|
Линейное программирование
Линейное программирование
Задание 1 Необходимо средствами MS Excel подобрать подходящий вариант аппроксимации (линейная, логарифмическая, степенная, полиномиальная, экспоненциальная функция) для заданных табличным способом данных, доказать оптимальность выбора путем сравнения коэффициентов достоверности и аппроксимации для каждого варианта. Исходные данные |
Год | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | | Объем производства (млн.т) | 7,07 | 5,1 | 3 | 2,1 | 2,33 | 4,13 | 7 | | |
Обработанные данные представлены в таблице ниже: |
№ | Название аппроксимации | Уравнение | Величина достоверности аппроксимации R2 | | 1 | Линейная | y = -0,1007x + 206,22 | 0,0109 | | 2 | Экспоненциальная | y = (31022)e-0,0252x | 0,0119 | | 3 | Логарифмическая | y = -202,65lnx + 1545,1 | 0,011 | | 4 | Полиномиальная | y = 0,5471x2 - 2193x + 2000000 | 0,9786 | | 5 | Степенная | y = (510167)x-50,615 | 0,012 | | |
Наиболее оптимальная аппроксимация для исходных данных - полиномиальная кривая (квадратная парабола), так как величина достоверности наиболее близка к единице. Общий вид графика близок к фактическому расположению исходных данных в виде точек на плоскости. Построенные графики представлены ниже. Линейная аппроксимация Экспоненциальная аппроксимация Логарифмическая аппроксимация Полиномиальная аппроксимация Степенная аппроксимация Задание 2 Построить прямую, параллельную оси абсцисс (Ох) и пересекающую ось ординат (Оу) в точке (0; 2) в диапазоне x[-3; 3] с шагом =0,5. Так как абсцисса точки, через которую проходит прямая параллельная оси Ох равна 0, а ордината - 2, то уравнение прямой будет у=2. Для построения прямой в MS Excel представим числовые данные в виде таблицы ниже, а также график функции. Шаг изменения х равен 0,5 |
Х | Y | | -3 | 2 | | -2,5 | 2 | | -2 | 2 | | -1,5 | 2 | | -1 | 2 | | -0,5 | 2 | | 0 | 2 | | 0,5 | 2 | | 1 | 2 | | 1,5 | 2 | | 2 | 2 | | 2,5 | 2 | | 3 | 2 | | |
Задание 3 Построить в одной системе координат при x[-2; 2] графики функций: у=2sin(x)-cos(x), z=2cos2(x)-2sin(x). Заданные функции являются периодическими с периодом изменения, равным 2. Примерные значения нулей для каждой функции: - функция у: 1-ый корень 0,2+2n, где nZ, 2-ой корень 1,2+2n, где nZ. - функция z: 1-ый корень 0,3+2n, где nZ, 2-ой корень 0,8+2n, где nZ. График и исходные данные для построения находятся ниже в таблицах и на рисунке. |
Функция у=2sin(пx)-cos(пx) | Х | Y | | | -2 | -1 | | | -1,6 | 1,593096038 | | | -1,2 | 1,984587499 | | | -0,8 | -0,36655351 | | | -0,4 | -2,21113003 | | | 0 | -1 | | | 0,4 | 1,593096038 | | | 0,8 | 1,984587499 | | | 1,2 | -0,36655351 | | | 1,6 | -2,21113003 | | | 2 | -1 | | |
|
Функция z=2cos2(пx)-2sin(пx) | Х | Z | | | -2 | 2 | | | -1,6 | -1,71113003 | | | -1,2 | 0,13344649 | | | -0,8 | 2,484587499 | | | -0,4 | 2,093096038 | | | 0 | 2 | | | 0,4 | -1,71113003 | | | 0,8 | 0,13344649 | | | 1,2 | 2,484587499 | | | 1,6 | 2,093096038 | | | 2 | 2 | | |
Задание 4 Создать макрос, который выполняет следующее форматирование документа MS Word: |
Ориентация страницы | Книжная | | Поля (в см) | Верхнее - 1 Нижнее - 1,5 Слева - 1 Справа - 1 | | Гарнитура | Arial | | Цвет текста | синий | | размер | 14 | | Интервал между символами | - | | подчеркивание | есть | | выравнивание | По правому краю | | Интервал между абзацами | Перед 6 пт | | Интервал междустрочный | полуторный | | Номер страницы | Внизу слева | | |
