数学建模习题及答案课后习题

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数学建模试题(带答案)四

数学建模试题(带答案)四

数学建模部分课后习题解答1.在稳定的椅子问题中,如设椅子的四脚连线呈长方形,结论如何? 解:模型假设(1) 椅子四条腿一样长,椅脚与地面接触处视为一点,四脚的连线呈长方形 (2) 地面高度是连续变化的,沿任何方向都不会出现间断(没有像台阶那样的情况),即从数学角度来看,地面是连续曲面。

这个假设相当于给出了椅子能放稳的必要条件(3) 椅子在任何位置至少有三只脚同时着地。

为了保证这一点,要求对于椅脚的间距和椅腿的长度而言,地面是相对平坦的。

因为在地面上椅脚间距和椅腿长度的尺寸大小相当的范围内,如果出现深沟或凸峰(即使是连续变化的),此时三只脚是无法同时着地的。

模型建立在上述假设下,解决问题的关键在于选择合适的变量,把椅子四只脚同时着地表示出来。

首先,引入合适的变量来表示椅子位置的挪动。

生活经验告诉我们,要把椅子通过挪动放稳,通常有拖动或转动椅子两种办法,也就是数学上所说的平移与旋转变换。

然而,平移椅子后问题的条件没有发生本质变化,所以用平移的办法是不能解决问题的。

于是可尝试将椅子就地旋转,并试图在旋转过程中找到一种椅子能放稳的情形。

注意到椅脚连线呈长方形,长方形是中心对称图形,绕它的对称中心旋转180度后,椅子仍在原地。

把长方形绕它的对称中心旋转,这可以表示椅子位置的改变。

于是,旋转角度θ这一变量就表示了椅子的位置。

为此,在平面上建立直角坐标系来解决问题。

设椅脚连线为长方形ABCD,以对角线AC 所在的直线为x 轴,对称中心O 为原点,建立平面直角坐标系。

椅子绕O 点沿逆时针方向旋转角度θ后,长方形ABCD 转至A1B1C1D1的位置,这样就可以用旋转角)0(πθθ≤≤表示出椅子绕点O 旋转θ后的位置。

其次,把椅脚是否着地用数学形式表示出来。

当椅脚与地面的竖直距离为零时,椅脚就着地了,而当这个距离大于零时,椅脚不着地。

由于椅子在不同的位置是θ的函数,因此,椅脚与地面的竖直距离也是θ的函数。

由于椅子有四只脚,因而椅脚与地面的竖直距离有四个,它们都是θ的函数,而由假设(3)可知,椅子在任何位置至少有三只脚同时着地,即这四个函数对于任意的θ,其函数值至少有三个同时为0。

数学建模课后习题答案

数学建模课后习题答案

方程及方程组的求解路灯照明问题。

在一条20m 宽的道路两侧, 分别安装了一只2kw 和一只3kw 的路灯, 它们离地面的高度分别为5m 和6m 。

在漆黑的夜晚, 当两只路灯开启时 (1)两只路灯连线的路面上最暗的点和最亮的点在哪里? (2)如果3kw 的路灯的高度可以在3m 到9m 之间变化, 如何路面上最暗点的亮度最大? (3)如果两只路灯的高度均可以在3m 到9m 之间变化, 结果又如何?解:根据题意, 建立如图模型P1=2kw P2=3kw S=20m 照度计算公式:2sin r p k I α= (k 为照度系数, 可取为1;P 为路灯的功率)(1)设Q(x,0)点为两盏路灯连线上的任意一点, 则两盏路灯在Q 点的照度分别为21111sin R p k I α= 22222sin R p k I α=22121x h R += 111sin R h =α22222)(x s h R -+= 222sin R h =αQ 点的照度:3232322222322111))20(36(18)25(10))((()(()(x x x s h h P x h h P x I -+++=-+++=要求最暗点和最亮点, 即为求函数I(x)的最大值和最小值, 所以应先求出函数的极值点5252522222522111'))20(36()20(54)25(30))(()(3)(3)(x x x x x s h x s h P x h x h P x I -+-++-=-+-++-=利用MATLAB 求得0)('=x I 时x 的值代码:s=solve('(-30*x)/((25+x^2)^(5/2))+(54*(20-x))/((36+(20-x)^2)^(5/2))'); s1=vpa(s,8); s1运行结果: s1 =19.97669581 9.338299136 8.538304309-11.61579012*i .2848997038e-1综上, x=9.33m 时, 为最暗点;x=19.97m 时, 为最亮点。

