数学建模:单变量与多变量优化

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例子问题

例子问题1:优化模型

采用牛顿法作为计算方法,对跟踪问题进行优化。

一头175磅重的奶牛每天增重3磅,饲养这头奶牛每天要花费30美分。牛的市场价格是每磅75美分,但价格正在以每天1美分的速度下降。什么时候卖牛才能获得最大的利润?

可能的答案:

建议等待6 ~ 7天再出售。这将带来130美元的净利润。

建议等9 ~ 10天再卖。这将带来132美元的净利润。

建议等7、8天再卖。这将带来131.90美元的净利润。

建议等8、9天再卖。这将带来132.90美元的净利润。

建议等待2 ~ 5天再出售。这将带来131.90美元的净利润。

正确答案:

建议等7、8天再卖。这将带来131.90美元的净利润。

解释

假设牛的生长速度与它的体重成正比。

用数学术语来说:

看看已知的信息,

变量:

因此,

因此要解的微分方程如下所示。

通过分离变量求解,得到如下公式。

从这里开始,用新的权重方程建立模型。

回想一下,我们的目标是优化问题

使用图形计算器或计算机技术来绘制函数。

屏幕截图2016 04 27上午9点31分27

观察图表,似乎奶牛的最大利润出现在附近而且

从这里开始,回答问题。考虑到牛的生长速度还在增加,建议等7、8天再卖牛。这将带来131.90美元的净利润。

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