最大流问题经典例题

网络最大流问题

一 产生背景

流量问题在实际中是一种常见的问题，在许多实际的网络系统中都存在着流量和最大流问题。例如铁路运输系统中的车辆流，城市给排水系统的水流问题,控制系统中的信息流问题，常见的人流，物流，水流，气流，电流，现金流等。在一定条件下,求解给定系统的最大流量,就是网络最大流问题.网络系统最大流问题是图与网络理论中十分重要的最优化问题，它对于解决生产实际问题起着十分重要的作用。

二 基本概念与定理

设cij为弧（i，j）的容量，fij为弧（i，j）的流量。容量是弧（i，j）单位时间内的最大通过能力，流量是弧（i，j）单位时间内的实际通过量，流量的集合f={fij}称为网络的流。发点到收点的总流量记为v=v(f)。

设D=(V,A)是一有向图且对任意E均有容量cij =（vi，vj），记C={cij︱（vi，vj）∈A},此外D中只有一个源vs和汇vt( 即D中与vs相关联的弧只能以 vs为起点，与vt相关联的弧只能以 vt为终点)，则称D=(V,A,C, vs,vt)为一网络。 引例1：图1给出了一张网络，其中：vs为源，vt为汇，弧旁的数字为该段弧的容量cij与流量fij，则显然有0≤fij

最优化方法上机实验3

求网络最大流及最小费用最大流问题的

上机时间：2014.01.07

Ford-Fulkerson标号算法

1例 求下图所示网络的最大流 v1(5,2)V4(5,5)(3,3)(4,2)vs(4,2)v2(3,0)v5(3,3)vt(2,2)(5,4),2(3)v3(2,2)v6 2例求下图所示网络的最小费用最大流，弧旁(bij,cij)中的bij,cij分别表示顶点i到顶点j间弧的费用和容量。 v2实验 vs(10.12)(3,5)v3(6,7)(4,7)vt(5,9)问题 (3,8)(1102,描述 ),8(5)v4(2,7)v5 b=[0 10 6 3 0 0; 0 0 4 0 0 3; 0 0 0 0 12 4; 0 0 5 0 2 0; 0 0 0 0 0 5; 0 0 0 0 0 0]; c=[0 12 7 8 0 0; 0 0 8 0 0 5; 0 0 0 0 10 7; 0 0 9 0 7 0; 0 0 0 0 0 8; 0 0 0 0 0 0]; [f wf zwf]=BGf(c,b)

原理 及 算法 1. 算法原理 Ford-Fulkerson算法是一种迭代算法，首先对图中所有顶点对的流

山 东 科 技 大 学

本科毕业设计（论文）

题 目 最大流问题以及应用

学 院 名 称 数学与系统科学学院 专业班级 信息与计算科学2011级2班 学生姓名 吕永强 学 号 201101051416

摘要

网络流问题是运筹学的重要研究课题。最大流问题是网络流问题的一个重要的内容，应用极为广泛。研究最大流问题并将其应用到工业、工程、商业、农业，运输业等领域可给我们的生活带来很大方便。

本论文讨论最大流问题，综述图论的历史背景、基本概念和基本知识；阐述网络的基本概念；介绍最大流问题的核心依据——Ford-Fulkerson最大流最小割定理；综述解决最大流问题的 几种算法Ford-Fulkerson标号法、Edmonds-Karp修正算法、Dinic算法，并比较各算法在解决不同问题中的优劣。

为了更加明确的展现最大流问题在生产生活中的应用，本文例举了一个实际生活中的问题——铁路货运列车的最优调度来突出研究最大流问题的重要意义，此实例需要求解的是在一定的限制条件下，设计出一个在一昼夜间能通过某段铁路的最多的货运列车数量并列出每 辆列车开出的时刻

matlab、lingo程序代码20-最大流问题

最大流问题

例 17 用 Ford-Fulkerson 算法计算如图 6 网络中的最大流，每条弧上的两个数字分 别表示容量和当前流量。

图6 最大流问题

解编写程序如下：

clc,clear

u(1,2)=1;u(1,3)=1;u(1,4)=2;u(2,3)=1;u(2,5)=2;

u(3,5)=1;u(4,3)=3;u(4,5)=3;

f(1,2)=1;f(1,3)=0;f(1,4)=1;f(2,3)=0;f(2,5)=1;

f(3,5)=1;f(4,3)=1;f(4,5)=0;

n=length(u);list=[];maxf(n)=1;

while maxf(n)>0

maxf=zeros(1,n);pred=zeros(1,n);

list=1;record=list;maxf(1)=inf;

%list是未检查邻接点的标号点，record是已标号点

while (~isempty(list))&(maxf(n)==0)

flag=list(1);list(1)=[];

label1= find(u(flag,:)-f(flag,:));

label1=setdiff(label1,record);

li

四年级（上）数学思维训练（十、盈亏问题2）

例1、某校安排新生宿舍，如果每间住12人，就会有34人没有宿舍住；如果每间住14人，就会空出4间宿舍。这个学校有多少间宿舍？要安排多少个新生？

练习1、学校组织同学去划船，如果每只船坐4人，则少3只船；如果每只船坐6人，还有2人站在岸边，共有多少条船？有多少人去划船？ 2、小朋友分糖果，每人分10粒，正好分完；若每人多分6粒，则有3个小朋友分不到糖果。问：有多少个小朋友？有多少粒糖果？