数学建模习题集及标准答案

数学建模习题集及标准答案
2.优点:中期预报比较准确;缺点:理论上很好,实用性不强;原因:预报时假设固有人口增长率以及最大人口容量为定值。实际上这两个参数很难确定,而且会随着社会发展情况变化而变化。
3.动态模型:描述对象特征随时间(空间)的演变过程,分析对象特征的变化规律,预报对象特征的未来性态,研究控制对象特征的手段;微分方程建模:模根据函数及其变化率之间的关系确定函数,根据建模目的和问题分析作出简化假设,按照内在规律或用类比法建立微分方程。
4.按照你的观点应从那几个方面来建立传染病模型。
5.叙述Leslie人口模型的特点。并讨论稳定状况下种群的增长规律。
6.试比较连续形式的阻滞增长模型(Logistic模型)和离散形式阻滞增长模型,并讨论离散形式阻滞增长模型平衡点及其稳定性。
第二部分
1.优点:短期预报比较准确;缺点:不适合中长期预报;原因:预报时假设人口增长率为常数,没有考虑环境对人口增长的制约作用。
(4)你能提出其他的方法吗。用你的方法分配上面的名额。
2.在超市购物时你注意到大包装商品比小包装商品便宜这种现象了吗。比如洁银牙膏50g装的每支1.50元,120g装的3.00元,二者单位重量的价格比是1.2:1。试用比例方法构造模型解释这个现象。
(1)分析商品价格C与商品重量w的关系。价格由生产成本、包装成本和其他成本等决定,这些成本中有的与重量w成正比,有的与表面积成正比,还有与w无关的因素。
根据上述分析我们可以看出,该博弈比较明确可以预测的结果有这样几种情况:
(1) ,此时本博弈的结果是乙在第一阶段不愿意借给对方,结束博弈,双方得益
(1,0),不管这时候b的值是多少;(2) ,此时博弈的结果仍然是乙在第一阶段选择不借,结束博弈,双方得益(1,0);(3) ,此时博弈的结果是乙在第一阶段选择借,甲在第二阶段选择不分,乙在第三阶段选择打,最后结果是双方得益

数学建模习题及答案

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第一部分课后习题1.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‎,试用下列办‎法分配各宿‎舍的委员数‎:(1)按比例分配‎取整数的名‎额后,剩下的名额‎按惯例分给‎小数部分较‎大者。

(2)2.1节中的Q‎值方法。

(3)d’Hondt‎方法:将A,B,C各宿舍的‎人数用正整‎数n=1,2,3,…相除,其商数如下‎表:横线‎的数分别为‎2,3,5,这就是3个‎宿舍分配的‎席位。

你能解释这‎种方法的道‎理吗。

如果委员会‎从10人增‎至15人,用以上3种‎方法再分配‎名额。

将3种方法‎两次分配的‎结果列表比‎较。

(4)你能提出其‎他的方法吗‎。

用你的方法‎分配上面的‎名额。

2.在超市购物‎时你注意到‎大包装商品‎比小包装商‎品便宜这种‎现象了吗。

比如洁银牙‎膏50g装‎的每支1.50元,120g装‎的3.00元,二者单位重‎量的价格比‎是1.2:1。

试用比例方‎法构造模型‎解释这个现‎象。

(1)分析商品价‎格C与商品‎重量w的关‎系。

价格由生产‎成本、包装成本和‎其他成本等‎决定,这些成本中‎有的与重量‎w成正比,有的与表面‎积成正比,还有与w无‎关的因素。

(2)给出单位重‎量价格c与‎w的关系,画出它的简‎图,说明w越大‎c越小,但是随着w‎的增加c减‎少的程度变‎小。

解释实际意‎义是什么。

3.一垂钓俱乐‎部鼓励垂钓‎者将调上的‎鱼放生,打算按照放‎生的鱼的重‎量给予奖励‎,俱乐部只准‎备了一把软‎尺用于测量‎,请你设计按‎照测量的长‎度估计鱼的‎重量的方法‎。

假定鱼池中‎只有一种鲈‎鱼,并且得到8‎条鱼的如下‎数据(胸围指鱼身‎的最大周长‎):4.用宽w的布‎条缠绕直径‎d的圆形管‎道,要求布条不‎重叠,问布条与管‎道轴线的夹‎角 应多大(如图)。

若知道管道‎长度,需用多长布‎条(可考虑两端‎的影响)。

如果管道是‎其他形状呢‎。

数学建模题目及答案

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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θ。

