数学建模优化模型论文

楚雄师范学院

2013年数学建模培训第一次预赛论文

题 目 田径赛安排优化模型

姓 名 马杰

系（院） 数学系

专 业 信息与计算科学

年 月 日

田径赛安排优化模型

摘要：本文通过对某校田径选拔赛比赛日程安排表进行分析规划，并针对参赛项目即跳高、跳远、标枪、铅球、100米和200米短跑，在规定每个选手至多参加三个项目的比赛，有七名选手报名的情况下，设计比赛日程安排表，使得在尽可能短的时间内完成比赛，找出最小目标函数和各项约束条件的数学表达式，建立数学规划模型。模型的求解过程中，采用数据结构图解法及数学软件LINGO等编写相应的程序，对建立的模型进行求解，得出最优结果。

关键字：LINGO数学软件 离散数学 0-1变量 线性规划 数据结构

- 1 -

一、问题重述

假设某校的田径

铺路问题的最优化模型

摘 要

本文采用了两种方法，一种是非线性规划从而得出最优解，另一种是将连续问题离散化利用计算机穷举取最优的方法。

根据A地与B地之间的不同地质有不同造价的特点，建立了非线性规划模型和穷举取最优解的模型，解决了管线铺设路线花费最小的难题。

问题一：在本问题中，我们首先利用非线性规划模型求解，我们用迭代法求出极小值（用Matlab实现），计算结果为总费用最小为748.6244万元，管线在各土层中在东西方向上的投影长度分别为15.6786km，3.1827 km，2.1839 km，5.8887km，13.0661km。然后，我们又用穷举法另外建立了一个模型，采用C语言实现，所得最优解为最小花费为748.625602万元，管线在各土层中在东西方向上的投影长度分别为15.70km,3.20km,2.20km,5.90km,13.00km。

问题二：本问题加进了一个非线性的约束条件来使转弯处的角度至少为160度，模型二也是如此。非线性规划模型所得计算结果为最小花费为750.6084万元，管线在各土层中在东西方向上的投影长度分别为14.4566km,4.3591km,2.5984km,6.5387km,12.0472km

数学建模论文写作—模型假设

1. 每个交巡警服务平台的职能、警力配备都基本相同

2. 事故发生地都近似模拟在各路口节点。

3. 每个交巡警服务平台配备一辆警车，一旦遇到突发事件，即刻从平台驶向案发地，不考虑期间的反应时间。

4. 不考虑平台所在节点本身作为案发处的出警情况。

5. 相邻两个路口节点之间的道路认为是直线且无其他小道。并且各处的路况都是相同的，不考虑交通意外（如汽车抛锚、堵塞、路口停顿等）、气候的影响，不考虑转弯时的车速变化等等，这些都是为了保证警车任意时刻在任意路段上的行驶速度均为60km/h。

6. 两个不同节点处的发案率是相互独立的，即任意时刻，两互异节点的法案情况两个不同节点处的案发情况不发生单向或双向的影响

7. 不存在越点管辖和交叉管辖的情况。

以下是对上述假设的一些说明，及对在解决问题的过程中，我们发现的题中需要阐述的部分概念、条件与因素的分析：

对于假设一，每个交巡警服务平台的职能、警力配备这两个基本参数都大致相同，这是我们分析整个问题的前提假设，实质就是各平台在我们模型中的权数是相同的。

对于假设二，我们将案发的地点限制在各节点上。其一，在实际生活中，道路上的任何一点都有发案的可能，但通过查阅全国多个大中型城市道路网络案发的资料数据

安徽建筑大学大学生数学建模竞赛报名表

编号（由活动组织者填写）： 队员详细信息（选手题写）

参赛组员 1

姓 名 学 院 专 业 宿 舍 刘辉 土木工程 性别 土木工程学院 年级 宿舍电话 手 机 男 12级 17#404 124641498电子信箱 4@qq.com 姓 名 学 院 专 业 宿 舍 电子信箱 qq.com 王志刚 土木工程 16#518 674900691@15255126114 男 12级 18256057106 参赛组员 2

