Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Задача о баке с наименьшей площадью поверхности




Требуется найти высоту h0 и радиус r0 жестяного бака объема V = 30 м3, имеющего форму закрытого кругового цилиндра, при которых площадь его поверхности S минимальна (в этом случае на его изготовление пойдет наименьшее количество жести).

1. Построение модели. Запишем следующие формулы для объема и площади поверхности цилиндра высоты h и радиуса r:

, .

Выражая h через r и V из первой формулы и подставляя полученное выражение во вторую, получим:

.

2. Решение математической задачи, к которой приводит модель. С математической точки зрения, задача сводится к определению такого значения r, при котором достигает своего минимума функция S(r). Найдем те значения r0, при которых производная обращается в ноль: . Можно проверить, что вторая производная функции S(r) меняет знак с минуса на плюс при переходе аргумента r через точку r0 ., следовательно, в точке r0 функция S(r) имеет минимум. Соответствующее значение h0 = 2r0. Подставляя в выражение для r0 и h0 заданное значение V, получим искомый радиус и высоту .

3. Интерпретация полученных следствий из математической модели. На изготовление цилиндрического бака пойдет меньше всего жести, если у него будет радиус и высота

Транспортная задача.

В городе имеются два склада муки и два хлебозавода. Ежедневно с первого склада вывозят 50 т муки, а со второго – 70 т на заводы, причем на первый – 40 т, а на второй – 80 т.

Обозначим через aij стоимость перевозки 1 т муки с i -того склада на j -тый завод (i,j = 1,2). Пусть а11 = 1,2 р., а12 = 1,6 р., а21 = 0,8 р., а22 = 1 р.

Как нужно спланировать перевозки, чтобы их стоимость была минимальной?

1. Построение модели. Придадим задаче математическую формулировку. Обозначим через х11 и х12 количество муки, которое надо перевезти с первого склада на первый и второй заводы, а через х21 и х22 – со второго склада на первый и второй заводы соответственно. Тогда получим следующую систему уравнений:

Общая стоимость всех перевозок определяется формулой: f = 1,2x11 + 1,6x12 +0,8x21 + x22.

С математической точки зрения задача заключается в том, чтобы найти четыре числа х11, х12, х21 и х22, удовлетворяющие всем заданным условиям и дающие минимум функции f.

2. Решение математической задачи, к которой приводит модель. Решим систему уравнений (1) относительно хij (i,j = 1, 2) методом исключения неизвестных (метод Гаусса). Получим, что

а х22 не может быть определено однозначно. Так как (i,j = 1,2), то из системы (2) следует, что . Подставляя выражения из системы (2) для х11, х12, х21 в формулу для f, получим f = 148 – 0,2х22.

Эта функция линейная, с угловым коэффициентом k = -0,2 < 0. Следовательно, она убывает на всем промежутке [30; 70]. Значит, свое наименьшее (минимальное) значение эта функция принимает при х22 = 70. Соответствующие значения других неизвестных определяем с помощью системы (2): х11 = 40, х12 = 10, х21 = 0.

3. Интерпретация полученных следствий из математической модели. Стоимость перевозок будет минимальной, если с первого склада на первый хлебозавод будет поставляться 40 т муки, на второй хлебозавод – 10 т муки, а вся мука со второго склада будет поставляться только на второй хлебозавод.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-10-30; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 521 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Настоящая ответственность бывает только личной. © Фазиль Искандер
==> читать все изречения...

2341 - | 2066 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.