* 数学建模教学 通常,1公斤面, 1公斤馅,包100个汤圆(饺子) 今天,1公斤面不变,馅比 1公斤多了,问应多包几个(小一些),还是少包几个(大一些)? 问题 圆面积为S的一个皮,包成体积为V的汤圆。若分成n个皮,每个圆面积为s,包成体积为v。 V和 nv 哪个大? S s s s … V v v v (共n个) 从包汤圆(饺子)说起 定性分析 V比 nv大多少? 定量分析 从包汤圆(饺子)说起 假设 1. 皮的厚度一样 2. 汤圆(饺子) 的形状一样 模型 应用 若100个汤圆(饺子)包1公斤馅, 则50个汤圆(饺子) 可以包 公斤馅 R ~大皮 的半径;r ~小皮的半径 V是 nv是 倍 1.4 问题:一房间的门宽为0.9米,墙厚为0.28米.今有一家具其水平截面如图,问能否把此家具水平地移入房间内 (说明理由). 1.3m 1.3m 0.48m 0.48m A B M N E F G K D C O θ 墙 解法:在搬运家具时,为了顺利过门,家具的两个边KM、KN紧贴C、D, 点K的运动轨迹是以CD为直径的半圆周,A点到CD的距离始终不大于AK+KO (O是CD中点).而AK+KO 0.82 0.9. 节水洗衣机 我国淡水资源有限,节约用水人人有责。洗衣在家庭用水中占有相当大的份额,目前洗衣机已非常普及,节约洗衣机用水十分重要。假设在放入衣物和洗涤剂后洗衣机的运行过程为:加水——漂洗——脱水——加水——漂洗——脱水…(称“加水——漂洗——脱水”为运行一轮)。请为洗衣机设计一种程序(包括运行多少轮,每轮加水量等),使在满足一定洗涤效果的条件下,总用水量最少。选用合理的数据进行计算。对照目前常用的洗衣机的运行情况,对你的模型作出评价。 问题分析 不要求对洗衣的微观机制(物理、化学方面)深入研究,只需从宏观层次去把握。 洗衣的基本原理(宏观上)是用洗涤剂通过漂洗把吸附在衣物上的污物溶于水中,再脱去污水带走污物。 洗衣的过程是通过“加水——漂洗——脱水” 程序的反复运行,使残留在衣物上的污物越来越少,直到满意的程度。 洗涤剂也是不希望留在洗涤剂的东西,可将 “污物”定义为衣物上原有污物与洗涤剂的总和。 基本假设 每轮漂洗后污物均匀地溶于水中; 每轮脱水后衣物含水量为常数c; 基本模型 uk~第k轮加水量 ;xk~第k轮脱水后污物量 (k=1,2,…) x0~初始污物量 每轮脱水前后污物在水中的浓度不变 基本模型 在最终污物量与初始污物量之比 xn/x0 小于给定的? (清洁度)条件下,求各轮加水量uk (k=1,…n),使总用水量最小。 1. 几何平均值小于 (等于)算术平均值 * 衣物重量(kg) 洗衣次数 第1次用水量 (l) 第2次用水量 (l) 第3次用水量 (l) 总用水量(l) 清洁度ε 1.0 2 29.0 27.4 56.4 0.003 1.2 2 30.1 28.1 58.2 0.004 1.4 2 31.7 29.4 61.1 0.005 1.6 2 36.2 33.6 69.8 0.005 1.8 2 40.7 37.9 78.6 0.005 2.0 3 34.3 31.1 31.1 96.5 0.0008 2.2 3 35.4 31.8 31.8 99.0 0.0009 2.4 3 36.4 32.6 32.6 101.6 0.0011 2.6 3 37.5 33.3 33.3 104.1 0.0013 2.8 3 38.5 34.1 34.1 106.7 0.0015 3.0 3 39.6 34.8 34.8 109.2 0.0017
数学建模范例.ppt
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