性别 土木工程学院 年级 宿舍电话 手 机 参赛组员 3 姓 名 学 院 专 业 丁松 电气信息性别 男 电子与信息工程学院 年级 12级 15056951484 类2班 16#306 780184452电子信箱 @qq.com 宿 舍 宿舍电话 手 机 公司新厂选址问题

摘要

本文针对公司新厂址选址问题，以经济因素作为主要评判指标，综合分析了各城市

距原加工厂的距离数值、各城市的月需求量、相关的人工工资和运费标准数据，运用灰色预

传染病模型

摘要

“传染病的传播过程”数学模型是通过控制已感染人群来实现的。利用隔离等手段来保护未被感染的人群，减少其对健康人群的危害。由于传染病具有研究新型病例有着重要的意义，利用数学知识联系实际问题，作出相应的解答和处理。问题一：描述传染病的传播过程，将分析受感染人数的变化规律，预报传染病高潮到来的时刻，在传染病过程中，建立传染病影响健康人的数学模型。问题二，在区分健康人群和已经感染人群的情况下，要建立适合总人数不变，区分已经感染的人群和的数学模型，必须在问题一的条件下作出合理假设，同时得出该模型，最后结合已知数据可算出每个已感染人群每天接触健康人群的函数和数学模型。问题三，传染病无免疫性——病人治愈成为健康人，健康人可再次被感染，问题三加入健康人可以再次感染，一个感染期内每个病人的有效接触人数，称为接触数。

一种疾病的传播过程是一种非常复杂的过程，它受很多社会因素的制约和影响，如传染病人的多少，易受传染者的多少，传染率的大小，排除率的大小，人口的出生和死亡，还有人员的迁入和迁出，潜伏期的长短，预防疾病的宣传以及人的个体差异等。如何建立一个与实际比较吻合的数学模型，开始显然不能将所有因素都考虑进去。为此，必须从诸多因素中，抓住主要因素，去掉次要

北京理工大学数学学院《常微分方程》小论文

捕鱼业效益最大化的微分

方程模型

2012/12/18

《常微分方程》课程小论文——捕鱼业效益最大化方程模型

捕鱼业效益最大化常微分方程模型

摘要

在将可持续发展作为基本国策的大背景下，像渔业这样的再生资源应该在持续稳产的前提下追求效益的最大化。

本文考察一个渔场，首先建立在捕捞情况下渔场鱼量遵从的方程，分析鱼量稳定的条件，并且在稳定的前提下讨论渔场的效益最大化问题，最后提出相应的优化方案及建议。

关键字 :渔场鱼量捕捞强度平衡点稳定条件效益

一、 问题分析

如今人们大范围过度捕捞导致了渔业的日渐枯竭，近海资源已经被严重透支，到远洋争议海域捕鱼又充满了危险，近年不断有渔船被日韩海监船扣压，更有甚者，去年3月份与韩国海警爆发冲突，导致一人死亡，引发各种问题。然而怎样才能实现捕鱼业效益的最大化 呢？应该如何控制捕捞强度才能实现效益的最大化？本文就这些问题进行了以下分析：

① 建立渔场鱼量x，捕捞强度E关于t的微分方程； ② 由上述微分方程组求出平衡点并分析其稳定性； ③ 在稳定条件下求出渔场效益； ④ 对其效益进行分析提出优化方案.

二、 模型假设：

（1）

在无捕捞条件下，渔场中的余量x(t)的增长服从l

车灯线光源的优化设计

国防科技大学

问题的重述

安装在汽车头部的车灯的形状为一旋转抛物面，车灯的对称轴水平地指向正前方, 其开口半径36毫米，深度21.6毫米。经过车灯的焦点，在与对称轴相垂直的水平方向，对称地放置一定长度的均匀分布的线光源。要求在某一设计规范标准下确定线光源的长度。

