數學建模實驗報告

2022-07-24 14:42:09 字數 4233 閱讀 5673

撰寫人姓名: 程昊撰寫時間: 2012.10.9 審查人姓名:

實驗專案性質:普通實驗

所屬課程名稱:數學建模

實驗參考資料:詳見公共信箱 xinke06_1_中的電子課件;

一、 實驗目的:

1、熟練掌握基本的數學規劃問題的求解方法;

2、掌握最優化基本問題的lindo與lingo實現。

二、實驗內容

1、掌握用lindo與lingo求解簡單的線性規劃、非線性規劃、整數規劃等問題的方法。

2、能夠閱讀lindo與lingo結果報告。

三、實驗報告要求

1、實驗報告格式嚴格按哈爾濱零工大學有關規定要求;

2、應在理解的基礎上簡單扼要的書寫實驗原理,實驗方法和步驟;

(包括程式、執行結果、結果的解釋-尤其是靈敏度分析報告的解釋)

3、就觀察到的現象,變化的規律給出相應的解釋;

4、對實驗中存在的問題,進一步的想法等進行討論。

四、實驗用儀器裝置及材料

軟體需求:

作業系統:windows 2000或更新的版本

實用數學軟體:lindo與lingo

硬體需求:

pentium ⅲ 450以上的cpu處理器、64mb以上的記憶體、500mb的自由硬碟空間、

cd-rom驅動器、印表機、列印紙等。

五、實驗原理

優化問題(數學規劃等)相關理論

六、實驗步驟

6.1 線性規劃

要求1,2,3請用lindo,lingo完成以下實驗內容。

1、生產計畫問題 (教材125頁例題6.1);

2、投資方案的確定 (教材133頁例題6.7);

3、原料問題 (教材130頁例題6.6)。

6.2 非線性規劃與整數規劃

要求1,2,3請用lingo完成以下實驗內容。

1、 例6.10、例6.11(教材149、150頁);

2、 例6.12 工程造價問題(教材151頁);

3、 例6.17 汽車廠生產計畫(教材156頁);

4、 例6.20 指派問題。(教材164頁)。

5、 某公司有6個建築工地,位置座標為(ai, bi) (單位:公里),水泥日用量di (單位:噸)假設:料場和工地之間有直線道路。

表11)現有2料場,位於a (5, 1), b (2, 7),記(xj,yj),j=1,2, 日儲量ej各有20噸。

目標:制定每天的**計畫,即從a, b兩料場分別向各工地運送多少噸水泥,使總的噸公里數最小。

2)改建兩個新料場,需要確定新料場位置(xj,yj)和運量cij ,在其它條件不變下使總噸公里數最小。

要求:參考相關資料,讀懂並執行程式。

成績評定指導教師

實驗報告

組員:張紅旭程昊李高

撰寫人:程昊

6.1 線性規劃

1、生產計畫問題 (教材125頁例題6.1)

(1)實驗原理.甲乙計畫生產量分別為x1、x2且受各種條件限制,建立線性規劃數學模型,擬定生產計畫,使該廠獲得利潤最大。

(2)實驗方法.

model:

max=7*x1+12*x2;

9*x1+5*x2<=360;

4*x1+5*x2<=200;

3*x1+10*x2<=300;

end(3)結果解析.目標函式max z=7x1+12x2,最優解為x1=20,x2=24,目標函式最優值z=428,即甲、乙產品的生產量分別為20,24噸,最大利潤為428萬元。

(4)結果分析.在最優解下,原材料鋼材剩餘總量60t;增加電力1kw/h,利潤增長1.36萬元;增加工作日1個,利潤增長0.52萬元。

2、投資方案的確定 (教材133頁例題6.7)

(1)實驗原理.決策變數為每年年初向四個專案的投資額,設第i(i=1,2,3,4,5)年年初向abcd(j=1,2,3,4)四個專案的投資額為xij(萬元),目標函式z為第五年年末擁有的資金本利總額,擬定投資方案使z最大。

(2)實驗方法.

model:

max=1.15*x41+1.25*x32+1.40*x23+1.06*x54;

x11+x14=100;

x21+x23+x24=1.06*x14;

x31+x32+x34=1.06*x24+1.15*x11;

x41+x44=1.06*x34+1.15*x21;

x54=1.06*x44+1.15*x31;

x32<=40;

x23<=30;

end(3)結果解析.投資方案的最優解為x11=71.69811,x14=28.30189,x23=30,x32=40,x34=42.

45283,x41=45萬元,其餘決策量均為0,最優值z=143.75。

3、原料問題 (教材130頁例題6.6)

(1)實驗方法.

model:

max=12*x1+8*x2+35*x3;

3*x1+2*x2+12*x3<=30;

x1+x2+2*x3<=7;

2*x1+x2+x3<=14;

end(2)結果解釋.最優解為x1=4,x2=0,x3=1.5,最優值為z=100.5,即a、b、c產量分別為4,0,1.5萬件,利潤為100.5萬元。

若a產品的**降低了2萬元/萬件,則產品a利潤變成了10萬元/萬件,在允許範圍(12-1.625,12+5.5)之外,應該改變生產計畫。

若產品c****了3萬元/萬件,則產品c利潤變成了38萬元/萬件,在允許範圍(35-11,35+13)內,不應該改變生產計畫。

由於原料甲的影子**為1.833333萬元,因此,應該在市場上以1萬元/kg的**購買原料甲,但最多隻可以買12kg。

6.2 非線性規劃與整數規劃

1. 例6.10、例6.11

(1)實驗方法.

model:

max=(11*x1+12*x2+13*x3+14*x4)-(0.01*x1*x1+0.02*x2*x2+0.03*x3*x3+0.04*x4*x4);

x1+2*x2+3*x3+2*x4<=200;

7*x1+9*x2+8*x3+x4<=300;

3*x1+x3+7*x4<=400;

endmodel:

max=11*x1+12*x2+13*x3+14*x4-x5;

x5=0.01*(x1*x1+2*x2*x2+3*x3*x3+4*x4*x4);

x1+2*x2+3*x3+2*x4<200;

7*x1+9*x2+8*x3+x4<300;

3*x1+x3+7*x4<400;

end(2)結果分析.模型的最優解x1=0,x2=6.9,x3=23,x4=53.86(x5是中間變數),最優值z=1003.01

2. 例6.12 工程造價問題

(1)實驗方法

model:

min=8*x2*(x1+x3)+18*x1*x3;

x1*x2*x3-1500=0;

x1-2*x2=0;

end(2)結果解釋.

倉庫的寬x1= 20.20620m,高x2= 10.10310m,長x3= 7.347709m,最小造價為z= 4899.486元。

3.例6.17 汽車廠生產計畫

(1)實驗方法

model:

max=2*x1+3*x2+4*x3;

1.5*x1+3*x2+5*x3<600;

280*x1+250*x2+400*x3<60000;

x1*(x1-80)>0;

x2*(x2-80)>0;

x3*(x3-80)>0;

@gin(x1);@gin(x2);@gin(x3);

end local optimal solution found.

objective value610.0000

objective bound610.0000

infeasibilities0.000000

extended solver steps2

total solver iterations541

variablevalue

x1 80.00000

x2 150.0000

x3 0.000000

row slack or surplus

1 610.0000

2 30.00000

3 100.0000

4 0.000000

5 10500.00

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