Реферат по предмету "Математика"


Математические методы и модели в экономике 2

Содержание

Задача 1
Полуфабрикаты поступают на предприятие в виде листов фанеры. Всего имеется две партии материала, причем первая партия содержит 400 листов, а вторая – 250 листов. Из поступающих листов фанеры необходимо изготовить комплекты, включающие 4 детали 1 вида, 3 детали 2 вида, и 2 детали 3 вида. Лист фанеры каждой партии может раскраиваться различными способами. Количество деталей каждого типа, которое получается при раскрое одного листа соответствующей партии по тому или иному способу раскроя, представлено в таблице. Требуется раскроить материал так, чтобы обеспечить изготовление максимального числа комплектов.

Первая партия

Вторая партия

Детали

Способ раскроя

Детали

Способ раскроя




1

2

3




1

2

1

0

6

9

1

6

5

2

4

3

4

2

5

4

3

10

16

0

3

8

0

Решение
Обозначим через хij число единиц из i-й партии (1,2) фанеры, которые намечено раскроить j -м способом (1,2,3), так что из i -й партии при j -м способе раскроя будет получено аijkхij деталей к -го вида. Всего из всей i -й партии деталей к -го вида будет получено />, а из всех m партий их будет получено: />

Из первой партии фанеры:

Деталей первого вида: 400(0х11+6х12+9х13)

Деталей второго вида: 400(4х11+3х12+4х13)

Деталей третьего вида: 400(10х11+16х12+0х13)

Из второй партии фанеры:

Деталей первого вида: 250(6х21+5х22)

Деталей второго вида: 250(5х21+4х22)

Деталей третьего вида: 250(8х21+0х22)

Всего из двух партий фанеры:

Деталей первого вида: 400(6х12+9х13)+ 250(6х21+5х22)

Деталей второго вида: 400(4х11+3х12+4х13)+ 250(5х21+4х22)

Деталей третьего вида: 400(10х11+16х12)+ 2000х21

Число полных комплектов, которое можно выпустить по данному плану, будет равно:

/>Введем дополнительную переменную х – отходы при используемом способе раскроя. В результате, получим задачу линейного программирования:

z = x → min,

п/>ри ограничениях:

/>

/>

/>

х11+х12+х13=400

х21+х22+х23=250

/>, где х, хij – целые числа.
Задача 2
Решить графическим методом.

Решить графическим методом

Z= 3 х1-4х2 → max при условиях:

-х1 +х2≤1

-х1 +2х2≥-2

х1 +х2≥-1

-3х1+2х2 ≤6;

2х1– х2≤2

х1 ≥0; х2≥0
Решение
Запишем ограничения в виде равенств и построим соответствующие им линии уровня в системе координат. Строим область допустимых значений решения, удовлетворяющую начальным условиям. Семи заданным неравенствам соответствует множество точек плоскости, образующие пятиугольник АВСDE. Неравенства х1 ≥-4; х1 +5х2≥4 могут быть исключены, так как они определяют граничные прямые, не имеющие с АВСDE общих точек.

Строим на плоскости вектор целевой функции />. Через начало координат перпендикулярно/>проводим линию уровня целевой функции Z=0. Линия уровня перемещается в направлении />параллельно самой себе, пока не встретится с вершиной области допустимых значений АВСО т. В. Значение Z в точке В является минимальным.

При дальнейшем перемещении линия уровня пройдет через другую вершину ОДР, выходя из области решений – точку С. Значение Z в точке С является максимальным. Значение целевой функции Zmах в т. С. Найдем её координаты:
2/>х1– х2 =2

х2=0

С(0; 1)

Zmах=3*1-4*0=3

Ответ: Zmах=3.


А

В

С

Z
/>/>/>/>/>/>
Задача 4
Удельные затраты Сijна перевозку 1 т груза вида i транспортом j (руб.) представлены матрицей

Сij=/>

Мощности поставщиков А1=30 тыс.т; А2=10 тыс.т; А3=40 тыс.т; А4=70 тыс.т. Спрос потребителей: В1=30 тыс.т; В2=10 тыс.т; В3=20 тыс.т; В4=10 тыс.т.

Определить объемы перевозок груза транспортом j (руб.), чтобы суммарные издержки были бы минимальными, построить матрицу объемов перевозок.
Решение
1. Определяем тип задачи. Так как />. Задача является открытой. Введем фиктивного потребителя с объемом потребления Вф.

2. Строим расчетную матрицу с фиктивным потреблением Вф и удельными затратами на перевозку фиктивного груза Сiф=0.