Запись макроса 1. Открыть новый документ MS Word. 2. В меню Сервис выделите пункт Макрос, а затем выберите команду Начать запись. 3. В поле Имя макроса введите имя нового макроса, например, «Макрос_задание_4». 4. В списке Макрос доступен для выберите шаблон или документ, в котором будет храниться макрос. В раскрывающемся списке Макрос доступен для следует выбрать файл или шаблон, в который будет сохранен макрос. Если макрос предполагается использовать неоднократно в различных документах, то нужно выбрать параметр Всех документов (Normal.dot). 5. Введите описание макроса в поле Описание. 6. Если макросу не требуется назначать кнопку панели инструментов, команду меню или сочетание клавиш, нажмите кнопку OK, чтобы начать запись макроса. 7. С помощью мыши и клавиатуры выполните действия, указанные в таблице задания 4. При записи нового макроса допускается применение мыши только для выбора команд и параметров. Для записи таких действий, как выделение текста, необходимо использовать клавиатуру. Например, с помощью клавиши F8 можно выделить текст, а с помощью клавиши END -- переместить курсор в конец строки. 8. Для завершения записи макроса нажмите кнопку Остановить запись. 9. Закрыть Новый документ (можно без сохранения). 10. Открыть какой-нибудь документ, который следует отформатировать указанным образом. 11. В меню Сервис выберите команду Макрос, а затем -- команду Макросы. 12. В списке Имя выберите имя макроса, который требуется выполнить. 13. Нажмите кнопку Выполнить. Форматирование документа изменится согласно параметрам, указанным в макросе. Задание 5 Задача оптимизации (линейное программирование). Имеются корма 2 видов: сено и силос. Их можно использовать для скота в количестве не более 50 и 85 кг соответственно. Требуется составить кормовой рацион минимальной стоимости, в котором содержится не менее 30 кормовых единиц, не менее 1000 г протеина, не менее 100 г кальция, не менее 80 г фосфора. Данные о питательности кормов и их стоимости в расчете на 1 кг приведены в следующей таблице: |
Питательные вещества | Корма | Нижняя норма содержания питательных веществ | | | Сено | Силос | | | Кормовые единицы, кг | 0,5 | 0,3 | 30 | | Протеин, г | 40 | 10 | 1000 | | Кальций, г | 1,25 | 2,5 | 100 | | Фосфор, г | 2 | 1 | 80 | | Стоимость 1 кг, руб. | 12 | 8 | - | | |
Составим математическую модель данной задачи, предварительно переведя весовые единицы измерения в килограммы: |
| Корм.ед., кг | Протеин, кг | Кальций, кг | Фосфор, кг | Нижняя граница нормы, кг | Цена за кг, руб. | | Сено | 0,5 | 0,04 | 0,00125 | 0,002 | 50 | 12 | | Силос | 0,3 | 0,01 | 0,0025 | 0,001 | 85 | 8 | | Нижняя граница | 30 | 1 | 0,1 | 0,08 | | | | |
Х1 (кг) - количество сена, Х2 (кг) - количество силоса. Система ограничений: 0,5Х1+0,3Х2?30, 0,04Х1+0,01Х2?1, 0,00125Х1+0,0025Х2?0,1, 0,002Х1+0,001Х2?0,08, Х1?50, Х2?85. Целевая функция: F=12Х1+8Х2min Ячейки G2:G3 - искомое решение задачи. Ячейки В5:Е5 - формулы ограничений: =B2*$G$2+B3*$G$3, =C2*$G$2+C3*$G$3, =D2*$G$2+D3*$G$3, =E2*$G$2+E3*$G$3. В ячейках F2:F3 - значения, ограничивающие количество сена и силоса. В задании условий используются такие формулы: В целевой ячейке находится формула: =H2*G2+H3*G3. Задание 6 В Сочи существует спрос на следующие товары |
Наименование товара | Спрос, единиц | | Товар 1 | 1000 | | Товар 2 | 2500 | | Товар 3 | 2000 | | Товар 4 | 2500 | | |
Товары находятся в разных городах на складах. Запасы товара на складах (единиц) в различных городах представлены в следующей таблице: |
Наименование товара | Ростов | Москва | Ставрополь | Краснодар | | Товар 1 | 800 | 50 | 250 | 120 | | Товар 2 | 120 | 100 | 500 | 1200 | | Товар 3 | 860 | 1500 | 500 | 1300 | | Товар 4 | 400 | 3050 | 500 | 200 | | |
Стоимость доставки единицы товара в г. Сочи (руб.) представлена в следующей таблице: |
Наименование товара | Ростов | Москва | Ставрополь | Краснодар | | Товар 1 | 7 | 10 | 4 | 2 | | Товар 2 | 10 | 40 | 32 | 20 | | Товар 3 | 70 | 75 | 65 | 50 | | Товар 4 | 15 | 40 | 25 | 20 | | |
В столбце «Итого» находятся формулы суммарного объема перевозок по каждому товару: =СУММ(B20:E20), =СУММ(B21:E21), =СУММ(B22:E22), =СУММ(B23:E23). В столбце «Max» находятся формулы для расчета предельных объемов перевозок: =СУММ(B4:E4), =СУММ(B5:E5), =СУММ(B6:E6), =СУММ(B7:E7). В ячейке В25 находится формула целевой функции: =СУММПРОИЗВ(B20:E23;B12:E15) Система ограничений для данной задачи представлена ниже на рисунке:
|
|