简单数学建模实例.ppt

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1、建模实例商人怎样安全过河？三名商人各带一个随从乘船渡河，一只小船只能容纳二人，由他们自已划行，随从们密约，在河的一岸，一旦随从的人数比商人多，就杀人越货，但是如何乘船渡河大权掌握在商人手中，商人们怎样才能安全渡河呢？8/2/20211建模实例安全渡河问题可以视为一个多步决策过程。每一步即船由此岸驶向彼岸或从彼岸驶回此岸，都要对船上的人员作出决策，在有限步内使人员全部过河.用状态变量表示某一岸的人员状况，决策变量表示船上的人员状况，可以找出状态随决策变化的规律。问题转化为在状态的充许变化范围内，确定每一步的决策，达到渡河的目标8/2/20212建模实例模型的生成过成：

2、记第k次渡河前此岸的商人数为xk,随从数为yk,k=1,2,……，xk,yk=0,1,2,3，将二维向量sk=(xk,yk)定义为状态,安全渡河条件下的状态集称为允许状态集合，记作S，不难写出S={(x,y)

3、x=0,3;y=0,1,2,3或x=2,y=0,1,2或x=1;y=0,1}8/2/20213建模实例记第k次渡船上的商人数为uk,随从数为vk将二维向量dk=(uk,vk)定义为决策,允许决策集合记作D,由小船的容量可知D={（u,v）

4、u+v=1,2}因为k为奇数时船由此岸驶向彼岸，k为偶数时船由彼岸驶回此岸，所以状态sk随决策dk变化的规律是：sk+1=

5、sk+(-1)kdk8/2/20214建模实例求决策dk∈D(k=1,2,……n)，使状态sk∈S，按照转移规律，由初始状态s1=(3,3)经有限n步后到达状态sn+1=(0,0).模型求解当商人和随从数都不多的情况下，用图解法解此模型更为方便。8/2/20215建模实例在xoy坐标系上画出方格，方格点上的坐标同时也表示状态s=(x,y).允许状态集是沿方格线移动1或2格，k为奇数时向左、下方移动，k为偶数时向右、上方移动。要确定一系列的dk使由s1=(3,3)经过那些点最终移至原点（0，0）8/2/20216建模实例8/2/20217建模实例8/2/20218建

6、模实例评注这里介绍的模型是一种规格化的方法，使我们可以用计算机求解，从而具有广泛意义.譬如当商人和随从人数增加或小船容量加大时，靠逻辑思考就困难了，而这种模型则仍可方便地求解8/2/20219谢谢8/2/202110