Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебное пособие 2204.pdf
Скачиваний:
59
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
12.33 Mб
Скачать

 

 

Задания для самостоятельной работы

 

1.

Найти значение следующей функции для заданных значений аргу-

ментов:

 

( )2 + ,

 

при

 

< 3

для

 

= ( ) +

2 + 8,

 

 

 

при

= 3

=

.

 

 

 

3

,

 

 

 

 

при

> 3

 

0,7; 2,8; 3; 3,2; 4,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Найти значение следующей функции для заданных значений аргу-

ментов:

 

+ 3,

при

 

 

< 2

 

 

 

 

2

+ 9,

при

2 ≤ ≤ 2

 

 

 

 

 

 

 

= ( 2

1) ( 3 + 27)

,

 

при

> 2

для

= 2,7; 1,8; 2; 3,2; 9,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Найти значение следующей функции для заданных значений аргу-

ментов:

=

3( + 3)3,

при

 

 

< 2

 

 

 

 

 

+ 1,

при

2 ≤ ≤ 2

 

 

 

 

2

для

 

.

5 −5,

 

при

 

 

> 2

 

= 1,7; 2,8; 3; 3,5; 6

 

 

 

 

 

 

 

 

для заданных значений аргу-

 

4.

Найти значение следующей функции

 

 

 

< 2

ментов:

 

( ) + 2,

при

 

 

для

 

= .

4

( ),

 

при

 

2 ≤ ≤ 5

 

,

 

при

 

 

 

> 5

 

= 5; 1,1; 3; 3,1; 10

0,5 н

 

 

 

при

н ≤ 2

 

5.

Определить сумму доплат S по формуле

при

н > 2

 

За работу в ночное = + ( н 2)

 

 

 

 

 

время при следующих данных (табл. 1), где S сума

доплат за ночную работу, Т тарифная ставка, tн количество часов, отработанных в ночное время.

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тарифнаяставка (руб.)

 

 

отработанныечасы, ч

 

 

Доплата за

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ночную

 

 

табельныйномер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

работу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф.И.О.

 

 

 

 

 

болеене2-х руб,часов.

 

х-2болеечасов, .руб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

tн

 

 

S

 

S

 

 

1001

 

Петров И.И

 

 

10,5

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

1002

 

Иванов П.И.

 

 

9,3

 

 

13,6

 

 

 

 

 

 

 

1002

 

Кузьменко Н.

 

 

7,4

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

1002

 

Зацепин О.О

 

 

6,8

 

 

12,5

 

 

 

 

 

 

 

1002

 

Дятлов Р.Д

 

 

8,2

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

1002

 

Скворцов Ф.А.

 

7,4

 

 

7,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2

 

+ 125

 

 

при

10

6. Определить эффект от капитальных вложений

( ),

 

 

 

по различным

 

 

 

( )

= 4

+ 3 + 45

при

> 10

 

 

строительным предприятиям2

(табл. 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

при

17

 

 

 

7. Вычислить подоходный налог P:

 

 

при17 < 85

 

 

 

 

 

 

0,01

 

 

 

 

 

 

 

=

 

6,8 + 0,15( 85)

при 85 < 170

 

 

 

19,55 +

0,2( 170)

при 170 < 1020

 

 

 

 

189,5 + 0,3( 1020)

при

1020 < 1700

 

 

 

 

 

393,55 +

0,4( 1700)

 

 

 

при

> 1700

где z – сумма заработка, облагаемая налогом (табл. 3).

36

Таблица 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эффект от

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

капитальных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вложений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сроком

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

срок,

 

10болеенелет руб

 

,лет10болееруб

 

 

наименование предприятия

 

год

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

F(x)

 

1001

Дома з газобетона

 

14

 

 

 

 

 

 

1002

Сибирский мастер

 

9

 

 

 

 

 

 

1002

Европейская инвестиционная компания

10

 

 

 

 

 

 

1002

Холдинг КВК

 

8

 

 

 

 

 

 

1002

Стройтрест Ф

 

11

 

 

 

 

 

 

1002

Домостроительная компания

 

7,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

 

 

 

 

 

 

 

Табельный

 

Ф.И.О.

 

Заработная

 

Подоходный

 

номер

 

 

плата, руб

 

 

налог, руб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1001

 

Петров И.И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1002

 

Иванов П.И.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1002

 

Кузьменко Н.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1002

 

Зацепин О.О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1002

 

Дятлов Р.Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1002

 

Скворцов Ф.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИТОГО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. СЕРВИСЫ «ПОИСК РЕШЕНИЯ» И «ПОДБОР ПАРАМЕТРА» . ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Надстройка «поиск решения» позволяет решать задачи оптимизации, если цель в задаче единственная. Например, найти максимальную прибыль или

37

минимальные затраты при каких либо условиях. Оптимизируемая функция называется целевой.

