Сдвижков О.Л. Математика на компьютере - Maple 8 (1185914), страница 21
Текст из файла (страница 21)
4 1 .. 3, [ [) 0 Го 0 го 0 Го о го со 0 'Го 0 Го 0 Со 0 го 0 Со 0 Со 0 Со ]*х[1 > п[1):-0: гог х[1,1] ггоп Гог х[1,2] Ггоп Гог х[1,3] Ггоп лог х[2,1] ггоп гог х[2,2] ггоп Гог х[2,3) Ггоп гог х[3,1] ггоп гог х[3,2) ггоп гог х[3,3] <гоп гог х[4,1] ггоп Гог х[4,2] Ггоп гог х[4,3] ггоп о:=аоп(зоп(с[1 ° 1 1г п>п [1) аас) зов (х зап(к[3, 3] ° 3 1 ° ° 1 с(о 1 с)о с)о 1 с)о 1 с]о 1 с)о 1 с(о с)о 1 с(о 1 с)о 1 с[о 1 с(о ],,=1..4),1=1..3)) 1 .З) <=1 аас) зоп(х[2 ° 3] 3=1 ° 3) < 1 аос( зап(х[4,3),3 1..3) < 1 апс) Глава (Л.')(лап)ее)аг)н) геок()а а)(зпнпггн"а)пгномик«« 1ЕВ аив(х(з.,1],1=1..4) 1 аос( аов(х(гс2],1 1..4) 1 аас( аззв(х(1, З],1=1..4) 1 С)зев в«=[о,зоаегзх(х) ] тгз ос( ос( ос( ос( ос( ос( ос( ос( ос( ос( ос( ос( з х вз о о ОО] [З, 'о о о О]О 9 8.
Задача Эрланга 1. Пусть 5,, 5о ..., 5„возможные состояния физической системы 5, причем переходы из одного состояния 5« в другое 5, происходят под действием простей- 1 шего потока событий с интенсивностью Х" ( — — среднее число переходов за Ц единицу времени). Если схема состояний системы 5 имеет вид, представленный на рисунке 6.15, то она называется схемой «гибели и размножения».
Бвч 5о Лгэ Лэг Л «-з,«-г Лзо Лгз Рис. 6.15 Название схемы объясняется тем, что она определяет численности популяций в каждом следуюшем поколении через интенсивности рождения и гибели предыдуших поколений. Обозначим вероятности р(5 = 5,) = р, и сделаем допущение, что они не зависят от рассматриваемого момента времени. Тогда, так 1 как среднее время пребывания системы в состоянии 5, постоянно (и равно †), Р для схемы «гибели и размножения» должны выполняться соотношения ) озро = ~" зорз Р ьг +Лзо)рз = Ао|ро +Лиро (зс»,»«з + Л»,»-з)Р» = Л»-з.»Р«-з + Л»+з,»Р»м ]С -з,«Р -з в )"«, -зр . Задача Эр/ганга Откуда Р1= Ро л Лв )" о1 Рг= Ро Л21 )'10 Л 1 ' ' Л12Л01 Р.
= Ро Л -1 ' Л21Л 10 Складывая полученные соотношения и учитывая Ро + Рг + + Рг находим лщ л12~ щ л.-1,. лв)'о( Ро =(]+ а + 10 21 10 гов1 ' ' ' Л21Л10 В Мар)е полученные вероятности, называемые финальными, рассчитываются приведенными ниже командными строками: > р[0] 1= (1ааов ( ргосасг (1авьг)а [к, ка1], к=о ..
1) / ргоо асс (1авЬба[Ка1, К], К=О ..1), 1=0 ..г1-1) ) "(-1) 1 Ро: = ., Пл.л, Х-- а=о ' Пл" в > рг=р[0]*ргос)асс(1авЬа)а[К,Ка1],К=0..1-1)/ргог(асс (1авЬс)а[ха1, К), К=0..1-1) 1 П ла,а+1 Например, пусть: Ло1 =) Л1о = 05 -1 П а,а+1 а=о "Пл,га Л1.2 Лг( = Л5 Лгз =3 лэл =25 Главе И. Математические модели в экономике Подстановка данных значений дает: > геягагс: 1апьс(а [О, 1]: =1) 1апЬг[а [1, 2]: =2) 1апьс(а [2, 3]: =3 ;)апЬс(а[1,0]: 0.5;1апЬса[2,1]:=1.5;1апЬса[3,21:=2.5)я:=3;р[0]:=( 1+ясп( ргсг(ссг (1апьг[а[к, 1+1], к=0..1) е ргссссг (1апьс(а[к+1,г], К=О ..