该设计规范在简化后可描述如下。在焦点F正前方25米处的A点放置一测试屏，屏与FA垂直，用以测试车灯的反射光。在屏上过A点引出一条与地面相平行的直线，在该直线A点的同侧取B点和C点，使AC=2AB=2.6米。要求C点的光强度不小于某一额定值（可取为1个单位），B点的光强度不小于该额定值的两倍（只须考虑一次反射）。

（1）在满足该设计规范的条件下，计算线光源长度，使线光源的功率最小。 （2）对得到的线光源长度，在有标尺的坐标系中画出测试屏上反射光的亮区。 （3）讨论该设计规范的合理性。

基本假设

1、旋转抛物面反射系数为1，无反射衰减

2、线光源上每个点的发光强度相同，功率相同 3、不考虑光在传播过程中的干涉等其他现象

4、灯丝所用材料为当前汽车前照灯一般所使用的材料，即卤素钨丝灯，其发 光效率约为20流明/瓦

符号说明

η：点光源的发光效率，为一常

2011甘肃农业大学第八届大学生数学建模竞赛

承 诺 书

我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.

我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。

我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。

我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。

我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：

所属学校（请填写完整的全名）： 甘肃农业大学 参赛队员 (打印并签名) ：1. 周小雄 2. 崔

北京理工大学数学学院《常微分方程》小论文

捕鱼业效益最大化的微分

方程模型

2012/12/18

《常微分方程》课程小论文——捕鱼业效益最大化方程模型

捕鱼业效益最大化常微分方程模型

摘要

在将可持续发展作为基本国策的大背景下，像渔业这样的再生资源应该在持续稳产的前提下追求效益的最大化。

本文考察一个渔场，首先建立在捕捞情况下渔场鱼量遵从的方程，分析鱼量稳定的条件，并且在稳定的前提下讨论渔场的效益最大化问题，最后提出相应的优化方案及建议。

关键字 :渔场鱼量捕捞强度平衡点稳定条件效益

一、 问题分析

如今人们大范围过度捕捞导致了渔业的日渐枯竭，近海资源已经被严重透支，到远洋争议海域捕鱼又充满了危险，近年不断有渔船被日韩海监船扣压，更有甚者，去年3月份与韩国海警爆发冲突，导致一人死亡，引发各种问题。然而怎样才能实现捕鱼业效益的最大化 呢？应该如何控制捕捞强度才能实现效益的最大化？本文就这些问题进行了以下分析：

① 建立渔场鱼量x，捕捞强度E关于t的微分方程； ② 由上述微分方程组求出平衡点并分析其稳定性； ③ 在稳定条件下求出渔场效益； ④ 对其效益进行分析提出优化方案.

二、 模型假设：

（1）

在无捕捞条件下，渔场中的余量x(t)的增长服从l

中国人口增长预测模型的建立与分析

摘要

针对我国人口发展过程中出现的老龄化进程加快，出生人口性别比持续升高，乡村人口城镇化的新特点，我们基于LESLIE 矩阵，着重考虑城镇与乡村间的人口迁移及女性人口比例变化对我国人口增长的影响，经过两次改进建立了便于计算机求解的差分方程模型，对我国2005年以后45年的人口增长进行了预测。随后利用时间段参数设置法，对差分方程模型又进行了一次改进。然后运用等维灰色系统预测法对该差分方程模型的中短期预测进行了检验，同时根据2001年人口基本数据运用此模型对2001年～2005年进行了预测，并用实际数据对预测结果进行了检验。

我们将预测区间分为2006～2020年、2021～2035年、2036～2050年三个区间，以量化短期、中期与长期。通过调整模型中相关参数及输入条件，定量地分析了男女性别比例、老龄化和乡村人口城镇化对我国人口增长的影响。预测结果表明，从短期来看，我国的出生性别比变化不明显，将在短期内维持基本不变，老龄化进程在15年内在上升了8个百分点，人口扶养比持续升高，这将加重我国的人口压力，乡村人口城镇化水平进展缓慢；从中期来看，总人口性别比将保持在1与1.1之间，老龄化进程将呈线性增加趋势，乡村人口城镇化水