3. Сформируем опорный план по критерию наименьших удельных затрат на перевозку единицы груза, т. е. min Сiф.

Оставшиеся мощности относятся к фиктивному потребителю: хiф=Аii-/>

Опорный план




В1=30 тыс.т

В2=10 тыс.т

В3=20 тыс.т

В4=10 тыс.т

Вф

Ui

А1=30 тыс.т

1,2

3

1,6

1,7

1,5



0

1,5

А2=10 тыс.т

1,4

1

10

1,2

1,5

0

1

А3=40 тыс.т

1,6

1,4

1,2

20

1,4

0

2

1,2

А4=70 тыс.т

1,5

1,2



1,4

1,2

1

0

6

1,2

Vj

1,2

1,2

1,2

1,2

0




4. Проверим полученный план перевозок на вырожденность. Так как

4 столбца + 5 строк-1 > 7 поставок. То задача вырожденная. Для приведения плана к невырожденному состоянию введем в клетки (4;2) и (1,4) фиктивные нулевые поставки.

5. Оптимизируем план, используя метод потенциалов.

Сij= Ui+ Vj, где Ui– потенциал строки; Vj– потенциал столбца.

Пусть V4=0. пересчитаем все остальные Ui и Vj и зафиксируем их в опорном плане. U4=1,2; Vф =0; V4 =0-1,2=-1,2; Vф=0-1,2=-1,2; U3 =0-(-1,2)=1,2; V3=1,2-1,2=0; U1 =1,5-0=1,5; V1 =1,2-1,5=-0,3; V2 =0; U2 =1-0=1.

6. Определяем характеристики свободных клеток: Еij= Сij-(Ui+ Vj)≥0.

Е12=1,6-0-1,5=0,1; Е13=1,7-0-1,5=0,2; Е1ф=1,2-1,5=-0,3; Е21=1,4+0,3-1=0,7; Е23=1,2-1=0,2; Е24=1,5-1=0,5; Е2ф=0+1,2-1=0,2; Е31=1,6+0,3-1,2=0,7; Е32=1,4-0-1,2=0,2; Е34=1,4-0-1,2=0,2; Е41=1,5+0,3-1,2=0,5; Е43=1,4-0-1,2=0,2.

7. Характеристики клеток (3, ф) и (4,2) отрицательны, следовательно найденное решение не является оптимальным. Оптимизируем план. Для клетки к (1, ф) строим контур перераспределения.

х1ф= min{0; 60}=60

0/>/>-

/>+










0

1/>0 +

60 -







10

60

Перенесем полученные результаты в новый план перераспределения.




В1=30 тыс.т

В2=10 тыс.т

В3=20 тыс.т

В4=10 тыс.т

Вф

Ui

А1=30 тыс.т

1,2

3

1,6

1,7

1,5

0



1,5

А2=10 тыс.т

1,4

1

10

1,2

1,5

0

1

А3=40 тыс.т

1,6

1,4

1,2

20

1,4

0

2

1,2

А4=70 тыс.т

1,5

1,2



1,4

1,2

1

0

6

1,2

Vj

1,2

1,2

1,2

1,2

0




Характеристики свободных клеток матрицы неотрицательны, следовательно найденное решение является оптимальным.

Задача решена.

Определим значение целевой функции:

F=30*1,2+10*1+20*1,2+1,2*10=82 (тыс.р.)
Задача 5
Для расчета мощности i-го вида транспорта необходимо воспользоваться значениями: S= 2 смены; z=8 часов; d= 25 дней.

Представлена грузоподъемность транспорта Р1=10т; Р2=5т; Р3=10т; Р4=15т.

АТП располагает m=4 видами транспортных средств различной грузоподъемности. Их количество n1=20; n2=30; n3=30; n4=20. На j-й вид продукции приходится Вj(m) спрос: В1= 120 тыс.р.; В2= 50 тыс.р.; В3= 80 тыс.р.; В4= 100 тыс.р. Известно, что среднее время транспортировки для каждого вида транспорта и вида груза:

Т=/>

Даны себестоимости перевозок j-го груза i-ым видом транспорта.

С=/>

Определить такие объемы перевозок, чтобы суммарные месячные издержки перевозок были бы минимальными.
Решение
1. Определяем мощность Аi=d t S ni

d– количество рабочих дней (d=25) в месяце;

t – количество часов в смене (t=8);

S– количество смен (S=2) в сутки

ni– количество машин i-го типа.

