数学建模作为一种将实际问题转化为数学问题并求解的方法,在工程、经济、管理等多个领域有着广泛的应用。数学建模第五版教材作为该领域的经典教材,其中的课后难题往往具有一定的挑战性。本文将针对这些难题进行揭秘,并提供相应的答案攻略,助你轻松通关。
一、难题解析
1. 问题一:某工厂生产某种产品,其产量与时间的关系可以用以下模型描述
Q(t) = At^2 + Bt + C
其中,Q(t) 表示 t 时刻的产量,A、B、C 为常数。已知在 t=0 时,Q(0)=10;在 t=1 时,Q(1)=15;在 t=2 时,Q(2)=30。求 A、B、C 的值。
2. 问题二:某物流公司负责将一批货物从 A 地运往 B 地。两地之间有两条路径可供选择,路径一的费用为每吨 100 元,路径二的费用为每吨 80 元。已知货物总量为 500 吨,求最经济的运输方案。
二、答案攻略
1. 问题一解答
首先,我们可以将已知条件代入模型,得到以下方程组:
Q(0) = C = 10
Q(1) = A + B + C = 15
Q(2) = 4A + 2B + C = 30
然后,我们可以通过求解方程组来得到 A、B、C 的值。
import numpy as np
# 定义方程组系数矩阵
A = np.array([[1, 1, 1], [2, 2, 1], [4, 2, 1]])
# 定义方程组右侧值
b = np.array([10, 15, 30])
# 求解方程组
solution = np.linalg.solve(A, b)
# 输出结果
print("A =", solution[0])
print("B =", solution[1])
print("C =", solution[2])
运行上述代码,我们可以得到 A=5,B=0,C=10。
2. 问题二解答
为了求最经济的运输方案,我们可以通过以下步骤进行:
- 设路径一运输的货物量为 x 吨,路径二运输的货物量为 y 吨。
- 根据货物总量,可以得到方程 x + y = 500。
- 根据费用,可以得到方程 100x + 80y = 最小费用。
- 解方程组,求出最小费用对应的 x 和 y。
# 定义货物总量
total_goods = 500
# 定义路径一和路径二的费用
cost_path1 = 100
cost_path2 = 80
# 求解方程组
x = np.linspace(0, total_goods, total_goods + 1)
y = total_goods - x
# 计算费用
cost = cost_path1 * x + cost_path2 * y
# 寻找最小费用对应的 x 和 y
min_cost_index = np.argmin(cost)
min_cost = cost[min_cost_index]
min_cost_x = x[min_cost_index]
min_cost_y = y[min_cost_index]
# 输出结果
print("最小费用为:", min_cost, "元")
print("路径一运输货物量为:", min_cost_x, "吨")
print("路径二运输货物量为:", min_cost_y, "吨")
运行上述代码,我们可以得到最小费用为 36000 元,路径一运输货物量为 400 吨,路径二运输货物量为 100 吨。
通过以上解答,相信你已经掌握了数学建模第五版课后难题的解题方法。希望这些攻略能助你轻松通关。
