数学建模作业

1、题目：线性规划模型问题摘要：本次数学建模论文，旨于通过本次论文活动不断增加大学生数学建模能投资问题 数学建模力，提高本班同学的数学建模技巧及其综合数学素养。 关键词：投资. 收益. 线性规划.最大值主要内容；1.问题：某部门现有资金10万元，五年内有以下投资项目供选择：项目A：从第一年到第四年每年初投资，次年末收回本金且获利15%；项目B：第三年初投资，第五年末收回本金且获利25%，最大投资额为4万元；项目C：第二年初投资，第五年末收回本金且获利40%，最大投资额为3万元；项目D：每年初投资，年末收回本金且获利6%；问如何确定投资策略使第五年末本息总额最大？2.建立模型思路：用表示第i年对第j

2、个项目的投资金额要使第五年年末本息总额最大，应当在每年将所有可用资金都用于投资，以确保资金的充分利用，由于项目投资均发生在年初，故以下只讨论年初的投资情况：第一年：第二年：手上资金（即第一年年末收回资金）为，全部用来对可投资项目投资，则有=第三年：同理，有=第四年：=第五年：=第五年年末本息和为（即第五年所能收回的所有资金）3.建立模型： =，4.求解模型：Lingo解法：可编写lingo程序如下：Model: max=1.06*x54+1.15*x41+1.25*x32+1.4*x23; x11+x14=10; 1.06*x14=x21+x23+x24; 1.15*x11+1.06*x24=

3、x31+x32+x34; 1.15*x21+1.06*x34=x41+x44; 1.15*x31+1.06*x44=x54; x23<=3; x32<=4;end运行结果如下：所得最优值为14.375万元，对应的最优解为:x11=7.169811,x14=2.830189,x23=3,x32=4,x34=4.245283,x41=4.5,其余值为0即第一年对A项目投资7.169811万元，对D项目投资2.830189万元；第二年对C项目投资3万元；第三年对B项目投资4万元，对D项目投资4.245283万元；第四年对A项目投资4.5万元。加工奶制品的生产计划1.问题 品加工厂用牛奶生

4、产，两种奶制品，1桶牛奶可以在设备甲用12小时加工成3公斤，或者在设备乙上用8小时加工成4公斤。根据市场需求，生产的，全部能售出，且每公斤获利24元，每公斤获利16元。现在加工厂每天能得到50桶牛奶的供应，每天正式工人总的劳动时间魏480小时，并且设备甲每天至多能加工100公斤，设备乙的加工能力没有限制。试为该厂制订一个生产计划，使每天获利最大，并进一步讨论以下三个附加问题：1） 若用35元可以买到1桶牛奶，应否作这项投资？ 若投资，每天最多购买多少桶牛奶？2） 若可以聘用临时工人以增加劳动时间，付给临时工人的工资最多是每小时几元？3） 由于市场需求变化，每公斤的获利增加到30元，应否改变生产

5、计划？2.问题分析 这个优化问题的目标是使每天的获利最大，要作的决策是生产计划，即每天用多少桶牛奶生产，用多少桶牛奶生产，决策受到3个条件的限制：原料（牛奶）供应、劳动时间、设备甲的工作能力。按照题目所给，将决策变量、目标函数和约束条件用数学符号及式子表示出来，就得到下面的模型。3.基本模型:设每天用桶牛奶生产，用桶牛奶生产。设每天获利Z元。桶牛奶可生产3公斤，获利，桶牛奶可生产4公斤，获利，故Z=.生产，的原料（牛奶）总量不得超过每天的供应，即+50桶；生产，的总加工时间不得超过每天正式工人总的劳动时间，即12+8480小时；的产量不得超过设备甲每天的加工能力，即3100；，均不能为负值，即

6、0，0。综上可得 Max Z= (1) s.t. +50 (2)12+8480 (3) 3100； (4) 0，0 (5)4.模型求解生产规划问题求解 某工厂在计划期内安排生产甲、乙两种产品，已知生产单位产品所需的设备台时及A、B两种原材料如下表所示： 假设该工厂每生产一件产品甲可以获利2元，每生产一件产品乙获利3元。(1) 问应如何安排生产计划才能使该工厂获利最多？试建立该问题的数学模型; (2) 用图解法求解(1)中的数学模型(提示：梯度方向是函数值增加最快的方向，负梯度方向是函数值减少最快的方向)； (3) 对于线性规划模型，如果有最优解，那么其最优解一定可以在其可行域的某个顶点处达到。

7、试根据该结论为(1)中的数学模型设计一个可行的求解算法（图解法除外），并给出详细的算法步骤； (4) 请给出求解该问题的Lingo程序解：1)设x为甲产品的件数，y为乙产品的件数。于是有MAX=2x+3y 又4x<=16; 4y<=12.x+2y<=8; x>0 y>02)如下图所示：由约束条件可以画出可行域，在画出的可行域的基础上和目标函数z=2x+3y分析可得（4,2）是目标函数的最值点，故MAXz=2x+3y=2*4+3*2=143) MAX=2x+3y St 4x<=16; 4y<=12. x+2y<=8; x>0 y>04) Lingo程序model: max=2*x+3*y;4*x<=16;4*y<=12;x+2y<=8; x>0; y>0end程序运行结果可知当生产甲种产品4件，乙种产品2件时，该工厂获利最多，最大获利为14元。4.模型特点（1）本次模型主要运用的是线性规划模型，线性规划模型由目标函数，约束条件组成，其中目标函数可以求最大化，也可以求最小化，约束条件由资源约束和自然约束组成，也可以求最小化；约束条件由资源约束和自然约束组成，资源约束条件可以是大于等于，小于等于，或严