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 θ为A 、B 离地距离之和,()g θ为C 、D 离地距离之和,它们的值由θ唯一确定。

由假设(1),()f θ,()g θ均为θ的连续函数。

又由假设(3),三条腿总能同时着地, 故()f θ()g θ=0必成立(∀θ)。

不妨设(0)0f =,(0)0g >g (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 θ,()g θ均为θ的连续函数,(0)0f =,(0)0g >且对任意θ有00()()0f g θθ=,求证存在某一0θ,使00()()0f g θθ=。

证明:当θ=π时,AB 与CD 互换位置,故()0f π>,()0g π=。

作()()()h f g θθθ=-,显然,()h θ也是θ的连续函数,(0)(0)(0)0h f g =-<而()()()0h f g πππ=->,由连续函数的取零值定理,存在0θ,00θπ<<,使得0()0h θ=,即00()()f g θθ=。

数学建模试题(带答案)

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数学建模试题(带答案)第一章4.在1.3节“椅子能在不平的地面上放稳吗”的假设条件中,将四脚的连线呈正方形改为长方形,其余不变。

试构造模型并求解。

答:相邻两椅脚与地面距离之和分别定义为)()(a g a f 和。

f 和g 都是连续函数。

椅子在任何位置至少有三只脚着地,所以对于任意的a ,)()(a g a f 和中至少有一个不为零。

不妨设0)0(,0)0(g >=f 。

当椅子旋转90°后,对角线互换,0π/2)(,0)π/2(>=g f 。

这样,改变椅子的位置使四只脚同时着地。

就归结为证明如下的数学命题:已知a a g a f 是和)()(的连续函数,对任意0)π/2()0(,0)()(,===⋅f g a g a f a 且,0)π/2(,0)0(>>g f 。

证明存在0a ,使0)()(00==a g a f证:令0)π/2(0)0(),()()(<>-=h h a g a f a h 和则, 由g f 和的连续性知h 也是连续函数。

根据连续函数的基本性质,必存在0a (0<0a <π/2)使0)(0=a h ,即0)()(00==a g a f 因为0)()(00=•a g a f ,所以0)()(00==a g a f8第二章7.10.用已知尺寸的矩形板材加工半径一定的圆盘,给出几种简便有效的排列方法,使加工出尽可能多的圆盘。

第三章5.根据最优定价模型 考虑成本随着销售量的增加而减少,则设kx q x q -=0)( (1)k 是产量增加一个单位时成本的降低 ,销售量x 与价格p 呈线性关系0,,>-=b a bp a x (2) 收入等于销售量乘以价格p :px x f =)( (3) 利润)()()(x q x f x r -= (4) 将(1)(2)(3)代入(4)求出ka q kbp pa bp x r --++-=02)(当k q b a ,,,0给定后容易求出使利润达到最大的定价*p 为bakb ka q p 2220*+--=6.根据最优定价模型 px x f =)( x 是销售量 p 是价格,成本q 随着时间增长,ββ,0t q q +=为增长率,0q 为边际成本(单位成本)。

数学建模习题答案

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数学建模习题答案数学建模部分课后习题解答中国地质大学能源学院华文静1.在稳定的椅子问题中,如设椅子的四脚连线呈长方形,结论如何?解:模型假设(1)椅子四条腿一样长,椅脚与地面接触处视为一点,四脚的连线呈长方形(2)地面高度是连续变化的,沿任何方向都不会出现间断(没有像台阶那样的情况),即从数学角度来看,地面是连续曲面。

