数学建模例题及解析Word格式文档下载.docx
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k=0，1，2，3，
而一开始的借款为。
所以我们的数学模型可表述如下
（1）
c.
（1）的求解。
由
（2）
这就是之间的显式关系。
d．针对广告中的情形我们来看
（1）和
（2）中哪些量是已知的。
N=5年＝60个月，已知；
每月还款x＝1200元，已知A。
即一次性付款购买价减去70000元后剩下的要另外去借的款，并没有告诉你，此外银行贷款利率R也没告诉你，这造成了我们决策的困难。
然而，由
（2）可知60个月后还清，即，从而得
（3）
（3）表示N＝60，x＝1200给定时和x之间的关系式，如果我们已经知道银行的贷款利息R，就可以算出。
例如，若R＝0．01，则由（3）可算得53946元。
如果该房地产公司说一次性付款的房价大于70000十53946＝123946元的话，你就应自己去银行借款。
事实上，利用图形计算器或Mathematica这样的
数学软件可把（3）的图形画出来，从而可以进行估算决策。
以下我们进一步考虑下面两个问题。
注1问题1标题中“抵押贷款”的意思无非是银行伯你借了钱不还，因而要你用某种不动产（包括房子的产权）作抵押，即万一你还不出钱了，就没收你的不动产。
例题1某高校一对年青夫妇为买房要用银行贷款60000元，月利率0．01，贷款期25年＝300月，这对夫妇希望知道每月要还多少钱，25年就可还清。
假设这对夫妇每月可有节余900元，是否可以去买房呢?
解：
现在的问题就是要求使的x，由
（2）式知
现＝60000，R＝0．01，k＝300，算得x=632元，这说明这对夫妇有能力买房。
例题2恰在此时这对夫妇看到某借贷公司的一则广告：
“若借款60000元，22年还清，只要；
（i）每半个月还316元；
（ii）由于文书工作多了的关系要你预付三个月的款，即316×
6＝1896元。
这对夫妇想：
提前三年还清当然是好事，每半个月还316元，那一个月不正好是还632元，只不过多跑一趟去交款罢了；
要预付18％元，当然使人不高兴，但提前三年还清省下来的钱可是22752元哟，是1896元的十几倍哪!
这家公司是慈善机构呢还是仍然要赚我们的钱呢?
这对夫妇请教你给他们一个满意的回答。
具体解法略。
问题2：
养老基金
今后，当年青人参加工作后就要从其每月工资中扣除一部分作为个人的养老基金，所在单位（若经济效益好的话）每月再投入一定数量的钱，再存入某种利息较高而又安全的“银行”（也可称为货币市场）到60岁退休时可以动用。
也就是说，若退休金不足以维持一定的生活水平时，就可以动用自己的养老基金，每月取出一定的款项来补贴不足部分。
假设月利率及＝0．01不变，还允许在建立养老基金时自己可以一次性地存入一笔钱（不论多少），每月存入y元（个人和单位投入的总和）；
通常从三十一岁开始到六十岁就可以动用。
这当然是一种简化的假设，但作为估算仍可作为一种考虑的出发点。
本问题实际上有两个阶段，即退休前和退休后，其数学模型为
其中x为每月要从养老基金中提出的款项。
习题1某大学年青教师小李从31岁开始建立自己的养老基金，他把已有的积蓄1万元也一次性地存入，已知月利率为0．01（以复利计），每月存入300元，试问当小李60岁退休时，他的退休基金有多少?
又若，他退休后每月要从银行提取l000元，试问多少年后他的退休基金将用完?
你能否根据你了解的实际情况建立一个较好的养老基金的数学模型及相应的算法和程取软件）。
习题2渔业（林业）管理问题
设某养鱼池（或某海域）一开始有某种鱼条，鱼的平均年净繁殖率为R，每年捕捞x条，记第N年有鱼条，则池内鱼数按年的变化规律为
注意，在实际渔业经营中并不按条数计算而是以吨记数的。
若对某海域的渔业作业中＝100000吨，R＝0．02，x＝1000吨，试问会不会使得若干年后就没有鱼可捕捞了（资源枯竭了）？
例2比例分析法——席位分配
问题：
某学校有三个系联合成立学生会，
（1）试确定学生会席位分配方案。
（2）若甲系有100名，乙系60名，丙系40名。
学生会设20个席位，分配方案如何？
（3）若丙系有3名学生转入甲系，3名学生转入乙系，分配方案有何变化？
（4）因为有20个席位的代表会议在表决提案时有可能出现10：
10的平局，会议决定下一届增加1席，若在第（3）问中将学生会席位增加一席呢？
（5）试确定一数量指标衡量席位分配的公平性，并以此检查
（1）—（4）。
公平而又简单的席位分配办法是按人数的比例分配，若甲系有100名，乙系60名，丙系40名。
学生会设20个席位，三个系分别应有10，6，4个席位。
如果丙系有6名学生转入其他两系学习，各系人数如表所示
系别
学生人数
所占比例（%）
按比例分配的席位
按惯例分配的席位
甲
103
51.5
10.3
10
乙
63
31.5
6.3
6
丙
34
17.0
3.4
4
总和
200
100.0
20.0
