- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту Луцький національний технічний університет
- •Луцьк 2014р Зміст
- •2.Економічна сутність динамічного програмування
- •3.Принцип оптимальності. Рівняння Беллмана
- •4. Задача про інвестиції
- •5. Задача розрахунку траєкторії літака
- •6. Задача про рюкзак (завантаження транспортного засобу)
- •7. Задача прогнозування термінів ремонту будівельних конструкцій
- •8.Область застосування методу динамічного програмування
4. Задача про інвестиції
Фірма вирішила використати 5 млн.грн для капітальних вкладень у чотири проекти. Очікуваний прибуток від дискретного вкладання коштів у кожний з цих проектів наведений у таблиці (з кроком 1 млн.грн).
|
Розмір вкладу, млн.грн. |
|
Прибуток, млн.грн. |
| |
|
Проект№1 |
Проект№2 |
Проект№3 |
Проект№4 | |
|
1 |
2 |
1.8 |
1.4 |
2.5 |
|
2 |
2.5 |
2.5 |
1.6 |
2.7 |
|
3 |
3 |
2.9 |
1.7 |
2.7 |
|
4 |
3 |
3.5 |
1.8 |
2.8 |
|
5 |
3 |
3.5 |
1.8 |
3 |
Потрібно розподілити 5 млн.грн між проектами так, щоб отримати максимальний прибуток. Математична модель задачі така:

де
-
кількість вкладених коштів у проекту.



Відповідь:
з
прибутком 8.4 млн.грн.
5. Задача розрахунку траєкторії літака
Літак
у деякій точці летить на висоті
та
зі швидкістю
.
Йому необхідно піднятися на висоту
та
набути швидкість
з
мінімальною
витратою палива. Дискретні витрати
палива при збільшенні висоти або
швидкості наведені на рисунку лініями,
а витрати
від поточної точки до кінцевої -
кружочками. Перед розрахунком усі
кружочки білі та пусті, а лінії - однакової
пунктирної структури.
Вважатимемо,
що літак знаходиться в точці
,
де витрати
пального
.
Далі виконуються наступні дії:
1.
У точку
літак
може потрапити з точки
,
де
=З (0+3) або з точки
,
де також
=
3 (0+3). Шляхи
можливого
руху позначаються жирною лінією, а
витрати палива
на
них - цифрами.
2. У
точки
та
можна
потрапити лише з точки
.
Задача полягає в обранні найекономнішого
переміщення
на
даному етапі. Отже, для точки
=
7![]()
3. Для
точки
=9(3+6),
а для
=
12
Таким
чином, необхідно охопити всі
точки можливого
переміщення
літака, визначаючи для кожної з
них
-
оптимальну
витрату палива для переміщення з даної
точки до
,
при цьому не забуваючи позначати
оптимальний на даному
етапі шлях, аж доки розв'язок не дійде
до точки![]()
4. Оптимальний
шлях від точки
до
точки
визначається
шляхом переміщення між цими точками
по
незаборонених шляхах.

Відповідь:
-
оптимальний шлях з витратою палива 23 од.
6. Задача про рюкзак (завантаження транспортного засобу)
Необхідно
завантажити транспортний засіб (судно,
літак, вагон, вантажний
автомобіль) або рюкзак вантажоємністю,
наприклад, G
=
20 т наявними речами з вагою g,
та вартістю V/
таким
чином, щоб сумарна
вартість вантажу була максимальною.
Дані про вагу
тавартість
V/
речей
наведені в таблиці. Математична модель
задачі така:
-
цілі числа. де
-
кількість завантажених речей
.
|
Річ |
Вага, т |
Вартість, тис.грн |
Максимальна кількість, шт |
|
1 |
3 |
30 |
6 (|20/3|) |
|
2 |
5 |
60 |
4 (|20/5|) |
|
3 |
9 |
80 |
2 (120/91) |
![]()
1-а
ітерація (використання
)
Перша
ітерація включає перебір всіх можливих
варіантів
.
та
з метою визначення займаної ваги та
вартості. Потім необхідно скласти
підсумкову таблицю ітерації, впорядкувавши
записи зазростанням
ваги з вибором найкращих вартісних
показників з першої таблиці.
Ці показники знадобляться при доданні
потрібної ваги з
x1
та
x2
в
наступній ітерації.
|
Вага,т |
Вартість, тис.грн |
Х| |
х2 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
|
3 |
ЗО |
1 |
0 |
|
6 |
60 |
2 |
0 |
|
9 |
90 |
3 |
0 |
|
12 |
120 |
4 |
0 |
|
15 |
150 |
5 |
0 |
|
18 |
180 |
6 |
0 |
|
5 |
60 |
0 |
|
|
8 |
90 |
1 |
|
|
11 |
120 |
2 |
|
|
14 |
150 |
3 |
|
|
17 |
180 |
4 |
|
|
20 |
210 |
5 |
|
|
10 |
120 |
0 |
2 |
|
13 |
150 |
1 |
2 |
|
16 |
180 |
2 |
2 |
|
19 |
210 |
3 |
2 |
|
15 |
180 |
0 |
3 |
|
18 |
210 |
1 |
3 |
|
Вага,т |
Вартість, тис.грн |
Хі |
х2 |
|
0-2 |
0 |
0 |
0 |
|
3-4 |
ЗО |
1 |
0 |
|
5-7 |
60 |
0 |
1 |
|
8-9 |
90 |
1 |
1 |
|
10-12 |
120 |
0 |
2 |
|
13-14 |
150 |
1 |
2 |
|
15-17 |
180 |
0 |
3 |
|
18-20 |
210 |
1 |
3 |
2-а
ітерація (використання
>
Друга
ітерація полягає в поступовому
збільшенні
від
0 до 2 тазаповненні
вагового резерву значеннями з підсумкової
таблиці першої ітерації
(адже вони є оптимальними для
.
та
).
Складання підсумкової таблиці аналогічне.
|
Вага, т |
Вартість, тис.грн. |
Хі |
х2 |
Хз |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
3 |
ЗО |
1 |
0 |
0 |
|
5 |
60 |
0 |
1 |
0 |
|
8 |
90 |
1 |
1 |
0 |
|
10 |
120 |
0 |
2 |
0 |
|
13 |
150 |
1 |
2 |
0 |
|
15 |
180 |
0 |
3 |
0 |
|
18 |
210 |
1 |
3 |
0 |
|
9 |
80 |
0 |
0 |
|
|
12 |
ПО |
1 |
0 |
|
|
14 |
140 |
0 |
1 |
|
|
17 |
170 |
1 |
1 |
|
|
19 |
200 |
0 |
2 |
|
|
18 |
160 |
0 |
0 |
2 |
|
Вага,т |
Вартість, тис.грн. |
Хі |
х2 |
Хз |
|
0-2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
3-4 |
ЗО |
1 |
0 |
0 |
|
5-7 |
60 |
0 |
1 |
0 |
|
8-9 |
90 |
1 |
1 |
0 |
|
10-12 |
120 |
0 |
2 |
0 |
|
13-14 |
150 |
1 |
2 |
0 |
|
15-17 |
180 |
0 |
3 |
0 |
|
18-20 |
210 |
1 |
3 |
0 |
Відповідь:
=1,
=3,
=0
з вартістю 210 тис.грн.