这个假设相当于给出了椅子能放稳的必要条件(3)椅子在任何位置至少有三只脚同时着地。

为了保证这一点,要求对于椅脚的间距和椅腿的长度而言,地面是相对平坦的。

因为在地面上椅脚间距和椅腿长度的尺寸大小相当的范围内,如果出现深沟或凸峰(即使是连续变化的),此时三只脚是无法同时着地的。

模型建立在上述假设下,解决问题的关键在于选择合适的变量,把椅子四只脚同时着地表示出来。

首先,引入合适的变量来表示椅子位置的挪动。

生活经验告诉我们,要把椅子通过挪动放稳,通常有拖动或转动椅子两种办法,也就是数学上所说的平移与旋转变换。

然而,平移椅子后问题的条件没有发生本质变化,所以用平移的办法是不能解决问题的。

于是可尝试将椅子就地旋转,并试图在旋转过程中找到一种椅子能放稳的情形。

注意到椅脚连线呈长方形,长方形是中心对称图形,绕它的对称中心旋转180度后,椅子仍在原地。

把长方形绕它的对称中心旋转,这可以表示椅子位置的改变。

于是,旋转角度θ这一变量就表示了椅子的位置。

为此,在平面上建立直角坐标系来解决问题。

设椅脚连线为长方形ABCD,以对角线AC 所在的直线为x 轴,对称中心O 为原点,建立平面直角坐标系。

椅子绕O 点沿逆时针方向旋转角度θ后,长方形ABCD 转至A1B1C1D1的位置,这样就可以用旋转角)0(πθθ≤≤表示出椅子绕点O 旋转θ后的位在地面上所处的位置不变,由此可知,f (π)=g (0),g (π)=f (0).而由f (0)>0,g (0)=0,得g (π)>0,f (π)=0。

令h (θ)=f(θ)-g (θ),由f(θ)和g(θ)的连续性知h(θ)也是连续函数。

数学建模小学试题及答案

数学建模小学试题及答案

数学建模小学试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 下列哪个选项是偶数?A. 2B. 3C. 4D. 5答案:A2. 一个长方形的长是8厘米,宽是4厘米,那么它的面积是多少平方厘米?A. 16B. 24C. 32D. 48答案:C3. 一个数的3倍是45,这个数是多少?A. 15B. 12C. 10D. 5答案:A4. 一个班级有40名学生,其中女生占全班人数的1/3,那么女生有多少人?A. 10B. 13D. 20答案:D5. 一个数加上它的一半等于10,这个数是多少?A. 5B. 6C. 7D. 8答案:B6. 一个圆的直径是10厘米,那么它的半径是多少厘米?A. 5B. 10C. 15D. 20答案:A7. 一个数的4倍是32,这个数是多少?A. 6B. 8C. 10D. 12答案:B8. 一个班级有60名学生,其中男生占全班人数的2/3,那么男生有多少人?A. 40B. 50C. 60D. 809. 一个数减去它的1/4等于9,这个数是多少?A. 12B. 11C. 10D. 9答案:A10. 一个长方形的长是10厘米,宽是5厘米,那么它的周长是多少厘米?A. 30B. 25C. 20D. 15答案:A二、填空题(每题4分,共20分)1. 一个数的5倍加上20等于50,这个数是______。

答案:62. 一个数的3倍减去10等于20,这个数是______。

答案:103. 一个班级有50名学生,其中男生占全班人数的3/5,那么男生有______人。

答案:304. 一个数的2倍减去5等于15,这个数是______。

答案:105. 一个长方形的长是12厘米,宽是8厘米,那么它的面积是______平方厘米。

答案:96三、解答题(每题10分,共50分)1. 一个数的4倍加上8等于40,求这个数。

答案:设这个数为x,则有4x + 8 = 40。

解这个方程,我们得到4x = 32,所以x = 8。

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第一部分课后习题1.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,试用下列办法分配各宿舍的委员数:(1)按比例分配取整数的名额后,剩下的名额按惯例分给小数部分较大者。

(2)2.1节中的Q值方法。

(3)d’Hondt方法:将A,B,C各宿舍的人数用正整数n=1,2,3,…相除,其商数如下表:将所得商数从大到小取前10个(10为席位数),在数字下标以横线,表中A,B,C 行有横线的数分别为2,3,5,这就是3个宿舍分配的席位。

你能解释这种方法的道理吗。

如果委员会从10人增至15人,用以上3种方法再分配名额。

将3种方法两次分配的结果列表比较。

(4)你能提出其他的方法吗。

用你的方法分配上面的名额。

2.在超市购物时你注意到大包装商品比小包装商品便宜这种现象了吗。

比如洁银牙膏50g装的每支1.50元,120g装的3.00元,二者单位重量的价格比是1.2:1。

试用比例方法构造模型解释这个现象。

(1)分析商品价格C与商品重量w的关系。

价格由生产成本、包装成本和其他成本等决定,这些成本中有的与重量w成正比,有的与表面积成正比,还有与w无关的因素。

(2)给出单位重量价格c与w的关系,画出它的简图,说明w越大c越小,但是随着w的增加c减少的程度变小。

解释实际意义是什么。

3.一垂钓俱乐部鼓励垂钓者将调上的鱼放生,打算按照放生的鱼的重量给予奖励,俱乐部只准备了一把软尺用于测量,请你设计按照测量的长度估计鱼的重量的方法。

假定鱼池中只有一种鲈鱼,并且得到8条鱼的如下数据(胸围指鱼身的最大周长):先用机理分析建立模型,再用数据确定参数4.用宽w的布条缠绕直径d的圆形管道,要求布条不重叠,问布条与管道轴线的夹角 应多大(如图)。

