯全國大學生數學建模競賽C題評閱要點

2022-05-06 06:36:03 字數 1323 閱讀 1793

[說明]本要點僅供參考,各賽區評閱組應根據對題目的理解及學生的解答,自主地進行評閱。

(1) 如圖1,設p的座標為(x, y) (x ≥ 0,y ≥ 0),共用管道的費用為非共用管道的k倍,模型可歸結為

圖1只需考慮的情形。對上述二元費用函式求最小值可得(不妨假設)

(a) 當時,, ;

(b) 當時,,;

(c) 當時,,。

對共用管道費用與非共用管道費用相同的情形只需在上式中令k = 1。

本小題的評閱應注意模型的正確性,結果推導的合理性及結果的完整性。

(2) 對於出現城鄉差別的複雜情況,模型將做以下變更:

(a) 首先考慮城區拆遷和工程補償等附加費用。根據三家評估公司的資質,用加權平均的方法得出費用的估計值。注意:

公司一的權值應大於公司二和公司三的權值,公司二和公司三的權值應相等。

(b) 假設管線布置在城鄉結合處的點為q,q到鐵路線的距離為z(參見圖2)。

圖2一般情況下,連線煉油廠a和點q到鐵路線的輸油管最優布置應取上述(1)(b)的結果,因此管道總費用最省的數學模型成為

其中t表示城鄉建設費用的比值。

當時,取得最小值

。若在建立正確的模型後,用優化軟體進行數值求解也是可取的。

兩種極端情形:當權重取為1:1:

1時,p點座標為(5.4462,1.8556),q點座標為 (15.

0000, 7.3715),最小費用為283.5373萬元。

當權重取為1:0:0時,p點座標為(5.

4593,1.8481),q點座標為 (15.0000, 7.

3564),最小費用為280.1771萬元。

最終的答案依賴於權重的不同取值,但最小費用應介於280.1771萬元和283.5373萬元之間。

(3) 考慮各部分管道費率不等的情況。

分別用記ap、pq、ph、bq段管道的費率,並設p和q點的座標分別為(x, y)、(c,z) (如圖3所示),則總費用的表示式為

圖3可以寫出f的最優解的解析表示式,也可以用數值求解的方法得到比較精確的結果。

兩種極端情形:當權重取為1:1:

1時,p點座標為(6.7310,0.1409),q點座標為 (15.

0000,7.2839),最小費用為252.8104萬元。

當權重取為1:0:0時,p點座標為(6.

7424,0.1327),q點座標為 (15.0000, 7.

2659),最小費用為249.4422萬元。

最終的答案依賴於權重的不同取值,但最小費用應介於249.4422萬元和252.8104萬元之間。

注:評閱時,(2)、(3)兩小題得到最優解的解析表示式比僅有數值結果為好。

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