Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Декабря 2011 в 22:12, лабораторная работа
Составить дневной рацион, содержащий не менее минимальной суточной нормы потребности человека в необходимых питательных веществах при минимальной общей стоимости потребляемых продуктов
Федеральное
агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего
профессионального образования
Отчет
по лабораторной работе
На тему: «Решение задач оптимизации
в среде Microsoft Excel»
2009 г.
Задача 1
Исходная постановка
задачи:
Для поддержания
нормальной жизнедеятельности человеку
ежедневно необходимо потреблять не менее
118 г белков,56 г. жиров, 500 г. Углеводов,
8 г. Минеральных солей. Количество питательных
веществ, содержащихся в 1 кг каждого вида
потребляемых продуктов, а так же цена
за 1 кг каждого из этих продуктов приведены
в следующей таблице:
Питательные вещества | Содержание (г) питательных веществ в 1 кг продуктов | ||||||
мясо | рыба | молоко | масло | сыр | крупа | картофель | |
Белки | 180 | 190 | 30 | 10 | 260 | 130 | 21 |
Жиры | 20 | 3 | 40 | 865 | 310 | 30 | 2 |
Углеводы | 0 | 0 | 50 | 6 | 20 | 350 | 200 |
Минеральные соли | 9 | 10 | 7 | 12 | 60 | 20 | 10 |
Цена 1 кг продуктов | 18 | 10 | 2,8 | 34 | 29 | 5 | 1 |
Составить дневной
рацион, содержащий не менее минимальной
суточной нормы потребности человека
в необходимых питательных веществах
при минимальной общей стоимости потребляемых
продуктов
Формальная постановка
задачи:
Обозначим
через x1 количество потребляемого
за сутки мяса за x2, х3, х4,
х5, х6,
х7, соответственно рыбы, молока,
масла, сыра, крупы, картофеля. Требуется
найти наилучшие значения x1-х7.
Наилучшими для данной задачи являются
такие значения, которые минимизируют
общую стоимость потребляемых продуктов
S=18 x1 +10 х2+2,8
х3+34 х4+29 х5+5 х6+1
х7 → min
Поскольку х1-7
выражают количество потребляемых продуктов,
то они не могут быть отрицательны, т.е.
Х1
≥0, х2 ≥0,
х3 ≥0,
х4≥0,
х5 ≥0,
х6≥0,
х7≥0
Ограничения на минимальную суточную норму могут быть записаны следующим образом:
Х1*180+Х2*190+ Х3*30+ Х4*10+ Х5*260+ Х6*130+Х7*21≥118
Х1*20+Х2*3+ Х3*40+ Х4*865+ Х5*310+ Х6*30+Х7*2≥56
Х1*0+Х2*0+ Х3*50+ Х4*6+ Х5*20+ Х6*650+Х7*200≥500
Х1*9+Х2*10+
Х3*7+ Х4*10+ Х5*60+
Х6*20+Х7*10≥8
Таким образом,
задача состоит в том, что бы найти
значения Х, удовлетворяющим условиям:
Х1-7≥0
Х1*180+Х2*190+ Х3*30+ Х4*10+ Х5*260+ Х6*130+Х7*21≥118
Х1*20+Х2*3+ Х3*40+ Х4*865+ Х5*310+ Х6*30+Х7*2≥56
Х1*0+Х2*0+ Х3*50+ Х4*6+ Х5*20+ Х6*650+Х7*200≥500
Х1*9+Х2*10+
Х3*7+ Х4*10+ Х5*60+
Х6*20+Х7*10≥8
И минимизирующие
функцию S=18 x1 +10 х2+2,8 х3+34
х4+29 х5+5 х6+1* х7
ячейки B19:H22- количество белков, жиров, углеводов, миниральных солей и цена.
В ячейке I22 находится функция минимизирующая цену.
В ячейках В15:Н15 изменяемые ячейки, те значения, которые нужно найти
Таким образом, заполняем диалоговое окно Поиск решения:
В поле установить целевую указываем ячейку, содержащую оптимизируемое значение (I23), устанавливаем переключатель Равной минимальному значению.
В поле Изменяя ячейки задаем диапазон подбираемых параметров- В15:Н15
набор ограничений:
1. В15:Н15=целое
2. В15:Н15≥0
3. I19≥B10
4. I20≥B11
5. I21≥B12
6. I22≥B13
Таким образом
наилучшими для данной задачи являются
использовать 1 литр молока и 1 кг крупы.
При таком использовании мы будем получать
не меньше минимума необходимых питательных
веществ и цена при этом будет равна 7,8
рублей.
Задача 2
Исходная формулировка
задачи
Мясокомбинат
имеет в своем составе 4 завода,
на каждом из которых может изготавливаться
три вида колбасных изделий. Мощности
каждого из заводов соответственно равны
320, 280, 270 и 350. Ежедневные потребности в
колбасных изделиях каждого вида составляют
450, 370 и 400 соответственно. В таблице приведена
стоимость производства каждого вида
колбасных изделий н каждом заводе.
|
Необходимо определить
наилучшее распределение
Формальная постановка задачи
Константы
1. обозначим через
ci-j себестоимость производства
колбасных изделий, где I- заводы 1-4, а j-
разновидности колбасных изделий
С=
2. Пусть Zi –мощности заводов, где i=1,2,3,4 .т.е.Z1=320, Z2=280, Z3=270, Z4=350
3. bj- ежедневные потребности, j=1,2,3 т.е.
b1=450- потребность в колбасе вареной
b2=370- потребность в колбасе в/к
b3=400- потребность
в ветчине
Переменные
1.Пусть хij- объем изготовления i-тым заводом j-той продукции
2.аi- расход для i-того завода, где i=1,2,3,4.
3.S – суммарные
расходы
S=∑∑
Решение:
1.Зададим математическую
модель расхода i-го завода
2.
3.
Ограничения
Неизвестные должны
удовлетворять следующим
В результате получаем
следующее распределение
Колбаса вареная | Колбаса в/к | Ветчина | |
Завод 1 | 170 | 150 | 0 |
Завод 2 | 280 | 0 | 0 |
Завод 3 | 0 | 220 | 50 |
Завод 4 | 0 | 0 | 350 |
Анализ
найденного решения:
Значение целевой функции составило 3800 денежных единиц. При этом экономическая интерпретация результатов следующая. Завод 1 производит колбасу вареную и колбасу в/к соответственно 170 и 150 т., Завод 2- только колбасу вареную- 280 т., Завод 3- колбасу в/к и ветчину соответственно 220 и 50 т., Завод 4- ветчину-350 т. При этом, все заводы работают на полную мощность, а затраты на производство будут минимальными и составят 3800 денежных единиц.
Информация о работе Решение задач оптимизации в среде Microsoft Excel