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数学建模题目及答案VIP免费

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09级数模试题1.把四只脚的连线呈长方形的椅子往不平的地面上一放,通常只有三只脚着地,放不稳,然后稍微挪动几次,就可以使四只脚同时着地,放稳了。试作合理的假设并建立数学模型说明这个现象。(15分)解:对于此题,如果不用任何假设很难证明,结果很可能是否定的。因此对这个问题我们假设:(1)地面为连续曲面(2)长方形桌的四条腿长度相同(3)相对于地面的弯曲程度而言,方桌的腿是足够长的(4)方桌的腿只要有一点接触地面就算着地。那么,总可以让桌子的三条腿是同时接触到地面。现在,我们来证明:如果上述假设条件成立,那么答案是肯定的。以长方桌的中心为坐标原点作直角坐标系如图所示,方桌的四条腿分别在A、B、C、D处,A、B,C、D的初始位置在与x轴平行,再假设有一条在x轴上的线ab,则ab也与A、B,C、D平行。当方桌绕中心0旋转时,对角线ab与x轴的夹角记为。容易看出,当四条腿尚未全部着地时,腿到地面的距离是不确定的。为消除这一不确定性,令()f为A、B离地距离之和,()g为C、D离地距离之和,它们的值由唯一确定。由假设(1),()f,()g均为的连续函数。又由假设(3),三条腿总能同时着地,故()f()g=0必成立()。不妨设(0)0f,(0)0gg(若(0)g也为0,则初始时刻已四条腿着地,不必再旋转),于是问题归结为:已知()f,()g均为的连续函数,(0)0f,(0)0g且对任意有00()()0fg,求证存在某一0,使00()()0fg。证明:当θ=π时,AB与CD互换位置,故()0f,()0g。作()()()hfg,显然,()h也是的连续函数,(0)(0)(0)0hfg而()()()0hfg,由连续函数的取零值定理,存在0,00,使得0()0h,即00()()fg。又由于00()()0fg,故必有00()()0fg,证毕。2.学校共1000名学生,235人住在A宿舍,333人住在B宿舍,432人住在C宿舍。学生们要组织一个10人的委员会,试用合理的方法分配各宿舍的委员数。(15分)解:按各宿舍人数占总人数的比列分配各宿舍的委员数。设:A宿舍的委员数为x人,B宿舍的委员数为y人,C宿舍的委员数为z人。计算出人数小数点后面的小数部分最大的整数进1,其余取整数部分。则x+y+z=10;x/10=235/1000;y/10=333/1000;z/10=432/1000;0x100y10,x,y,z为正整数;0z10解得:x=3y=3z=43.一饲养场每天投入5元资金用于饲料、设备、人力,估计可使一头80公斤重的生猪每天增加2公斤。目前生猪出售的市场价格为每公斤8元,但是预测每天会降低0.1元,问该场应该什么时候出售这样的生猪可以获得最大利润。(15分)解:设在第t天出售这样的生猪(初始重80公斤的猪)可以获得的利润为z元。每头猪投入:5t元产出:(8-0.1t)(80+2t)元利润:Z=5t+(8-0.1t)(80+2t)=-0.2t^2+13t+640=-0.2(t^2-65t+4225/4)+3405/4当t=32或t=33时,Zmax=851.25(元)因此,应该在第32天过后卖出这样的生猪,可以获得最大利润。4.一奶制品加工厂用牛奶生产A1,A2两种奶制品,1桶牛奶可以在设备甲上用12小时加工成3公斤A1,或者在设备乙上用8小时加工成4公斤A2。根据市场需求,生产的A1,A2全部能售出,且每公斤A1获利24元,每公斤A2获利16元。现在加工厂每天能得到50桶牛奶的供应,每天工人总的劳动时间为480小时,并且设备甲每天至多能加工100公斤A1,设备乙的加工能力没有限制。(1)试为该厂制订一个生产计划,使每天获利最大。(2)33元可买到1桶牛奶,买吗?(3)若买,每天最多买多少?(4)可聘用临时工人,付出的工资最多是每小时几元?(5)A1的获利增加到30元/公斤,应否改变生产计划?(15分)解:设:每天生产将x桶牛奶加工成A1,y桶牛奶加工成A2,所获得的收益为Z元。加工每桶牛奶的信息表:产品A1A2所需时间12小时8小时产量3公斤4公斤获利/公斤24元16元(1)x+y<=5012x8y48003x100y0Z=24*3x+16*4y=72x+64y解得,当x=20,y=30时,Zmax=3360元则此时,生产生产计划为20桶牛奶生产A1,30桶牛奶生产A2。(2)设:纯利润为W元。W=Z-33*(x+y)=39x+31y=3360-33*50=1710(元)>0则,牛奶33元/桶可以买。(3)若不限定牛奶的供应量,则其优化条件变为:12x8y48003x100y0W=39x+31y解得,当x=0,y=60时,Wmax=1860元则最多购买60桶牛奶。(4)若将全部的利润用来支付工人工资,设工资最高为n元。n=Wmax/480=3....

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