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1、全国数学建模竞赛培训这是一场艰苦的战役。需要不怕苦和不怕累的精神,要有坚忍不拔的毅力。7/18/2021可能面临酷暑、内容多、强度大的困难。7/18/2021数学建模暑期培训纪律不允许缺课,迟到和早退的现象发生。每一个队每一次培训或讲评,必须是三人到齐。教练会对每一次活动考勤,并与相关学院联系,对缺课学生予以相应处罚。7/18/2021图论算法参考教材:数学建模与数学实验(赵静、但琦编)数学建模导论(陈理荣编)图论及其算法(殷剑宏、吴开亚编)集合论与图论(耿素云编)7/18/2021图论算法1.最短路问题2.中国邮递员问题和TSP问题3.匹配7/18/2
2、021图论算法(1)-最短路问题1.图论的基本概念2.最短路问题及其算法3.最短路的应用4.建模案例:最优截断切割问题5.实例应用7/18/2021图论的基本概念一、图的概念1.图的定义2.顶点的次数3.子图二、图的矩阵表示1.关联矩阵2.邻接矩阵返回7/18/2021定义有序三元组G=(V,E,)称为一个图,如果:图的定义7/18/2021定义定义7/18/20217/18/2021返回7/18/2021顶点的次数(度数)7/18/2021例在一次聚会中,认识奇数个人的人数一定是偶数.返回7/18/2021子图返回7/18/2021关联矩阵注:假设图为
3、简单图返回7/18/2021邻接矩阵注:假设图为简单图7/18/2021返回7/18/2021最短路问题及其算法一、基本概念二、固定起点的最短路三、每对顶点之间的最短路返回7/18/2021基本概念7/18/2021返回7/18/2021固定起点的最短路-Dijkstra算法最短路是一条路径,且最短路的任一段也是最短路.假设在u0-v0的最短路中只取一条,则从u0到其余顶点的最短路将构成一棵以u0为根的树.因此,可采用树生长的过程来求指定顶点到其余顶点的最短路.7/18/2021Dijkstra算法思想Dijkstra算法:这是荷兰计算机科学教授Edsg
4、erW.Dijkstra(1930-)在1959年发现的一个算法.他在1972年获得计算机协会授予的图灵奖,这是计算机科学中最具声望的奖项.Dijkstra算法是求出一个连通加权简单图中从结点a到结点z的最短路.边{i,j}的权(i,j)>0,且结点x的标号为L(x),结束时,L(z)是从x到z的最短路的长度.7/18/20217/18/2021算法步骤:7/18/2021TOMATLAB(road1)7/18/20217/18/202112345678返回7/18/2021每对顶点之间的最短路-Floyd算法1.求距离矩阵的方法2.求路径矩阵的方法3
5、.查找最短路路径的方法(一)算法的基本思想(三)算法步骤返回7/18/2021算法的基本思想返回7/18/2021算法原理——求距离矩阵的方法返回7/18/2021算法原理——求路径矩阵的方法在建立距离矩阵的同时可建立路径矩阵R.即当k被插入任何两点间的最短路径时,被记录在R(k)中,依次求时求得,可由来查找任何点对之间最短路的路径.返回)(nR7/18/2021ij算法原理——查找最短路路径的方法pkp2p1p3q1q2qm则由点i到j的最短路的路径为:返回7/18/2021算法步骤7/18/2021TOMATLAB(road2(floyd))返回7/
6、18/2021一、可化为最短路问题的多阶段决策问题二、选址问题1.中心问题2.重心问题返回7/18/2021可化为最短路问题的多阶段决策问题7/18/20217/18/20217/18/2021返回7/18/2021选址问题--中心问题TOMATLAB(road3(floyd))7/18/2021S(v1)=10,S(v2)=7,S(v3)=6,S(v4)=8.5,S(v5)=7,S(v6)=7,S(v7)=8.5S(v3)=6,故应将消防站设在v3处.返回7/18/2021选址问题--重心问题返回7/18/2021图论算法(2)-中国邮递员问题和TSP
7、问题7/18/2021邮路问题及TSP问题一、中国邮递员问题二、推销员问题三、建模案例:最佳灾情巡视路线(一)欧拉图(二)中国邮递员问题(一)哈密尔顿图(二)推销员问题7/18/20217312341245566789割边G的边是割边的充要条件是不含在G的圈中.割边的定义:设G连通,E(G),若从G中删除边后,图G-{}不连通,则称边为图G的割边.7/18/2021e3v1v2v3v4e1e2e4e5e6欧拉图e3v1v2v3v4e1e2e4e5巡回:v1e1v2e2v3e5v1e4v4e3v3e5v1欧拉道路:v1e1v2e2v3e5v1e4v4e3v
8、3欧拉巡回:v1e1v2e2v3e5v1e4v4e3v3e6v17/18/202