1), 1=0 ..с-1) ) " (-1) ) Х„:= 2 )' га ) з,я: — — 2.5 п:=3 ро: = Л 127819549 > р:=р [0] "ргсс(ссг (1авьс)а [к, к+1], к=О ..1-1) /ргсоссг (1апьоа [к+1, к] к.—.о .. ).-1); П л р: =.1 127819549 ' ~ П).ча > [ясЬя (1=1, р), яяЬя (1=2, р), ясЬя (1=3, Р) ]; П) к" П] а" Пл„„ 1127819549 '=' ,.1127819549 '=,' ,.1127819549 ',=' П). П) .,с. и)" 4,1 я > еча1Г(а) 1.2255639098, .3007518?98, .3609022557) 2. Задача Эрланга о л-канальной системе массового обслуживания (СМО) с отказами — одна из первых задач теории массового обслуживания.
Имеется и каналов (линий связи), на которые случайным образом поступает поток заявок 1 с интенсивностью Х, обслуживаемых с интенсивностью )( ()( = =). Найти финальные вероятности СМО и характеристики ее эффективности: А — абсолютную пропускную способность, то есть среднее число заявок, обслуживаемых в единицу времени; Я вЂ” относительную пропускную способность, то есть вероятность того, что заявка будет обслужена; Р„„ — вероятность отказа; к — среднее число занятых каналов. Задача Эриангв Состояния 5, 5о ..., 5„такой системы — число занятых каналов (5 — все свободны, 5, — один занят, ..., 5„— все заняты). Схема состояний системы: г,и (и — 1))т ип, Рис.
6.!6 Такой вид схемы состояний системы следует из того, что поток заявок переводит систему из любого левого состояния в правое с интенсивностью Л, а обратные интенсивности зависят от числа каналов, кото рые могут освободиться. Она является частным случаем схемы «гибели и размножения», Согласно предыдушему пункту Л Л2 Лз ) л р, = (1+ — + —, +, +...— ") '. )) 2))' 2 ° 3 )) и! )с" Л Обозначение р = — приводит к формулам Эрланга: Р р (1+р+ + -> ) Р Р 2! и! Р Р Задание их в форме процедуры программирования: > р:=ргос)го,п) 1оса1 с)) Ч !О):= )зчлс )го 1/1 ), 1=0 ..
и) ) ! 1) ) !с)!0],)зес))Ч!0)*го"121!,1=1..п),')) епс)) р:= ргос(го, и) 1оса1 с); с1[0):= 1/зшп(тобй), г = О .. и); [с)[0), [зе4с![О')иго"!Мх), ! = 1 .. и)) ! епс! ргос Определим характеристики эффективности системы. Вероятность отказа равна вероятности того, что все каналы заняты, то есть Р и! Относительная пропускная способность — вероятность, что заявка будет обслужена, находится как вероятность противоположного события Глава И. Мап)емап)ические модели е экономике Абсолютная пропускная способность А=Л ° Я=Л[! — — р ), Р и! а среднее число занятых каналов й =р [1- — р,).
Р и! Задача. В парикмахерский салон, который обслуживают два мастера, заходит в среднем 8 клиентов в час, причем если мастера заняты, то клиенты уходят. Среднее время обслуживания одного клиента 1/6 часть часа. Содержание одного рабочего места составляет 100 рублей за 1 час, а доход от обслуживания одного клиента 50 рублей. 1. Найти характеристики эффективности работы салона. 2.
Определить доход, полученный за час работы двумя мастерами, 3. Найти характеристики эффективности работы салона, если его будут обслуживать три мастера. Выгодно ли принять на работу третьего мастера с точки зрения общего дохода, получаемого за 1 час работы салона? Л 4 Рещение.
1. По условию задачи и = 2, Л = 8, )( = 6, р = — = —. С помощью 3 введенной процедуры находим: > р(473,2)) %МИ > еча1Г(а) [.3103448276,[.4137931034, .2758620690Ц Следовательно, вероятность отказа Р,„, = 0.27б, относительная пропускная способность (",) = 0,724, абсолютная пропускная способность А = = 5.792, среднее число занятых мастеров 0.9б5. 2. Средний доход за один час 0 = 50А = 299,б рублей. 3. Замена в процедуре и = 2 на п = д дает: > р(4/3,3); > еча18(Ъ)) (.2764505119,[.3686006826,.245?337884,.1092150171Ц В этом случае доход, получаемый мастерами за один час: > 50*8*(1-р(4/3,3)[2,31); 104400 293 > еча1Г(Ъ)) 356.3139932 Прием на работу третьего мастера не выгоден, так как Р, — В, < 100.