А1=25*8*2*20=8000 маш.ч.; А2=25*8*2*30=12000 маш.ч.; А3=12000 маш.ч.; А4=8000 маш.ч.

2. Рассчитаем показатель удельной производительности (т/маш.ч.); λij=Pi/tij.

λ=/>

3. Рассчитаем критерий формирования опорного плана: kij= λij/ Сij.

K=/>

4. Строим опорный план перевозок, клетки распределения выбираем по max kij. Это клетки Х31и Х43.

Расчетная матрица




В1= 120 тыс.р.

В2= 50 тыс.р.

В3= 80 тыс.р.

В4= 100 тыс.р.

Ui

А1=8 тыс.р.

3 3,3

8

4 2,5

5 4

6 2,5

3

А2=12 тыс.р.

5 1

6 0,8

7 1

4 1,25

12

4

А3=12 тыс.р.

2 5

12

3 3,33

4 2,5

3 2,5

2

А4=8 тыс.р.

5 3,7

4 5

2 5

8

2 3,75

2

Аф

0 1

33,3

0 1

50

0 1

40

0 1

85

0

Vj

0

0

0

0




5. Итак, все мощности использованы, но не все потребности удовлетворены – введем фиктивный вид транспорта (строка) с Сiф=0 и λiф=1. произведем расчет фиктивных поставок.

6. Проверяем план на вырожденность:

5 строк + 4 столбца -1=8 поставок. Задача невырожденная.

Оптимизируем опорный план.

Определяем потенциалы строк и столбцов по выражению:

Сij= Ui+Vjλij, откуда Ui= Сij-Vjλij; Vj= (Сij -Ui)/λij

Зададимся потенциалом фиктивной троки: Uф=0.

Тогда: V3=V2= V1= V4=0; U4=4-5∙0=4; U3=2-0=2; U2=4-0=4; U1=3-0=3

Определяем характеристики свободных клеток по формуле:

Еij= Сij-(Ui+ λijVj);

Е12 =4-3-0>0; Е13=5-3-0>0; Е14=6-3-0>0; Е21=5-4-0>0; Е22=6-4>0; Е23=7-4>0; Е32=3-2>0; Е33=4-2>0; Е34=3-2>0; Е41=5-2>0; Е42 =4-2>0; Е44=2-2=0.

Так как все Еij≥0, то план оптимальный (но не единственный, так как Е44=0)

Целевая функция затрат на перевозку:

F=8*3+12*4+12*2+8*2=112 (тыс.р.)
Задача 6
Для обслуживания потребителей предприятие может выделить 3 вида транспорта А1, А2, А3, получая прибыль, зависящую от спроса на них (В1, В2, В3).


В1

В2

В3

В4

А1

1

3

3

2

А2

4

2

0

2

А3

3

1

0

1

О/>/>/>/>пределить оптимальную пропорцию транспортных средств (состояние спроса полностью неопределенное). Прибыль должна гарантироваться при любом состоянии спроса.
Решение
Определим верхнюю и нижнюю цену игры.

А/>=/>

/>

Игра не имеет Седловой очки, а значит ни один из участников н может использовать один план в качестве своей оптимальной стратегии, игроки переходят на «смешанные стратеги». Составим двойную пару задач линейного программирования. Для 1 игрока (предложения):

/>/>

Освобождаясь от переменной V (цена игры), разделим уравнения системы на V. Приняв у/V за новую переменную Z, получим новую систему ограничений и целевую функцию.

/>/>

Z=/>

Аналогично для второго игрока (спрос)

/>/>

Приведем данные уравнения к форме без переменной V:

/>/>(*)

Нам необходимо определить стратегию первого игрока (т.е. предприятия), т.е. относительную частоту использования его стратегий (х1, х2,…, хm) будем определять, используя модель второго игрока, так как эти переменные находятся в его модели выигрыша. Приведем (*) к канонической форме:

/>/>

Решаем задачу симплексным методом.

