六讲MATLAB在数学建模中的应用市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
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1、第六讲 MATLAB在数学建模中应用一、在线性规划中应用1、数学原理:线性规划是处理线性目标函数和线性约束一个较为成熟方法,当前已经广泛应用于军事、经济、工业、教育、商业和社会科学等许多方面。线性规划标准形式是第1页第2页线性规划标准形式要求目标函数最小化,约束条件取等式,变量非负,不符合这几个条件线性规划要首先转化为标准形式。线性规划求解方法主要是单纯形法(simple Method),此法由Dantzig于1947年提出,以后经过屡次改进,2、线性规划MATLAB求解:linprog函数数学模型:第3页其中:f,x,b,beq,lb,ub为向量,A,Aeq为矩阵。使用形式:x=linpro
2、g(f,A,b)x=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb,ub)x=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb,ub,x0)第4页x=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb,ub,x0,options)x,fval=linprog()x,fval,exitflag=linprog()x,fval,exitflag,output=linprog()x,fval,exitflag,output,lambda=linprog()注:以上几个形式在使用时依据详细模型适当选取。每一个形式都有特定涵义。可查相关书籍第5页3、实例例1.投资问题:某单位有一批资金用于4个工程项目标
3、投资,用于各个工程项目得到净收益(投入资金百分比)如表所表示:工程项目ABCD收益(%)1510812因为某种原因用项目A总投资小于其它各各项目标和,用用项目B和C投资要大于项目D投资。试确定使该单位收益最大投资分配方案。第6页分析问题建立模型:用x1,x2,x3,x4分别代表用于项目A、B、C、D投资百分数,因为各项目标投资百分数之和为100%,所以x1+x2+x3+x4=1依据题意可建立下面数学模型:第7页把它转化为标准形式为首先输入以下系数:第8页f=-0.15;-0.1;-0.08;-0.12;A=1-1-1-1;0-1-1 1;b=0;0;Aeq=1 1 1 1;beq=1;lb=z
4、eros(4,1);调用linprog函数x,fval,exitflag,output,lambda=linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb)结论:4个项目标投资百分数分别为0.50、0.25、0.00和0.25时可取得最大收益,最大收益为13%第9页二、其它应用动物繁殖规律问题:某农场喂养某种动物能到达最大年纪为15岁,将其分为三个年纪组:第一组05岁,第二组610岁,第三组1115岁。动物从第二个年纪组开始繁殖后代第二个年纪组动物在其中年纪段平均繁殖4个后代,第三年纪组动物在其年纪段平均繁殖3个后代。第一年纪组和第二年纪组动物能顺利进入下一年纪组成活率分别为0.5和0.25.假设
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