ЛИТЕРАТУРА 1. Аронович А. Б., Афанасьев М. Ю., Суворов Б. П, Сборник задач по исследованию операций. М: Изд-во МГУ, 1997. 256 с. 2. Гмурман В. Е, Руководства к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учеб. Пособие для сту,,ентов втузов. Изд. 4-е, Мл ВШ, 1998.
400 сл ил. 3. Дьяконов В. Мар1е 7: учебный курс. — СПб: Питер, 2002. 672 с., ил. 4. Ефимов А. В., Демидович Б. П, и др. Сборник задач по математике для втузов. Линейная алгебра и основы математического анализа. — Мл Наука, 1993. 480 с. 5. Ефимов А. В., Демидович Б, П. и др.
Сборник задач по математике для втузов. Специальные разделы математического анализа. — М.: Наука, 1986. 368 с. 6. Калихман И. Л. Сборник задач по математическому программированию. Изд. 2-е, доп. и перераб. М„«Высшая школа», !975 7. Куланин Е,Д. и др, 3000 конкурсных задач по математике. 3-е изд., испр. и доп. — М.; Рольф, 1999. 624 с., с илл. 8. Рыжиков Ю.
И. Решение научно-технических задач на персональном компьютере. — СПбл КОРОНА принт, 2000. 272 с. 9. Рычков В., Дьяконов В., Новиков Ю. Компьютер для студента. Самоучитель — СПбл Питер, 2001. 592 сл ил. 1О. Самойленко А. М., Кривошея С. А., Перестюк Н. А. Дифференциальные уравнения: примеры и задачи, Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. — М.: Высш.
шк., 1989. 383 с.: илл. 11. Сканави М. И., Егерев В. К., Кордемский Б, А., Зайцев В. В, и др. Сборник задач по математике для поступающих во втузы: Учеб. пособие. Изд. 5-е, перераб. и доп. — Мл ВШ, 1998. 431 сл ил. 12, Шелобаев С. И, Математические методы и модели в экономике, финансах, бизнесе; Учебное пособие для вузов. — М: ЮНИТИ ДАНА, 2000. 376 с, Содержание Предисловие.
ГЛАВА 1. ЭЛЕМЕНТАРНАЯ МАТЕМАТИКА $ 1. Основные правила работы в Мар!е. $ 2. Алгебраические преобразования. 3 3. Тригонометрические преобразования . $ 4. Алгебраические уравнения. $ 5. Тригонометрические уравнения ... з 6. Неравенства.. 3 7. Комплексные числа П1. ВЫСШАЯ МАТЕМАТИКА Аналитическая геометрия, Линейная алгебра.
Математический анализ. Поверхностные интегралы.... Ряды .. 1Ч. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ. РЯДЫ ФУРЬЕ..........97 Ч. ВЕРОЯТНОСТЬ И СТАТИСТИКА. АЛГЕБРА ЛОГИКИ............122 ..122 ..129 ..136 Теория вероятностей Математическая статистика.... Алгебра логики.
ГЛАВА 3 1. 8 2. ф 3. 3 4. ГЛАВА 9 1. $ 2. ф 3. 8 4. 8 5. ГЛАВА $ 1. $2. ф 3. $4. ГЛАВА $1. $ 2. $3. Н. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОСТРОЕНИЯ. Основые построения на плоскости. Дополнительные построения на плоскости. Геометрические построения в пространстве. Сплайн-интерполяция. Дифференциальные уравнения..
Геометрические построения, связанные с ОДУ...... Динамика материальной точки.. Ряды Фурье. ..12 ....18 ..22 ..25 ..29 ..31 .34 ..34 ..43 ..49 ..54 ..68 ..58 ..67 ..72 ..83 .97 ....105 ..! 10 ... 1 1 7 Содержание 175 ..173 Литература.. ГЛАВА У1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ В ЭКОНОМИКЕ ... ев 1 Линейное программирование з 2 Матричные игры .. $ 3. Транспортная задача........„„..„„„„, „„„„„, $ 4. Балансовые модели.. $ 5. Потоки в сетях 8 6. Сетевое планирование. $7.
Целочисленное программирование $ 8. Задача Эрлаига .. .....,139 ...... 1 39 .142 .....,. 1 47 . 1 52 .155 .158 '.163 .168 .