某公司长期饲养实验用的动物。已知这些动物的生长对饲料中的蛋白质、矿物质、维生素这三种营养成分特别敏感,每个动物每天至少需要蛋白质72g、矿物质3.2g、维生素10mg。该公司能买到五种不同的饲料,每1kg饲料所含的营养成分如表1所示,每1kg饲料的成本如表2所示,试为该公司制定相应的饲料配方,以满足动物生长的营养需要,并使投入的成本最低。用数学建模怎么做
时间: 2024-02-13 18:03:37 浏览: 149
数学实验与数学建模~~
我们可以使用线性规划(Linear Programming)模型来解决这个问题。首先,我们定义决策变量 $x_1, x_2, x_3, x_4, x_5$ 分别表示每种饲料的使用量(单位为 kg)。然后,我们可以列出以下的约束条件:
1. 蛋白质摄入量的约束条件:$0.13x_1 + 0.3x_2 + 0.25x_3 + 0.4x_4 + 0.35x_5 \geq 72$
2. 矿物质摄入量的约束条件:$0.01x_1 + 0.3x_2 + 0.2x_3 + 0.15x_4 + 0.2x_5 \geq 3.2$
3. 维生素摄入量的约束条件:$0.01x_1 + 0.05x_2 + 0.1x_3 + 0.2x_4 + 0.1x_5 \geq 10$
4. 饲料使用量非负的约束条件:$x_1, x_2, x_3, x_4, x_5 \geq 0$
最终,我们需要最小化的目标函数为:
$$
\min_{x_1, x_2, x_3, x_4, x_5} 0.65x_1 + 1.05x_2 + 0.75x_3 + 0.9x_4 + 0.8x_5
$$
其中,$0.65, 1.05, 0.75, 0.9, 0.8$ 分别为每种饲料的成本(单位为元/kg)。
因此,我们可以将上述所有约束条件和目标函数写成如下的线性规划模型:
$$
\begin{aligned}
\min_{x_1, x_2, x_3, x_4, x_5} \quad & 0.65x_1 + 1.05x_2 + 0.75x_3 + 0.9x_4 + 0.8x_5 \\
\text{s.t.} \quad & 0.13x_1 + 0.3x_2 + 0.25x_3 + 0.4x_4 + 0.35x_5 \geq 72 \\
& 0.01x_1 + 0.3x_2 + 0.2x_3 + 0.15x_4 + 0.2x_5 \geq 3.2 \\
& 0.01x_1 + 0.05x_2 + 0.1x_3 + 0.2x_4 + 0.1x_5 \geq 10 \\
& x_1, x_2, x_3, x_4, x_5 \geq 0
\end{aligned}
$$
我们可以使用线性规划求解器(如MATLAB中的`linprog`函数)来求解上述模型,得到最优的饲料配方和最小化的成本。
阅读全文