Решение задач по математическим методам в экономике

  • pdf
  • 06.05.2020
Публикация на сайте для учителей

Публикация педагогических разработок

Бесплатное участие. Свидетельство автора сразу.
Мгновенные 10 документов в портфолио.

Иконка файла материала 31. Решение задач по математическим методам в экономике.pdf

Практическое задание в Excel

Решение задач по математическим методам в экономике

 (файл .xls  можно скачать на странице  www.matburo.ru/sub_appear.php?p=l_excel ) 

 

Задача 1.

Три станка обрабатывают два вида деталей – А и В. Каждая деталь проходит обработку на всех трех станках. Известны: время обработки каждой детали на каждом станке и время работы станков в течение одного цикла производства.

Станок

Время обработки одной детали, ч

Время работы станка за один цикл производства, ч

А

В

I

1

2

16

II

1

1

40

III

3

1

24

Цена одной детали А – 4000 руб., В – 6000 руб.

Составить план производства деталей А и В, обеспечивающий максимальный доход по цеху.

 Также определить, как повлияет на решение: а) снижение цены детали В до 5000 руб.; б) снижение времени работы третьего станка до 21 ч за один цикл производства; в) возрастание цены детали В на 4000 руб.

 

Решение.

Составляем модель в Excel.

 

 

 

 

Настраиваем Поиск решения.

 

Получаем.

Детали

А

Б

 

 

 

 

Выпуск

6,4

4,8

 - искомые переменные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Станок

Время обработки одной детали

Фактические затраты времени

 

Ограние времени

 

 

 

I

1

2

16

16

 

II

1

1

11,2

40

 

III

3

1

24

24

 

 

 

 

 

 

 

 

Цены

4000

6000

54400

 - доход (максимизируем)

 

Необходимо выпускать 6,4 детали А и 4,8 детали Б, максимальный доход – 54400 руб.

Решение получилось не в целых числах.

Для получения решения в целых числах добавляем ограничение целочисленности.

Получаем.

Детали

А

Б

 

 

 

 

Выпуск

6

5

 - искомые переменные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Станок

Время обработки одной детали

Фактические затраты времени

 

Ограние времени

 

 

 

I

1

2

16

16

 

II

1

1

11

40

 

III

3

1

23

24

 

 

 

 

 

 

 

 

Цены

4000

6000

54000

 - доход (максимизируем)

Необходимо выпускать 6 деталей А и 5 деталей Б, максимальный доход – 54000 руб.

 

Определить, как повлияет на решение: 

а) снижение цены детали В до 5000 руб.; 

Детали

А

Б

 

 

 

 

Выпуск

6

5

 - искомые переменные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Станок

Время обработки одной детали

Фактические затраты времени

 

Ограние времени

 

 

 

I

1

2

16

16

 

II

1

1

11

40

 

III

3

1

23

24

 

 

 

 

 

 

 

 

Цены

4000

5000

49000

 - доход (максимизируем)

 

 

Структура производства не меняется, только снижается доход до 49000 руб.

 

б) снижение времени работы третьего станка до 21 ч за один цикл производства; 

Детали

А

Б

 

 

 

 

Выпуск

4

6

 - искомые переменные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Станок

Время обработки одной детали

Фактические затраты времени

 

Ограние времени

 

 

 

I

1

2

16

16

 

II

1

1

10

40

 

III

3

1

18

21

 

 

 

 

 

 

 

 

Цены

4000

6000

52000

 - доход (максимизируем)

Необходимо выпускать 4 детали А и 6 деталей Б, максимальный доход – 52000 руб.

 

в) возрастание цены детали В на 4000 руб.

Детали

А

Б

 

 

 

 

Выпуск

0

8

 - искомые переменные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Станок

Время обработки одной детали

Фактические затраты времени

 

Ограние времени

 

 

 

I

1

2

16

16

 

II

1

1

8

40

 

III

3

1

8

24

 

 

 

 

 

 

 

 

Цены

4000

10000

80000

 - доход (максимизируем)

Необходимо выпускать 8 деталей Б, максимальный доход – 80000 руб.

 

 

 

 

 

Задача 2.

На строительство четырех объектов (1,2,3,4) кирпич поступает с трех (I, II, III) заводов. Заводы имеют на складах соответственно 50, 100 и 50 тыс. шт. кирпича. Объекты требуют соответственно 50, 70, 40, 40 тыс. шт. кирпича. Тарифы (д.е./ тыс. шт) приведены в следующей таблице:

 Заводы

 

 

Объ

екты

 

1

2

 

3

4

I

2

6

 

2

3

II

5

2

 

1

7

III

4

5

 

7

8

Составьте план перевозок, минимизирующий суммарные транспортные расходы.

 

Решение.

Составляем модель в Excel.

 

 

 

 

Настраиваем Поиск решения.

 

Получаем.

План перевозок

 

 

 

 

 

Объекты

 

 

 

 

 Заводы

1

2

3

4

Сумма

 

Запасы

I

10

0

0

40

50

=

50

II

0

60

40

0

100

=

100

III

40

10

0

0

50

=

50

Сумма

50

70

40

40

 

 

 

 

=

=

=

=

 

 

 

Спрос

50

70

40

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стоимости перевозок

 

 

 

 

 Заводы

Объекты

 

 

 

 

1

2

3

4

 

 

 

I

2

6

2

3

 

 

 

II

5

2

1

7

 

 

 

III

4

5

7

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суммарная стоимость перевозок =

510

 

 

 

Минимальная стоимость перевозок = 510.

