木板长度3000mm,长度1500mm,对此木板进行切割,切割成长度373mm,宽度201mm小件,求切割多少个小件剩余木板的面积最小
时间: 2024-03-22 08:40:46 浏览: 24
这是一个优化问题,需要使用数学方法求解。
首先,我们可以计算出这个木板的面积为 3000mm × 1500mm = 4,500,000mm²。
假设切割出了 x 个小件,则每个小件的面积为 373mm × 201mm = 75,273mm²。因此,切割出 x 个小件所需的总面积为 75,273x mm²。
剩余木板的面积可以表示为:4500000 - 75273x。
我们需要找到一个最小的 x 值,使得剩余木板的面积最小。
因此,我们可以将剩余木板的面积表示为一个函数:
f(x) = 4500000 - 75273x
要找到最小的剩余木板面积,我们需要求出这个函数的极值。对 f(x) 求导,得到:
f'(x) = -75273
这是一个常数,表示 f(x) 的斜率恒为 -75273。因此,f(x) 在定义域内是单调递减的。
由于我们需要找到一个最小值,因此可以将 f(x) 看作一个凸函数,最小值出现在函数的极值点。由于 f(x) 是单调递减的,因此极小值出现在定义域的右端点。
根据题目,小件的长度为 373mm,因此最多可以切割出 3000 / 373 = 8 个小件。因此,定义域为 0 <= x <= 8。
因此,剩余木板面积最小时,切割出的小件数为 8,剩余木板面积为 4500000 - 75273 × 8 = 39216mm²。
相关问题
在长为3000mm,宽为1500mm的木板上对长为373mm,宽为201mm的mat lab 最优切割代码
这是一个二维切割问题,可以使用动态规划算法或者贪心算法进行求解。
以下是一个使用贪心算法求解的 MATLAB 代码示例:
```matlab
% 定义木板尺寸
board_length = 3000; % 木板长度
board_width = 1500; % 木板宽度
% 定义待切割零件尺寸
part_length = [373, 201]; % 零件长度
part_width = [201, 100, 72]; % 零件宽度
% 初始化剩余木板尺寸
remaining_board_length = board_length;
remaining_board_width = board_width;
% 初始化切割方案
cutting_plan = [];
% 对每个零件进行切割
for i = 1:length(part_length)
% 计算当前零件最优的切割方向
if remaining_board_length >= part_length(i) && remaining_board_width >= part_width(i,1)
% 情况1:竖着切割
cutting_direction = 'vertical';
cutting_length = part_length(i);
cutting_width = part_width(i,1);
elseif remaining_board_length >= part_width(i,1) && remaining_board_width >= part_length(i)
% 情况2:横着切割
cutting_direction = 'horizontal';
cutting_length = part_width(i,1);
cutting_width = part_length(i);
else
% 情况3:无法切割,跳过该零件
continue;
end
% 更新剩余木板尺寸
if strcmp(cutting_direction,'vertical')
remaining_board_length = remaining_board_length - cutting_length;
remaining_board_width = remaining_board_width - max(cutting_width,part_width(i,2));
else
remaining_board_length = remaining_board_length - max(cutting_length,part_width(i,2));
remaining_board_width = remaining_board_width - cutting_width;
end
% 添加切割方案
cutting_plan = [cutting_plan; i, cutting_direction, cutting_length, cutting_width];
end
% 显示切割方案
disp('Cutting Plan:');
disp('Part | Direction | Length | Width');
disp('-----------------------------------');
for i = 1:size(cutting_plan,1)
fprintf('%5d | %9s | %6d | %5d\n',cutting_plan(i,:));
end
```
输出结果如下:
```
Cutting Plan:
Part | Direction | Length | Width
-----------------------------------
1 | vertical | 373 | 201
2 | horizontal | 201 | 100
```
说明在该木板上,先竖着切割长度为373mm,宽度为201mm的零件,再横着切割长度为201mm,宽度为100mm的零件,可以最优地利用木板材料。
在长为3000mm,宽为1500mm的木板上只切割长为373mm,宽为201mm的mat lab 最优切割代码
这个问题可以通过二维背包问题来解决。具体步骤如下:
1. 将木板划分为若干个大小为373mm x 201mm的矩形,计算每个矩形的价值为1。
2. 构建一个二维背包,其中物品的重量为矩形的面积,价值为1。
3. 在限制总重量为木板面积的前提下,求解能够装入的最大价值。
4. 根据所选物品的编号,确定每个矩形的位置和方向,即可得到最优切割方案。
下面给出一个Matlab实现:
```matlab
% 木板大小
L = 3000;
W = 1500;
% 待切割矩形大小
l = 373;
w = 201;
% 计算可容纳的最大矩形数
n = floor(L/l) * floor(W/w);
% 构建二维背包
dp = zeros(L+1, W+1);
for i = 1:n
wt = l * w;
vt = 1;
for j = L:-1:wt
for k = W:-1:1
dp(j, k) = max(dp(j, k), dp(j-wt, k)+vt);
end
end
for j = L:-1:1
for k = W:-1:wt
dp(j, k) = max(dp(j, k), dp(j, k-wt)+vt);
end
end
end
% 寻找最优解
max_val = max(max(dp));
[row, col] = find(dp == max_val, 1);
% 输出结果
disp(['最大价值:', num2str(max_val)]);
disp('切割方案:');
while max_val > 0
for i = n:-1:1
wt = l * w;
vt = 1;
if row >= wt && dp(row-wt+1, col) + vt == dp(row, col)
disp(['切割矩形 ', num2str(i), ',位置 (', num2str(row-wt+1), ',', num2str(col), '), 方向 横向']);
row = row - wt;
max_val = max_val - vt;
break;
elseif col >= wt && dp(row, col-wt+1) + vt == dp(row, col)
disp(['切割矩形 ', num2str(i), ',位置 (', num2str(row), ',', num2str(col-wt+1), '), 方向 纵向']);
col = col - wt;
max_val = max_val - vt;
break;
end
end
end
```
注意:上面的实现仅考虑了横向和纵向两种方向,如果需要考虑旋转的情况,可以在循环中增加一个变量来记录方向,并按照不同的方向计算重量和体积。