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文档简介

最优化方法(fāngfǎ)的应用 许多生产方案与管理分配问题(wèntí)都可以归纳为最优化问题(wèntí),最优化模型是数学建模中应用最广泛的模型之一,其内容包括线性规划、非线性规划、整数线性规划、动态规划、多目标规划、决策规划等. 一般在实际生活中，我们总是利用最优化方法解决两方面的问题(wèntí)：本钱最小化和利润最大化第一页，共12页。1例：森林救火费用(fèiyong)最小问题 在森林失火时，应派多少消防队员去救火最适宜？派的队员越多，灭火的速度越快，火灾造成的损失越小，但救援的开支(kāizhī)会增大。我们的问题是：派出多少队员救火，才能使火灾损失费与救火费用之和最小？第二页，共12页。2模型(móxíng)的假设火灾损失费与森林烧毁的面积成正比，烧毁面积与失火时间的长短有关。 设失火时刻(shíkè)，开始救火的时刻(shíkè)为，火被扑灭的时刻(shíkè)为。时刻(shíkè)森林烧毁的面积为，为烧毁单位面积森林的损失费，那么火灾造成的损失费为。第三页，共12页。3易见表示单位时间内烧毁的森林面积当时，；设当时，得其最大值。 设在中，为的线性函数(hánshù)，其斜率为；称为火势蔓延速度；在中，为的线性函数(hánshù)，其斜率为，其中为救火队员人数，为每个队员的平均灭火速度。第四页，共12页。4每个救火队员单位时间的费用为，一次性支出(zhīchū)的费用为，于是得到救火费用为不考虑森林地形分布的差异，同时也不考虑风向和风速的影响，并且一切救火设备和救火人员都正常工作。第五页，共12页。5模型(móxíng)的建立和求解首先作图分析：由图和前述的假设可知：森林(sēnlín)烧毁面积等于图中三角形的积，即，而,所以，而火灾的损失费与救火费用之和为：第六页，共12页。6所以森林救火费用(fèiyong)最小问题的数学模型为：

上述问题是一个无约束的非线性规划问题，其最优解可用微分方法求得〔即一阶导数为零的点〕。因此，应派出的救火队员的最适宜的人数为(必须为正整数)：第七页，共12页。7一般优化模型(móxíng)的总结第八页，共12页。8说明： 确定目标建立(jiànlì)目标函数；分析因素对影响目标函数变化的各个因素进行定性或定量分析，而对那些随机性大、影响度很小的因素可以假设掉。确定决定性因素确定影响问题变化的主要因素〔利用相关度〕，同时到达简化问题的作用，为模型的建立(jiànlì)和求解奠定根底。分析各因素之间的作用分析各因素之间的相互作用，从而可以确定各因素是相互独立的、或是相关的。〔统计回归中的交互项的引入〕第九页，共12页。9把影响(yǐngxiǎng)化为表达式即模型的建立，即文字数字化。改进结果，找最优解不断根据事实，改进模型，从而实现真正意义上的优化。常用模型：

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