Подключить надстройку «поиск решения» можно выполнив следующие действия:

– кликнуть на кнопку Office (левый верхний угол окна в которое открыл ся запущенный вами Excel), далее кликнуть на «параметры Excel», рис. 74;

Рис. 74

Рис. 75

в открывшемся диалоговом окне выбрать «надстройки», рис. 75;

далее кликнуть «перейти», рис. 76.

Рис. 76

38

Рис. 77

– отметить надстройку «поиск решений», рис. 77. Надстройка добавляется на ленту «данные», рис. 78.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 78

 

 

 

Рассмотрим алгоритм

применения надстройки

«поиск решения»

на

 

(

 

 

4 + 5)

 

[3,3].

 

 

примере. Пусть требуется найти минимум функции на заданном промежутке:

найти

 

 

3

,

 

 

 

 

 

 

(

 

4 + 5)

 

 

 

 

 

1. Определим сколько неизвестных имеет целевая функция. Целевая

функция

 

 

3

,

имеет одно неизвестное.

Выделить место

под

неизвестные, т.е. оставить столько пустых ячеек, сколько неизвестных имеется в задаче, причем это должен быть смежный диапазон ячеек. Чтобы пока пустые ячейки, оставленные под неизвестные, отделялись от других пустых ячеек их можно отформатировать, например, подкрасить цветом. Пусть это будет ячейка

B2 (рис. 79).

39

2. Пишем целевую функцию, например, в ячейку C2, ссылаясь на заранее оставленные ячейки под неизвестные (рис. 80).

Рис. 79

Рис. 80

3.Сделать ячейку с целевой функцией активной, кликнуть по надстройке «поиск решения», рис. 81.

4.Заполнить все поля раскрывшегося диалогового окна. Если ячейка с целевой функцией была активной, то ссылка на нее автоматически попадает в поле «установить целевую ячейку». Если ячейка с целевой функцией не была активной, то потребуется предварительно установив курсор в поле «установить целевую ячейку» кликнуть по ячейке с целевой функцией мышью.

5.Установить переключатель в нужное место в группе переключателей «равной». В нашей задаче требуется найти минимум целевой функции.

Рис. 81

6.Искать минимум указанной функции будем, подбирая неизвестные, т.е.

вполе «изменяя ячейки» требуется указать диапазон ячеек, оставленных под неизвестные. В нашем случае – это одна ячейка B2. Подбирать неизвестные, согласно условию задачи надо на указанном интервале, т.е. на неизвестные есть ограничения, значит, требуется их добавить по одному, нажав на кнопку

7.Первое ограничение ≥ −3 добавим в раскрывшемся диалоговом окне«

рис. 83 (ссылка на ячейку с неизвестным делается мышью, знак операции

40

отношения выбирается из раскрывающегося списка, значение (-3) набирается с клавиатуры).

8. Аналогично добавляем и второе ограничение (рис. 84). Затем произведем решение задачи, нажав на кнопку «выполнить». Сохраним найденное решении, рис. 85. Решение представлено на рис. 86. Минимум заданной функции равен 1,920799 и достигается в точке 1,154701 на указанном интервале.

Рис. 82

Рис. 83

Рис. 84

41

Рис. 85

 

 

Рис. 86

 

 

Рассмотрим еще одну задачу:

 

и = 7 1

+ 5 2

 

пусть дана линейная форма (целевая функция)

(1)

 

2 1 + 3 2 19,

(2)

 

система неравенств

 

 

2 1 + 2 13,

 

3 2

15,

 

 

3 1

18.

системы линейных

 

Требуется среди неотрицательных решений

неравенств (2) найти такое, при котором функция (1) имеет наибольшее значение

Задача решается по алгоритму, описанному выше. Указания:

– оставим под неизвестные диапазон B2:B3 (рис. 87);

42

Рис. 87

Рис. 88

в ячейку С2 сохраним целевую функцию, рис. 88;

система неравенств (2) - это и есть ограничения на неизвестные. Левые части неравенств (2) нужно хранить в ячейках (пусть это будут ячейки С3:C6),

рис. 89, и ссылаться на них при добавлении ограничений в надстройке «поиск решения» (рис. 90). Найденное решение представлено1 = 2,857143на рис. 291=. 4,428571Функция F достигает своего максимума 42,14285714 при и .

Сервис «подбор параметра» позволяет решать задачи по выяснению, при каком аргументе функция принимает заданное значение. Рассмотрим алгоритм использования этого сервиса на примере.