итерация

0

базис

d1

d2

d3

d4

d5

d6

d7

bi

bi / a

d4

1

4

3

1

0

0

0

1

1/3

d5

3

2

1

0

1

0

0

1

1

d6

3

0

0

0

0

1

0

1




d7

2

2

1

0

0

0

1

1

1

ψ

-1

-1

-1

0

0

0

0

0




1

d3

1/3

4/3

1

1/3

0

0

0

1/3

1

d5

8/3

2/3

0

-1/3

1

0

0

2/3

1/4

d6

3

0

0

0

0

1

0

1

1/3

d7

5/3

2/3

0

-1/3

0

0

1

2/3

2/5

Ψ

-2/3

1/3

0

1/3

0

0

0

1/3




2

d3

0

1,25

1

0,375

-0,125

0

0

0,25




d1

1

0,25

0

-0,125

0,375

0

0

0,25




d6

0

-0,75

0

0,375

-1,125

1

0

0,25




d7

0

0,25

0

-0,125

-0,625

0

1

0,25




Ψ

0

0,5

0

0,25

0,25

0

0

0,5




Базисное решение Б1 (0,25; 0; 0,25; 0; 0; 0,25; 0,25). Цена игры />, так как />0,25+0,25+0=0,5 то V=2.

Исходные параметры относительно частот применения стратегий: х1=/>0,5; х2=0; х3=0,5; х4=0; х5=0; х6=0,5; х7=0,5.
Задача 7
На двух предприятиях отрасли необходимо изготовить 300 изделий некоторой продукции. Затраты, связанные с производством изделий х на I предприятии, равны 4x12 руб., а затраты, обусловленные изготовлением х2 изделий на II предприятии, составляют 48х2 + 8х22 (руб.).

Определить, сколько изделий на каждом из предприятий следует произвести, чтобы общие затраты, обусловленных изготовлением необходимой продукции, были минимальными.
Решение
f=4x12+48х2 + 8х22→min

х1+х2=300

Составим функцию Лагранжа: F=f+λg

/>/>

/>/>

/>

/>

х1+х2=300

/>; х2=300-х1

16(300-х1)-8х1+48=0

Тогда />(деталей)

х2 =300-202=88 (деталей)

Ответ: на первом предприятии следует произвести 202 детали, а на втором – 88 деталей.
Задача 9
Интервал планирования Т=5 лет. Функция затрат на ремонт а дальнейшую эксплуатацию К(τ)= 0,2τ+τ2 (р.). Функция замены Р(τ)=10+0,05τ2(р.). Определить оптимальные планируемые затраты по годам пятилетки, если количество оборудования по возрастным группам n(τ=0)=10; n(τ=1)=12; n(τ=2)=8; n(τ=3)=5.
Решение
Рассчитаем переходы (затраты на замену и ремонт) оборудования для каждого из возможных состояний τ.

τ

0

1

2

3

4

5

6

7

8

К

-

1,2

4,4

9,6

16,8

26

37,2

50,4

65,6

Р

10

10,05

10,2

10,45

10,8

11,25

11,8

12,45

-

Произведем пошаговую оценку альтернативных вариантов затрат для возможных различных состояний τ на каждом шаге t, т.е.

/>

Начало оценивается с последнего t=5 шага.

Шаг 1; t=5.

Все состояния на последнем интервале приравниваются к 0:

F85=0; F75=0; F65=0; F55=0; F45=0; F35=0; F25=0; F15=0.

Шаг 2; t=4.

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

Шаг 3; t=3.

/>

/>

/>

/>

/>

/>

Шаг 4; t=2.

/>

/>

/>

/>

/>

Шаг 5; t=1.

/>

/>

/>

/>
Шаг 6; t=0.

/>

/>

/>

/>

Функции затрат F00, F10, F20, F30 – затраты на единицу оборудования соответственно для возраста τ=0,1,2,3 года. Определим стратегию замены и ремонта оборудования каждого возраста. На схеме стратегии выделены стрелками (только оптимальные шаги). Определяем затраты по годам планирования:

t=1; Q1= 10*11,2+12*4,4+8*11,4+5*11,65=314,25

t=2; Q2= (10+8+5)*4,4+12*11,4=238

t=3; Q3= (10+8+5)*11,4+12*4,4=315

t=4; Q4= (10+8+5)*4,4+12*11,4=238

t=5; Q5=(10+8+5)* 9,6+12*4,4=237,6

Проверка: сумма затрат для оборудования каждого возраста должна равняться сумме затрат на них по годам планирования. Затраты на каждый возраст:

/>

=41*10+36*12+41,2*8+41,45*5=1378,85

Сумма затрат по годам:

Q1+ Q2+ Q3+ Q3=314,25+238+315+238+237,6=1375,85

/>
Задача 11
Дана схема движения транспорта с n=5 пунктами и расстояниями между ними. Построить кольцевой маршрут объезда всех пунктов наименьшей длины.