若知道管道长度,需用多长布条(可考虑两端的影响)。

如果管道是其他形状呢。

5.用已知尺寸的矩形板材加工半径一定的圆盘,给出几种简便、有效的排列方法,使加工出尽可能多的圆盘。

6.动物园里的成年热血动物靠饲养的食物维持体温基本不变,在一些合理、简化的假设下建立动物的饲养食物量与动物的某个尺寸之间的关系。

7.举重比赛按照运动员的体重分组,你能在一些合理、简化的假设下建立比赛成绩与体重之间的关系吗。

下面是一届奥员会的竞赛成绩,可供检验你的模型。

第一部分 课后习题答案1. 按照题目所给方法(1),(2),(3)的席位分配结果如下表:2. (1)生产成本主要与重量w 成正比,包装成本主要与表面积s 成正比,其它成本也包含与w 和s 成正比的部分,上述三种成本中都含有与w ,s 均无关的成分。

又因为形状一定时一般有3/2w s ∝,故商品的价格可表为γβα++=3/2w w C (γβα,,为大于0的常数)。

(2)单位重量价格13/1--++==w w wCc γβα,其简图如下: 显然c 是w 的减函数,说明大包装比小包装的商品便宜,;曲线是下凸的,说明单价的减少值随着包装的变大是逐渐降低的,不要追求太大包装的商品。

3. 对于同一种鱼不妨认为其整体形状是相似的,密度也大体上相同,所以重量w与身长l 的立方成正比,即31l k w =,1k 为比例系数。

常钓得较肥的鱼的垂钓者不一定认可上述模型,因为它对肥鱼和瘦鱼同等看待。

如果只假定鱼的横截面积是相似的,则横截面积与鱼身最大周长的平方成正比,于是l d k w 22=,2k 为比例系数。

利用数据估计模型中的系数可得1k =0.014,2k =0.0322,将实际数据与模型结果比较如下表:基本上满意。

4. 将管道展开如图:可得απcos d w =,若d 一定,w 趋于0,α趋于π/2;w 趋于πd ,α趋于0。

若管道长度为l ,不考虑两端的影响时布条长度显然为πd l /w ,若考虑两端影响,则应加上πdw/sin α。

对于其它形状管道,只需将πd 改为相应的周长即可。

5. 设圆盘半径为单位1,矩形板材长a ,宽b ;可以精确加工,即圆盘之间及圆盘与板材之间均可相切。

方案一:圆盘中心按正方形排列,如下图1,圆盘总数为1N =[a/2][b/2] 方案二:圆盘中心按六角形排列,如下图2,行数m 满足2+(m-1)≤3a ,于是m=132+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-a 图1 图2列数(按图2第1行计数)n 满足:若[b]为奇数,则各行圆盘数相同为([b]-1)/2;若[b]为偶数,则奇数行圆盘数为[b]/2,偶数行圆盘数为[b]/2-1。

