数学建模案例分析第8讲最短路问题.ppt

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1、2023/9/11,数学建模,数学建模与数学实验,最短路问题,2023/9/11,数学建模,实验目的,实验内容,2会用MATLAB软件求最短路,1了解最短路的算法及其应用,1图 论 的 基 本 概 念,2最 短 路 问 题 及 其 算 法,3最 短 路 的 应 用,4建模案例：最优截断切割问题,5实验作业,2023/9/11,数学建模,图 论 的 基 本 概 念,一、图 的 概 念,1图的定义,2顶点的次数,3子图,二、图 的 矩 阵 表 示,1 关联矩阵,2 邻接矩阵,返回,2023/9/11,数学建模,图的定义,2023/9/11,数学建模,定义,定义,2023/9/11,数学建模,202

2、3/9/11,数学建模,返回,2023/9/11,数学建模,顶点的次数,2023/9/11,数学建模,例 在一次聚会中，认识奇数个人的人数一定是偶数.,返回,2023/9/11,数学建模,子图,返回,2023/9/11,数学建模,关联矩阵,注：假设图为简单图,返回,2023/9/11,数学建模,邻接矩阵,注：假设图为简单图,2023/9/11,数学建模,返回,2023/9/11,数学建模,最 短 路 问 题 及 其 算 法,一、基 本 概 念,二、固 定 起 点 的 最 短 路,三、每 对 顶 点 之 间 的 最 短 路,返回,2023/9/11,数学建模,基 本 概 念,2023/9/11,

3、数学建模,返回,2023/9/11,数学建模,固 定 起 点 的 最 短 路,最短路是一条路径，且最短路的任一段也是最短路,假设在u0-v0的最短路中只取一条，则从u0到其余顶点的最短路将构成一棵以u0为根的树,因此,可采用树生长的过程来求指定顶点到其余顶点的最短路,2023/9/11,数学建模,2023/9/11,数学建模,算法步骤：,2023/9/11,数学建模,TO MATLAB(road1),2023/9/11,数学建模,2023/9/11,数学建模,1,2,3,4,5,6,7,8,返回,2023/9/11,数学建模,每 对 顶 点 之 间 的 最 短 路,1求距离矩阵的方法,2求路径

4、矩阵的方法,3查找最短路路径的方法,（一）算法的基本思想,（三）算法步骤,返回,2023/9/11,数学建模,算法的基本思想,返回,2023/9/11,数学建模,算法原理 求距离矩阵的方法,返回,2023/9/11,数学建模,算法原理 求路径矩阵的方法,在建立距离矩阵的同时可建立路径矩阵R,即当k被插入任何两点间的最短路径时，被记录在R(k)中，依次求 时求得，可由 来查找任何点对之间最短路的路径,返回,2023/9/11,数学建模,算法原理 查找最短路路径的方法,pk,p2,p1,p3,q1,q2,qm,则由点i到j的最短路的路径为：,返回,2023/9/11,数学建模,算法步骤,2023/

5、9/11,数学建模,TOMATLAB(road2(floyd),返回,2023/9/11,数学建模,一、可化为最短路问题的多阶段决策问题,二、选 址 问 题,1 中心问题,2 重心问题,返回,2023/9/11,数学建模,可化为最短路问题的多阶段决策问题,2023/9/11,数学建模,2023/9/11,数学建模,2023/9/11,数学建模,返回,2023/9/11,数学建模,选址问题-中心问题,TO MATLAB(road3(floyd),2023/9/11,数学建模,S(v1)=10,S(v2)=7,S(v3)=6,S(v4)=8.5,S(v5)=7,S(v6)=7,S(v7)=8.5,

6、S(v3)=6,故应将消防站设在v3处.,返回,2023/9/11,数学建模,选址问题-重心问题,返回,2023/9/11,数学建模,实验作业,生产策略问题：现代化生产过程中，生产部门面临的突出问题之一，便是如何选取合理的生产率.生产率过高，导致产品大量积压，使流动资金不能及时回笼；生产率过低，产品不能满足市场需要，使生产部门失去获利的机会.可见，生产部门在生产过程中必须时刻注意市场需求的变化，以便适时调整生产率，获取最大收益.,某生产厂家年初要制定生产策略，已预知其产品在年初的需求量为a=6万单位，并以b=1万单位/月速度递增.若生产产品过剩，则需付单位产品单位时间（月）的库存保管费C2=0.2元；若产品短缺，则单位产品单位时间的短期损失费C3=0.4元.假定生产率每调整一次带有固定的调整费C1=1万元，问：工厂应如何制定当年的生产策略，使工厂的总损失最小？,返回,