运筹学是利用数学来研究人力、物力的运用和筹划,使它们能发挥最大效率的科学。它包含的内容非常广泛,例如物资调运、场地设置、工作分配、排队、对策、实验最优等等,每类问题都有特定的解法。运筹学作为一门科学,要运用各种初等的和高等的数学知识及方法,但是其中分析问题的某些朴素的思想方法,如高效率优先的原则、调整比较的思想、尝试探索的方法等,都是我们小学生能够掌握的。这些来源于生活实际的问题,正是启发同学们学数学、用数学最好的思维锻炼题目。

本讲主要研究物资调运问题。

将一些物资从某些地方调往另一些地方,要求总运费或物资运行的总吨千米数最少,就是物资调运问题。

例1 A,B,C三地的距离(单位:千米)如左下图所示。现有一辆载重量4吨的汽车要完成下列任务:从A地运12吨煤到B地,从B地运8吨钢材到C地,从C地运16吨粮食到A地。

怎样安排才能使汽车空驶里程最短?

分析与解:如右上图所示,将各段需运输的次数(括号内的数)及运输走向(箭头指向)标在图上。由于C到A的次数最多,所以应从C开始。按C→A→B→C,两次循环后,B地的钢材运完,C地还有8吨粮食待运,A地还有4吨煤待运。再从C运4吨粮食到A,然后空驶回C地,再从C运4吨粮食到A,最后从A运4吨煤到B。这样的安排只空驶了7千米,空驶里程最短。

例2 在一条公路上,每隔10千米有一座仓库(如下图),共有五座,图中数字表示各仓库库存货物的重量。现在要把所有的货物集中存放在一个仓库里,如果每吨货物运输1千米需要运费0.9元,那么集中到哪个仓库运费最少?

分析与解:最简单的方法是逐个计算集中到各个仓库所需的运费,然后加以比较。但这种方法计算繁琐,我们只需比较各点的优劣。例如,比较集中到C和集中到D的优劣。

如上图所示,从右向左运的货物,如果集中到D,那么只有E仓库的60吨运到D;如果集中到C,那么等于E仓库的60吨运到D,再将D仓库的10吨及E仓库运来的60吨一起运到C。所以运到C仓库比运到D仓库多

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