厦门市为方便小学生上学,拟在新建的8个居民区M1,M2……,M8增设若干所小学,经过论证知备选校址有N1,N2……N6,它们能够覆盖的居民小区如下表所示。 备选校址 N1 N2 N3 N4 N5 N6 覆盖的居民小区 M1,M5, M7 M1,M2, M5,M8 M1,M3, M5 M2,M4, M8 M3,M6 M4,M6, M8 试建立一个数学模型,确定出最小个数的建校地址,使其能覆盖所有小区。 解:
时间: 2024-03-05 22:10:55 浏览: 115
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该问题可以转化为一个集合覆盖问题。您可以使用二元变量$x_i$表示备选校址$i$是否被选中,使用二元变量$y_j$表示居民区$j$是否被覆盖。因此,该问题可以形式化地表述为:
最小化 $\sum_{i=1}^6 x_i$
满足以下限制条件:
1. 每个小区都必须被覆盖:$\sum_{i: j\in N_i} x_i y_j \geq 1, j=1,2,\dots,8$
2. 每个备选校址最多只能选中一次:$x_i \in \{0,1\}, i=1,2,\dots,6$
3. 每个小区最多只能被一个校址覆盖:$y_j \in \{0,1\}, j=1,2,\dots,8$
其中,$N_i$表示备选校址$i$能够覆盖的小区集合。
您可以使用MATLAB的整数规划或线性规划函数来解决该问题。以下是一些可能有用的代码示例:
```matlab
% 定义备选校址和居民小区
N = [1 5 7; 1 2 5 8; 1 3 5; 2 4 8; 3 6; 4 6 8];
M = 8;
K = 6;
% 定义目标函数
f = ones(K,1);
% 定义限制条件矩阵和向量
A = zeros(M,K);
b = ones(M,1);
for j = 1:M
for i = 1:K
if ismember(j,N(i,:))
A(j,i) = 1;
end
end
end
lb = zeros(K,1);
ub = ones(K,1);
% 使用整数规划函数求解
x = intlinprog(f,1:K,A,b,[],[],lb,ub);
% 输出结果
for i = 1:K
if x(i) > 0.5
disp(['备选校址',num2str(i),'被选中']);
end
end
```
该程序输出的结果将告诉您哪些备选校址被选中,以便覆盖所有居民小区。
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