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统筹与配套问题是简单的线性规划问题,而最优化的概念反映了人们实际生活中十分普遍的现象,即要在尽可能节省人力、物力和时间的前提下,努力争取获得在允许范围内的最大效益。了解一些最优化的思想不仅仅对于考试,而且对于我们实际生活都是十分有益的。
我们将通过几个例题,介绍一些简单的知识和解题方法。
例题1:妈妈让小明给客人烧水沏茶。洗开水壶要用1分钟,烧开水要用15分钟。洗茶壶要用1分钟,洗茶杯要用1分钟,拿茶叶要用2分钟。小明估算了一下,完成这些工作要20分钟.为了使客人早点喝上茶,按你认为最合理的安排,多少分钟就能沏茶了?
解析:本题取自华罗庚教授1965年发表了《统筹方法平话》。首先弄清里面的隐含的逻辑顺序,即洗开水壶是烧开水的先决条件,而准备开水、茶壶、茶杯、茶叶又是沏茶的先决条件。他们的关系可用下图表示:
从上图可以很直观的看出最优解是16分钟,即先洗开水壶1分钟,烧开水15分钟,在等待水开的过程中,同时洗茶杯、拿茶叶、洗茶壶,水开了就可以直接沏茶。这类问题的核心思想就是尽量减少“资源”的浪费。
例题2:用一只平底锅煎饼,每次能同时放两个饼。如果煎1个饼需要2分钟(假定正、反面各需1分钟),问煎1993个饼至少需要几分钟?
解析:首先,此平底锅每次同时放两个饼,每个饼需2分钟,那么可以认为此平底锅的“效率”为一分钟煎1个饼,而保证此平底锅有此效率的前提就是锅中时刻保证要有两个饼,即不能有“资源”浪费,具体的,我们以前三个饼为例:
首先煎1,2号饼的正面用1分钟;
其次煎1号饼的反面和3号饼的正面,用1分钟;
最后煎2、3号饼的反面用1分钟;
这样煎好3个饼总共3分钟。
这是“饼的个数是奇数”的情况,当“饼的个数是偶数”时可以直接两个两煎,总之只要没有资源浪费,就能发挥平底锅的最大效率,那么此题的答案就为至少需要1993分钟。
例题3:在一条公路上每隔100千米有一个仓库(如图),共有5个仓库。一号仓库存有10吨货物,二号仓库有20吨货物,五号仓库存有40吨货物,其余两个仓库是空的。现在想把所有的货物集中存放在一个仓库里,如果每吨货物运输1公里需要0.5元运输费,那么最少要多少运费才行? (2006国家行测真题)
A.4500元B.5000元C.5500元D.6000元
正确答案【B】
解析:此类运输问题的原则为“小往大处靠”。下面我们用数学方法来说明此原则。
我们以最简单的两地运输问题为例:
如下图,在公路A、B两地各有10吨、15吨麦子,为打麦场建在何处运费最省?
假设打麦场建在C点,AB的距离为L,BC距离为x,运费为a,那么总运费为:
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