 

 

 

Задача 3

Дана платежная матрица Р игры с природой. 

20 10 6

                              

Р=10 8 2  

12 7 3

                              

18 5 19

Известный вероятности наступления событий П природы и равны (02 054 026,    ,      ,      ) .

Найти оптимальное поведение игрока для максимизации среднеожидаемого выигрыша.

 

Решение.

Пусть переменные – вектор-столбец вероятностей выбора игроком стратегий:

(p p p p1            2                 3          4)T 

Тогда ожидаемый выигрыш игрока:

                                               20 10 6                                     

                                                                                                  

( p1        p2         p3         p4)10 8 212 7 3 (02 054 026,  ,  ,           )Т 

                                                                                                  

                                                18 5 19                                    

Составляем модель в Excel.

 

В данной модели выборы стратегий равновероятны и равны 0,25.

Единственное ограничение – сумма вероятностей = 1.

 

Настраиваем Поиск решения.

 

Получаем.

Стратегии 1 игрока

Матрица выигрышей

0

-20

10

6

0

10

8

2

0

-12

7

3

1

18

5

19

1

 

 

 

 

 

 

 

Вероятности природы

0,2

0,54

0,26

 

 

 

 

Ожидаемый выигрыш игрока =

11,24

Надо однозначно выбирать 4-ю стратегию, максимальный ожидаемый выигрыш = 11,24.

Задача 4

Для сетевой модели:

 

определить критический путь.

 

Решение.

Составляем матрицу смежности графа (взвешенную).

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

 

15

11

9

 

13

 

 

 

2

 

 

 

12

 

12

 

 

 

3

 

 

 

 

11

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

5

 

 

5

 

 

 

 

 

14

 

10

 

6

 

 

 

 

 

 

 

14

13

7

 

 

 

 

 

 

 

 

11

8

 

 

 

 

 

 

 

 

10

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Убираем 1 столбец и 9 строку.

 

2

3

4

5

6

7

8

9

1

15

11

9

 

13

 

 

 

2

 

 

12

 

12

 

 

 

3

 

 

 

11

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

5

 

 

5

 

 

 

 

14

 

10

 

6

 

 

 

 

 

 

14

13

7

 

 

 

 

 

 

 

11

8

 

 

 

 

 

 

 

10

По отсутствующим направлениям ставим очень большие значения, например, 1000.

 

2

3

4

5

6

7

8

9

1

15

11

9

1000

13

1000

1000

1000

2

1000

1000

12

1000

12

1000

1000

1000

3

1000

1000

1000

11

1000

1000

1000

1000

4

1000

1000

1000

1000

1000

5

1000

1000

5

1000

1000

1000

1000

14

1000

10

1000

6

1000

1000

1000

1000

1000

1000

14

13

7

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

11

8

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

10

Далее составляем матрицу переменных:

Матрица переменных

 

 

 

 

2

3

4

5

6

7

8

9

Сумма

1

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

3

 

 

 

 

 

 

 

 

0

4

 

 

 

 

 

 

 

 

0

5

 

 

 

 

 

 

 

 

0

6

 

 

 

 

 

 

 

 

0

7

 

 

 

 

 

 

 

 

0

8

 

 

 

 

 

 

 

 

0

Сумма

0

0

0

0

0

0

0

0

 

Переменные – наличие дуги между вершинами (то есть 1 или 0).

Находим суммы по строкам и столбцам.

 

Находим критический путь – умножаем поэлементно матрицу смежности и матрицу переменных (СУММПРОИЗВ())

Теперь составляем задачу.

Необходимо минимизировать критический путь с ограничениями:

1.  выходим из вершины 1 – сумма по строке 1 = 1

2.  входим в вершину 9: сумма по столбцу 9 = 1

3.  если мы вошли в вершину, то должны оттуда выйти: сумма в строке для каждой вершины не может быть меньше суммы по столбцу.

 

 

 

Настраиваем Поиск решения.

 

Получаем.

 

2

3

4

5

6

7

8

9

 

1

15

11

9

1000

13

1000

1000

1000

 

2

1000

1000

12

1000

12

1000

1000

1000

 

3

1000

1000

1000

11

1000

1000

1000

1000

 

4

1000

1000

1000

1000

1000

5

1000

1000

 

5

1000

1000

1000

1000

14

1000

10

1000

 

6

1000

1000

1000

1000

1000

1000

14

13

 

7

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

11

 

8

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Матрица переменных

 

 

2

3

4

5

6

7

8

9

Сумма

1

0

0

0

0

1

0

0

0

1

2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3

0

0

0

0

0

0

0

0

0

4

0

0

0

0

0

0

0

0

0

5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

6

0

0

0

0

0

0

0

1

1

7

0

0

0

0

0

0

0

0

0

8

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Сумма

0

0

0

0

1

0

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Критический путь =

26

 

 

 

 

 

Критический путь = 26, дуги пути: (1,6), (6,9).

На графе.