Рис. 89

43

Рис. 90

Рис. 91

Если целевая функция зависит от одной переменной, то можно воспользоваться сервисом «подбор параметра» для восстановления значения аргумента, при котором функция принимает заданное значение.

44

 

Определим, при каком значении

функция

 

 

c использованием

надстройки «поиск решения» и сервиса «подбор

параметра».

 

 

 

( ) = 0

 

 

1. Используем надстройку «поиск решения».

 

 

 

 

Найти корни уравнения

2

2

 

.

 

 

 

 

 

 

Целевая функция

 

2

62 = 7

зависит от

одного аргумента

(неизвестного), но

уравнение

 

 

 

 

 

6

имеет два корня, назовем их , и

 

2

будет

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

на интервалах [-1,0] и [3,4]

соответственно.

 

 

 

 

2

 

6 = 7

 

 

 

 

( ) = 2 1 6 1

 

 

 

 

 

зарезервирована ячейка B2, целевая функция

2

Пусть для первого корня

 

 

 

сохранена в ячейку С2.

Найдем первый корень на интервале [-1,0] (рис. 92-93).

Рис. 92

( ) =Пусть2 22для6второго2 корня 2 зарезервирована ячейка B3, целевая функция будет сохранена в ячейку С3.

Найдем второй корень на интервале [3,4] (рис. 94-95). Ответ уравнения имеет корни: -0,89792 и 3,897916.

45

Рис. 93

Рис. 94

46

 

 

 

 

Рис. 95

2. Используем для решения этой же задачи сервис «подбор параметра»

Найти корни уравнения

 

2

 

.

Пусть для корня

уравнения зарезервирована ячейка B2. Целевая функция

 

2

 

6 = 7

 

хранится в ячейке C2 (рис. 96).

Рис. 96

Сервис «подбор параметра» находится на ленте «данные» группе «Анализ что-если» (рис. 97).

Рис. 97

47

Рис. 98

В открывшемся диалоговом окне заполним все поля (рис. 98). Найден один корень -0,89792 (рис. 99). Вычисляется ближайший корень к заданному в ячейке В2 начальному приближению к корню. Поскольку ячейка была пустой (т.е. значение 0), то и найден корень, ближайший к нулю.

Рис. 99

48

Уравнение имеет два корня, второй на интервале [3,4]. Если в ячейку С2 ввести начальное приближение к корню на этом интервале, т.е. любое число из диапазона [3,4], то будет найден второй корень уравнения (рис. 100-101).

Рис. 100

Рис. 101

Пусть требуется решить систему1 +уравнений2 = 1 :

1 2 2 = 1

Указания: пусть под неизвестные зарезервирован диапазон ячеек B2:B3, любая из функций может быть выбрана в качестве целевой, пусть например это левая часть первого уравнения системы. Решаем систему с помощью

49

надстройки «поиск решения» по описанному выше алгоритму, второе уравнений заданной системы тогда потребуется поместить в ограничения на неизвестные (рис. 102-104).

Рис. 102

Рис. 103

Мы рассматривали возможности применения сервисов «поиск решения» и «подбор параметра» к уже имеющимся математическим моделям. Вспомним, как построить математическую модель, рассмотрев следующую задачу:

50

Рис. 104

Звероферма разводит лисиц и песцов. Для их кормления используют три вида корма, суточная потребности 1 лисицы (1 единица первого корма, 4 – второго, 6 – третьего), суточная потребность песца (3 единицы первого корма, 1

– второго, 7 – третьего). Ежесуточно звероферма располагает следующим объемом кормов (180 единиц первого корма, 240 второго, 426 – третьего). Прибыль с одной лисы – 16 единиц, с песца – 12. Сколько необходимо разводить зверей, чтобы получить максимальную прибыль.

Для лучшего восприятия рекомендуется записать условие в виде табл. 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4

 

 

 

 

лиса

 

песец

 

общее кол-во

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кормов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 корм

 

 

2

 

 

3

 

 

 

 

180

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 корм

 

 

4

 

 

1

 

 

 

 

240

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 корм

 

 

6

 

 

7

 

 

 

 

426

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прибыль

 

 

16

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Неизвестных в задаче две, пусть

 

, – количество лисиц,

, – количество

песцов, которое необходимо разводить. 1

 

 

 

 

16 1 + 12 2

 

 

 

 

 

 

максимума прибыли, т.12 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

Целевая функция – функция прибыли. Прибыль со всех лисиц равна

 

прибыль с песцов равна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(16 1

+ 12 2)

 

добиться

 

 

 

 

, общая прибыль

 

 

 

. Цель –

 

16 1

 

 

е

требуется

найти

 

 

 

 

 

 

 

. Поскольку

51