3、某校组织学生活动，分成若干组，每组8人，后来改为每组12人，这样就减少每个组，有多少组？参加活动的有多少人？

4、校规定上午8时到校。王强上学去，如果每分钟走60米，可以提前10分钟到校；如果每分走50米，可以提前8分钟到校。问：王强什么时候离开家？他家离学校多远？

5、一个学生从家到学校，如果用每分50米的速度走，他会迟到4分；后来他改用每分60米的速度前进；结果早到学校5分。这个学生家到学校的路程是多少米？

1

练一练

1、学校发铅笔给三好学生，每人8支少15支，每人6支少7支，三好学生有多少个？铅笔有多少支？

2、三（1）班同学去公园

目录

第一章 绪论 ................................................................................................................. 1

1.1 最大流问题的研究内容及背景 .................................................................... 1 1.2 最大流问题的发展状况 ................................................................................. 1 1.3 选题的意义 ........................................................................................................ 2

第二章 预备知识 .........................................................................................

英国大数学家牛顿曾编过这样一道数学题：牧场上有一片青草，每天都生长得一样快。这片青草供给10头牛吃，可以吃22天，或者供给16头牛吃，可以吃10天，如果供给25头牛吃，可以吃几天？ 解题关键：

牛顿问题，俗称“牛吃草问题”，牛每天吃草，草每天在不断均匀生长。解题环节主要有四步： 1、求出每天长草量； 2、求出牧场原有草量；

3、求出每天实际消耗原有草量( 牛吃的草量-- 生长的草量= 消耗原有草量)； 4、最后求出可吃天数

想：这片草地天天以同样的速度生长是分析问题的难点。把10头牛22天吃的总量与16头牛10天吃的总量相比较，得到的10×22-16×10=60，是60头牛一天吃的草，平均分到（22-10）天里，便知是5头牛一天吃的草，也就是每天新长出的草。求出了这个条件，把25头牛分成两部分来研究，用5头吃掉新长出的草，用20头吃掉原有的草，即可求出25头牛吃的天数。 解：新长出的草供几头牛吃1天： （10×22-16×1O）÷(22-1O） =（220-160）÷12 =60÷12 =5（头）

这片草供25头牛吃的天数： （10-5）×22÷（25-5）

1459:Power Network

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Description

A power network consists of nodes (power stations, consumers and dispatchers) connected by power transport lines. A node u may be supplied with an amount s(u) >= 0 of power, may produce an amount 0 <= p(u) <= pmax(u) of power, may consume an amount 0 <= c(u) <= min(s(u),cmax(u)) of power, and may deliver an amount d(u)=s(u)+p(u)-c(u) of power. The following restrictions apply: c(u)=0 for any power station, p(u)=0 for any consumer, and p(u)=c(u)=0 for any dispatcher. There is at most one power transport line (u,v) from a node u to a node v in the net; it transports an amount 0 <= l(u,v) <= lmax(u,v) of power delivered by u to v. Let Con=Σuc(u) be the power consumed in the net. The problem is to compute the maximum value of Con.

An example is in figure 1. The label x/y of power station u shows that p(u)=x and pmax(u)=y. The label x/y of consumer u shows that c(u)=x and cmax(u)=y. The label x/y of power transport line (u,v) shows that l(u,v)=x a

戴氏教育龙泉校区 VIP 数学教研组

小升初冲刺第2讲

牛吃草问题

基本公式:

1) 设定一头牛一天吃草量为“1”

2）草的生长速度＝（对应的牛头数×吃的较多天数－相应的牛头数×吃的较少天数）÷（吃的较多天数－吃的较少天数）；

3）原有草量＝牛头数×吃的天数－草的生长速度×吃的天数；` 4）吃的天数＝原有草量÷（牛头数－草的生长速度）； 5)牛头数＝原有草量÷吃的天数＋草的生长速度。

例1、牧场上长满了牧草，牧草每天匀速生长，这片牧草可供10头牛吃20天，可供15

头牛吃10天。问：这片牧草可供25头牛吃多少天？

解：假设1头牛1天吃的草的数量是1份 草每天的生长量：（200-150）÷（20-10）=5份 10×20=200份??原草量+20天的生长量 原草量：200-20×5=100 或150-10×5=100份 15×10=150份??原草量+10天的生长量 100÷（25-5）=5天

[自主训练] 牧场上长满了青草，

打点计时器是一种精度较高而构造又比较简单的计时仪器，它能测量微小时间的间隔，是一种使用交流电源的纸带记录式的计时仪器，下面结合例题来学习一下打点计时器的有关问题.

一、考查实验的基础知识

例1 当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹.下列关于纸带上点迹的说法中正确的是（ ）

A.点迹记录了物体运动的时间

B.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 C.纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状 D.纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况

解析 打点计时器每隔一定的时间（当电源频率为50Hz时，打点的时间间隔为0.02s）打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移；点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而不能反映物体的质量和形状.正确选项为ABD.

二、考查实验的数据处理能力

例2 某次打点计时器在纸带上依次打出A、B、C、D、E、F等一系列的点，测得距离AB=11.0mm，AC=26.5mm，AD=40.0mm，AE=48.1mm，AF=62.5mm.通过计算说明在打A、F点的时间间隔内，纸带是否做匀速直线运动.如果是，则求出速度；如果不是，则求平均速度.