13

12

11

7

10



6

9

4

13

10



12

7

9

6

14



8

12

13

9

10



Решение
Стоим приведенную матрицу с целью получения в каждой строке и столбце не меньше 1 кратчайшего маршрута (0 приведенного значения). Коэффициенты приведения

по строкам: К1=7+4+7+6+9=33



6

5

4

0

6



2

5

0

6

3



5

0

3

0

8



2

3

4

0

1



по столбцам (у приведенной матрицы): К2=3+1=4

К/>пр=33+4=37 (сумма самых коротких маршрутов).

∞/>

6

5

3

0

3



2

4

0

3

3



4

0

0

0

8



2

0

4

0

0



Для нулевых значений определяем коэффициенты значимости:

К41=0; К51=0; К42=3; К53=2; К25=2; К15= К35=3; К54=3.

Выбираем аij=0 с максимальным Кij, например, К15=3.

В матрице назначения присваиваем Х15=1. В полученную матрицу в клетку (5,1) вводим запрет.

П/>риведем матрицу.




2

3

4

1

2/>



0

2

1

3

0



1

0

4

0

8



0

5

4

0

0



Подсчитаем новое значение Кпр: 37+2+3=42.

Определяем коэффициенты значимости для нулевых значений.

К32=К42= К53=К41=К31=0; К23= К54=1.

Выбираем аij=0 с максимальным Кij, например, К23=1.

В матрице назначения присваиваем Х23=1. В полученную матрицу в клетку (3,2) вводим запрет.




2

4/>

1

3



1

0

4

0



0

5/>

4

0



Так как матрица уже приведена, определяем коэффициенты значимости для нулевых значений.

К42=4; К41=0; К31=1; К54=5.

Присваиваем в матрице назначения Х54=1. В полученную матрицу в клетку (4,1) вводим запрет.




2

1

3





4





В полученной матрице осталось два маршрута, которые и вносим в кольцевой маршрут: Х31=1; Х42=1.

Введем все маршруты в матрицу назначения.













1







1







1
















1



















1




Длина полученного маршрута:

/>

Условие оптимальности F=Кпр.=42 выполняется, то полученный кольцевой маршрут является оптимальным.
Задача 13
Рассматривается круглосуточная работа пункта проведения профилактического осмотра автомашин. Пункт состоит из n=3 каналов; на осмотр каждой машины затрачивается />При осмотре группа выявляет дефект с вероятностью р=0,7; на осмотр поступает в среднем />. Обслуживание одной заявки приносит среднюю прибыль С1=3 руб./час, создание 1 канала требует среднего расхода С2=18000 тыс.р., эксплуатация 1 канал в единицу времени требует среднего расхода С3=8 руб./час. Определить характеристики работы пункта. Установить, при каких соотношениях С1, С2, С3 система будет рентабельна, и если система не рентабельна при заданных С1, С2, С3, то при каких она будет рентабельна? Через какое время эксплуатации система будет приносить прибыль?
Решение
Характеристики работы системы:

1. Среднее число занятых каналов

/>

2. Вероятность выявления скрытого дефекта

Рабс.=(1-Р0)Р=/>

3. Абсолютная пропускная способность, считая все осмотренные машины:

/>

4. Полная абсолютная пропускная способность, считая все осмотренные машины:

/>

5. Вероятность того, что канал занят:

Пз.к.=/>

6. Среднее время простоя канала:

/>

7. Вероятность того, что все группы будут заняты осмотром

/>

8. Среднее время неполной занятости системы/>(простоя хотя бы одной группы)

/>

9. Средняя прибыль за сутки (t=24 часа)

/>

10 Средняя стоимость в сутки:

/>

11. Прибыль, которую система начнет приносить через время, определяется условием: />

Условие рентабельности: />

У нас />.

Преобразуем это выражение с учетом того, что />/>; получим условие оптимальности: />

Система будет рентабельна, если: />

Из />найдем время, через которое система начинает приносить прибыль:

/>(дней) или />(лет)
Список используемой литературы

Данко П.Е. и др. Высшая математика в примерах и задачах. Ч2: Учебник для втузов. – М.: Высшая школа, 1986. – 415 с.

Конюховский П.В. Математические методы исследования операций в экономике. – СПб.: Питер, 2002. – 208 с.

Мельник М.М. Экономико-математические методы и модели в планировании МТС. – М.: Высшая школа, 1990. – 352 с.

Министерство образования Российской Федерации

«Тихоокеанский государственный университет»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО МЕТОДАМ И МАДЕЛЯМ В ЭКОНОМИКЕ
Выполнил: студент 3-го курса з/о

Специальность:________________

№ зач. книжки_________________

Ф.И.О._______________________
2010г.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.