数学建模论文 (1).doc

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数

学

建

模

论

文

系部———

班级——

组员——

——

——

2010年1月7日

摘要：

席位分配是日常生活中经常遇到的问题，对于企业、公司、、学校政府部门都能解决实际的问题。

席位可以是代表大会、股东会议、公司企业员工大会、等的具体座位。

假设说，有一个学校要召集开一个代表会议，席位只有20个，三个系总共200人，分别是甲系100，乙系60,丙系40.如果你是会议的策划人，你要合理的分配会议厅的20个座位，既要保证每个系部都有人参加，最关键的就是要对个公平都公平，保证三个系部对你所安排的位置没有异议。

那么这个问题就要靠数学建模的方法来解决。

关键词：

Q值法公平席位

问题的重述：

三个系部学生共200名，（甲系100.乙系60，丙系40）代表会议共20席，按比例分配三个系分别为10、6、4席。

老情况变为下列情况怎样分配才是最公平的，现因学生转系三系人数为103.63.34.

（1）问20席该如何分配。

（2）若增加21席又如何分配。

问题的分析：

一、通常分配结果的公平与否以每个代表席位所代表的人数相等或接近来衡量。

目前沿用的惯例分配方法为按比例分配方法，即：

某单位席位分配数=某单位总人数比例´总席位

如果按上述公式参与分配的一些单位席位分配数出现小数,则先按席位分配数的整数分配席位,余下席位按所有参与席位分配单位中小数的大小依次分配之。

这样最初学生人数及学生代表席位为

系名甲乙丙总数

学生数1006040200

学生人数比例100/20060/20040/200

席位分配106420

学生转系情况，各系学生人数及学生代表席位变为

系名甲乙丙总数

学生数1036334200

学生人数比例103/20063/20034/200

按比例分配席位10.36.33.420

按惯例席位分配106420

（1）20席应该甲系10席、乙系6席,丙系4席这样分配

二、学院决定再增加一个代表席位，总代表席位变为21个。

重新按惯例分配席位,有

系名甲乙丙总数

学生数1036334200

学生人数比例103/20063/20034/200

按比例分配席位10.8156.6153.5721

按惯例席位分配117321

这个分配结果出现增加一席后，丙系比增加席位前少一席的情况，这使人觉得席位分配明显不公平。

要怎样才能公平呢，这时就要用数学建模要解决。

模型的建立：

假设由两个单位公平分配席位的情况，设

单位

人数

席位数

每席代表人数

单位A

p1

n1

单位B

p2

n2

要公平，应该有=，但这一般不成立。

注意到等式不成立时有

若>，则说明单位A吃亏（即对单位A不公平）

若<，则说明单位B吃亏（即对单位B不公平）

因此可以考虑用算式来作为衡量分配不公平程度，不过此公式有不足之处（绝对数的特点），如：

某两个单位的人数和席位为n1=n2=10，p1=120，p2=100，算得p=2

另两个单位的人数和席位为n1=n2=10，p1=1020，p2=1000,算得p=2

虽然在两种情况下都有p=2，但显然第二种情况比第一种公平。

下面采用相对标准，对公式给予改进，定义席位分配的相对不公平标准公式：

若则称为对A的相对不公平值，记为

若则称为对B的相对不公平值，记为

由定义有对某方的不公平值越小，某方在席位分配中越有利，因此可以用使不公平值尽量小的分配方案来减少分配中的不公平。

确定分配方案：

使用不公平值的大小来确定分配方案，不妨设>，即对单位A不公平，再分配一个席位时，关于,的关系可能有

1.       >,说明此一席给A后,对A还不公平;

2.       <,说明此一席给A后,对B还不公平,不公平值为

3.       >,说明此一席给B后,对A不公平,不公平值为

4.<,不可能

上面的分配方法在第1和第3种情况可以确定新席位的分配，但在第2种情况时不好确定新席位的分配。

用不公平值的公式来决定席位的分配，对于新的席位分配，若有

则增加的一席应给A，反之应给B。

对不等式rB（n1+1,n2）

引入公式

于是知道增加的席位分配可以由Qk的最大值决定，且它可以推广到多个组的一般情况。

用Qk的最大值决定席位分配的方法称为Q值法。

对多个组（m个组）的席位分配Q值法可以描述为：

1．先计算每个组的Q值：

Qk,k=1,2,…,m

2．求出其中最大的Q值Qi（若有多个最大值任选其中一个即可）

3．将席位分配给最大Q值Qi对应的第i组。

模型的求解：

先按应分配的整数部分分配，余下的部分按Q值分配。

本问题的整数名额共分配了１９席，具体为：

甲　　10.815n1=10

乙　　6.615n2=6

丙　　3.570n3=3

对第２０席的分配，计算Q值

Q1=1032/（10´11）=96.45;Q2=632/（6´7）=94.5;Q3=342/（3´4）=96.33

因为Q1最大，因此第２０席应该给甲系;对第２１席的分配，计算Q值

Q1=1032/（11´12）=80.37;Q2=632/（6´7）=94.5;Q3=342/（3´4）=96.33

因为Q3最大，因此第２1席应该给丙系

（2）最后的席位分配为：

甲　１１席　　乙　　６席丙　　４席

结论：

20席应该甲系10席、乙系6席,丙系4席这样分配

若21席应该甲系11席、乙系６席，丙系４席

数学建模方案摘自姜启源《数学模型》第三版