20
第二列所示，按比例分配席位时，出现了小数（见表中第四列）．在将取得整数的19席分配完毕后，剩下的1席按照惯例分给余数最大的丙系，于是三个系仍分别占有10、6、4个席位．
因为有20个席位的代表会议在表决提案时有可能出现10：
10的平局，会议决定下一届增加1席，于是他们按照上述惯例重新分配席位，计算的结果令人吃惊：
总席位增加1席，丙系反而减少1席，见下表．
10.815
11
6.615
7
3.570
3
21.000
21
看来，要解决这个矛盾，必须重新研究所谓惯例分配方法，提出更加“公平”的办法．
下面就介绍这样一个席位分配模型．设A、B两方人数分别是p1和p2，分别占有n1和n2个席位，
则两方每个席位所代表的人数分别是p1／n12和p2／n2．很明显，仅当这两个数值相等时，席位的分配才是公平的．但是，通常它们不会相等，这时席位分配得不公平。
不公平的程度可以用数值来表示，它衡量的是“绝对不公平”．从下表所举的例子来看，A、B之间的“绝对不公平”与C、D之间是一样的。
但是从常识的角度看，A、B之间显然比C、D之间存在着更加严重的不公平．所以“绝对不公平”不是一个好的衡量标准．
p
n
p/n
p1/n1-p2/n2
A
120
12
12-10=2
B
100
C
1
-100=2
D
1000
为了改进绝对标准，我们自然想到用相对标准．因为p／n越大，每个席位代表的人数越多，或者说，总人数一定时分配的席位越少。
所以，如果p1／n13＞p2/n2，则A方是吃亏的，或者说，对A是不公平的，由此，我们这样定义“相对不公平”：
若p1／n1＞p2／n2，则称
为对A的相对不公平值，记做
若p1／n1＜p2／n2，则称
为对B的相对不公平值，记做
假设A、B两方已分别占有n1和n2个席位，我们利用相对不公平的城念来讨论，当总席位再增加1席时，应该给且A方还是B方?
不失一般性，可设p1／n1＞p2/n2，即此时对A方不公平，，
有定义．当再分配1个席位时，关于p／n的不等式有以下三种可能：
1）p1／（n1十1）＞p2／n2，这说明即使A方增加1席，仍然对A不公平，所以这1席当然应给A方；
2）p1／（n1十1）＜p2／n2，说明当A方增加1席位，将对B不公平，此时应参照式，计算对B的相对不公平值
3）说明当B方增加1席时，将对A方不公平，此时计算得对A的相对不公平值是
（注意：
在p1/n1p2/n2的假设下，不可能出现p1／n1＜p2／（n2+1）的情况因为公平的席位分配方法应该使得相对不公平的数值尽量地小，所以如果
则这1席应给A方；
反之应给B方．根据（3）、（4）两式，（5）式等价于并且不难证明1从上述第1）种情况的p1／（n1十1）＞p2／p2也可推出。
于是我们的结论是：
当（6）式成立时，增加的1席应分配A方；
反之，应分配给B方．
若记，则增加的1席位应分配给Q值较大的一方．
将上述方法可以推广到有m方分配席位的情况．
下面用这个方法，重新讨论本节开始时提出的，三个系分配21个席位的问题．
首先每系分配1席，然后计算：
甲系n1＝1，
乙系，n2=1，
丙系，n3=1，
因为最大，所以第4席应分配给甲系，继续计算：
甲系n1＝2，
将与上面的相比，最大，第5席应分给乙系，继续计算。
如此继续，直到第21席分配给某个系为止（详见列表）．
甲系
乙系
丙系
5304.5（4）
1984.5（5）
578（9）
2
1768.2（6）
661.5（8）
192.7（15）
884.1（7）
330.8（12）
96.3（21）
530.5（10）
198.5（14）
5
353.6（11）
132.3（18）
252.6（13）
94.5
189.4（16）
8
147.3（17）
9
117.9（19）
96.4（20）
80.4
合计
11席
6席
4席
可以看出，用Q值法，丙系保住了它险些丧失的1席。
你觉得这个方法公平吗？
习题：
学校共1000名学生，235入住在A宿合，333人住在B宿合，432人住在C宿合．学生们要组织一个10人的委员会，试用下列办法分配各宿舍的委员数．
1）惯例的方法，印按比例分配完整数名额后，剩下名额给余数最大者。
2）Q值方法。
如果委员会从10人增至15人，分配名额将发生什么变化?
，
例3状态转移问题——常染色体遗传模型
随着人类的进化，人们为了揭示生命的奥秘，越来越注重遗传学的研究，特别是遗传特征的逐代传播，引起人们的注意。
无论是人，还是动植物都会将本身的特征遗传给下一代，这主要是因为后代继承了双亲的基因，形成自己的基因对，基因对将确定后代所表现的特征。
下面，我们来研究两种类型的遗传：
常染色体遗传和x—链遗传。
根据亲体基因遗传给后代的方式，建立模型，利用这些模型可以逐代研究一个总体基因型的分布。
在常染色体遗传中，后代从每个亲体的基因对中各继承一个基因，形成自己的基因
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