圆盘总数为⎩⎨⎧+--=)2(2/12/)1]([)1(2/)1]([2b m b m N其中(1)为:m 为偶数。

(2)为:m 为奇数,[b]为偶数。

两个方案的比较见下表(表中数字为1N /2N ):a当a,b较大时,方案二优于方案一。

其它方案,方案一、二混合,若a=b=20,3行正方形加8行六角形,圆盘总数为106。

6.假设处于静止状态的动物的饲养食物量主要用于维持体温不变,且动物体内热量主要通过它的表面积散失,对于一种动物其表面积S与某特征尺寸l之间的关系是2lw∝。

S∝,所以饲养食物量2l7.假设举重比赛成绩y与运动员肌肉的截面积s成正比,而截面积2ls∝(l是某特征尺寸),体重3ly∝。

w∝,于是3/2w用举重总成绩检验这个模型,结果如下图3;如果用举重总成绩拟合αwy∝,可得α=0.57,结果如下图4。

图3 图4第二部分课后习题1.Malthus模型预测的优缺点。

2.阻滞增长模型预测的优缺点。

3.简述动态模型和微分方程建模。

4.按照你的观点应从那几个方面来建立传染病模型。

5.叙述Leslie人口模型的特点。

并讨论稳定状况下种群的增长规律。

6.试比较连续形式的阻滞增长模型 (Logistic模型)和离散形式阻滞增长模型, 并讨论离散形式阻滞增长模型平衡点及其稳定性。

第二部分课后习题答案1.优点: 短期预报比较准确; 缺点: 不适合中长期预报; 原因: 预报时假设人口增长率为常数, 没有考虑环境对人口增长的制约作用。

2. 优点: 中期预报比较准确; 缺点: 理论上很好,实用性不强; 原因: 预报时假设固有人口增长率以及最大人口容量为定值。

实际上这两个参数很难确定,而且会随着社会发展情况变化而变化。

3. 动态模型: 描述对象特征随时间(空间)的演变过程, 分析对象特征的变化规律,预报对象特征的未来性态, 研究控制对象特征的手段;微分方程建模: 模根据函数及其变化率之间的关系确定函数, 根据建模目的和问题分析作出简化假设, 按照内在规律或用类比法建立微分方程。

4. 描述传染病的传播过程, 分析受感染人数的变化规律, 预报传染病高潮到来的时刻, 预防传染病蔓延的手段, 按照传播过程的一般规律,用机理分析方法建立模型。

5. 不同年龄组的繁殖率和死亡率不同, 以雌性个体数量为对象(假设性别比为1:1),是一种差分方程模型。

6. 连续形式: ()y t 表示某种群t 时刻的数量(人口)离散形式: n y 表示某种群第n 代的数量(人口) 若n m y N =, 则12,,n n m y y N ++=, *m y N =是平衡点; 1(1) nn n n my y y ry N +-=-的平衡点为*m y N =. 1(1)1(1)n n n m r y r y y r N +⎡⎤=+-⎢⎥+⎣⎦的平衡点为*111r x r b ==-+, 其中1,/(1),()(1n n m b r x r y r N f x b x x =+=+=-, 此时的差分方程变为1(1)()1,2,n n n n x bx x f x n +=-==.由()(1)x f x bx x ==-可得平衡点**11,0x x b=-=.在平衡点*0x =处,由于(0)1f b '=>,因此, *0x =不稳定. 在在平衡点*11x b=-处, 因**()(12)2f x b x b '=-=-,所以(i) *()13f x b '>⇔> 当3b >时, 平衡点*11x b=-不稳定; (ii) *()1f x '<13b ⇔<< 当13b <<时, 平衡点*11x b=-不稳定.第三部分 课后习题1. 判断下列数学模型是否为线性规划模型。

(a,b,c 为常数,x,y 为变量)2. 将下述线性规划问题化为标准形式。

3. 用单纯形法求解线性规划问题。

4. 检验函数212212)1()(100)(x x x x f -+-=在T x )1,1(*=处有**,0G g =正定,从而*x 为极小点。

证明G 为奇异当且仅当005.0212=-x x ,从而证明对所有满足0025.0)(<x f 的x ,G 是正定的。

5. 求出函数4131212221222)(x x x x x x x f ++-+=的所有平稳点;问哪些是极小点?是否为全局极小点?6. 应用梯度法于函数,10)(2221x x x f +=取.)1,1.0()1(T x =迭代求.)2(x第三部分 课后习题答案1. 答案:(1)是 (2)不是 (3)是2. 答案:(1) (2)令引入松弛变量.,t s 可得到如下的标准形式: (3)解:''','33311x x x x x -=-=令 (4)解:''','44422x x x x x -=-=令3. 答案:在上述问题的约束条件中加入松弛变量543,,x x x ,将原问题化成标准形式如下:其现成可行基),,(543ααα对应的单纯形表如下:换基迭代,得T X )0,0,2,6,2(*=,函数的最优值为34.4. 证明:⎝⎛--++-=)(20022400400)(21213121x x x x x x x g ,⎪⎪⎭⎫⎝⎛--++-=20040040021200400)(11212x x x x x G ,经检验,⎪⎪⎭⎫⎝⎛--==200400400802)(,0)(**x G x g 正定, )(x G 奇异当且仅当,0)(=x G 即005.0212=-x x 。

若⎩⎨⎧>+->++-04008000080000021200400221212x x x x ,即0005.0221>+-x x 时,)(x G 正定,所以若,0025.0)(<x f 则0025.0)(1002212<-x x ,即005.0212<-x x ,故)(x G 正定。

5. 解:⎪⎪⎭⎫⎝⎛-++-=)224624)(12312121x x x x x x x g ⎪⎪⎭⎫⎝⎛--++=22212124)(211x x x G ,故平稳点为),1,1(),5.0,5.0(),0,0(----极小点为),1,1(),0,0(--且是全局极小点。

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