最短路讲义问题应用
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截断切割B题截断切割题目某些工业部门(如贵重石材加工等)采用截断切割的加工方式。
这里“截断切割”是指将物体沿某个切割平面分成两部分。
从一个长方体中加工出一个已知尺寸、位置预定的长方体(这两个长主体的对应表面是平行的)通常要经过6次截断切割。
设水平切割单位面积的费用是垂直切割单位面积费用的r倍,且当先后两次垂直切割的平面(不管它们之间是否穿插水平切割)不平行时,因调整刀具需额外费用e.试为这些部门设计一种安排各面加工次序(称“切割方式”)的方法,使加工费用最少。
(由工艺要求,与水平工作台接触的长方体底面是事先指定的)详细要求如下:1、需考虑的不同切割方式的总数2、给出上述问题的数学模型和求解方法。
1、试对某部门用的如下准则作出评价:每次选择一个加工费用最少的待切割面进行切割。
2、对于e=0的情形有无简明的优化准则。
3、用以下实例验证你的方法:待加工长方体和成品长方体的长、宽、高分别为10、14.5、19和3、2、4,二者左侧面、正面、底面之间的距离分别为6、7、9(单位均为厘米)。
垂直切割费用为每平方厘米1元,r和e的数据有以下4组:a.r=1 e=0 ;b.r=1.5 e=0 ;c.r=8 ,e=0 ;d.r=1.5;2≤e≤15对最后一组数据应给出所有最优解,并进行讨论。
B题截断切割参考答案(1)需考虑的不同切割方式的总数V中共有6!=720个不同的元素,因此有720种不同的切割方式,注意到相继二次切割一对平行的平面时,交换这二次切割的先后次序不影响对应切割方式的费用,将费用相同的切割方式归成一类,每类取一种切割方式作不代表,此时仅需考虑加工费用可能不同的切割方式426种。
(2)问题归结为求一个定义在6个切割面排列次序的全体或它的一个子集上的函数的最小值。
目标函数应尽量用显式写出。
求解可用枚举法,分支定界法或其它方法,从尽可能简便有效作为评价标准:(3)一种作法如下:在直角坐标系中,表面平行于坐标平面的长方体可表示为{(x,y,z),(a,b,c)},其中(x,y,z)为长方体某指定角点的坐标,a,b,c分别为它的长、宽、高。
最短路问题实际案例介绍最短路问题是图论中的一个经典问题,其目标是找到两个顶点之间的最短路径。
这个问题在日常生活中有着广泛的应用,例如导航系统、网络路由以及物流配送等场景中都需要解决最短路问题。
本文将通过实际案例来深入探讨最短路问题及其应用。
什么是最短路问题?最短路问题是指在一个给定的图中,找到两个顶点之间的最短路径。
通常情况下,路径的长度可以通过边的权重来衡量。
最短路问题可以分为单源最短路问题和全源最短路问题,前者是指从一个固定的起点出发,求到图中其他所有顶点的最短路径;后者是指求图中任意两个顶点之间的最短路径。
实际案例:导航系统导航系统是最短路问题的一个典型应用。
当我们使用导航系统来规划路线时,系统需要找到最短路径以优化我们的行车时间。
下面以一个具体案例来说明导航系统如何解决最短路问题。
案例场景假设我们身处一座陌生的城市,想要前往城市中心的一个著名景点。
我们打开导航系统,输入起点和终点信息。
导航系统会根据地图数据自动生成最短路径,并提供导航指引。
导航系统的实现导航系统实现最短路径规划的过程可以分为以下几个步骤:1.构建路网图:将城市中的道路以及交叉口等信息转化为图的形式。
图中的节点表示交叉口,边表示道路,边的权重可以表示行驶距离、时间等。
2.选择算法:根据实际需求选择合适的最短路径算法。
常见的算法有Dijkstra算法、Bellman-Ford算法和A*算法等。
3.计算最短路径:根据选定的算法,在路网图上计算起点到终点的最短路径。
算法会考虑边的权重以及路径的方向等因素。
4.导航指引:根据计算得到的最短路径,导航系统会生成具体的导航指引,包括行驶指示、路口转向、距离和预计时间等信息。
优化策略导航系统通过不断的优化,提高了最短路径的计算效率和准确性。
以下是几种常见的优化策略:1.路网数据更新:导航系统会及时更新路网数据,包括道路信息、交通状况等。
这样可以保证计算得到的最短路径更准确。
2.平行算法:为了加快计算速度,导航系统采用并行算法来计算最短路径。
最短路问题及应用摘要:主要介绍最短路的两种算法,迪杰斯特拉(Dijkstra)及弗罗伊德(Floyd)算法以及这两种算法在实际问题中的应用和比较。
关键词:最短路获克斯特拉(Dijkstra),弗罗伊德(Floyd)算法1.引言图论是应用数学的一个分支,它的概念和结果来源非常广泛,最早起源于一些数学游戏的难题研究,如欧拉所解决的哥尼斯堡七桥问题,以及在民间广泛流传的一些游戏难题,如迷宫问题、博弈问题、棋盘上马的行走路线问题等。
这些古老的难题,当时吸引了很多学者的注意。
在这些问题研究的基础上又继续提出了著名的四色猜想和汉米尔顿(环游世界)数学难题。
1847年,图论应用于分析电路网络,这是它最早应用于工程科学,以后随着科学的发展,图论在解决运筹学,网络理论,信息论,控制论,博弈论以及计算机科学等各个领域的问题时,发挥出越来越大的作用在实践中,图论已成为解决自然科学、工程技术、社会科学、军事等领域中许多问题的有力工具之一。
最短路问题是图论理论的一个经典问题。
寻找最短路径就是在指定网络中两结点间找一条距离最小的路。
最短路不仅仅指一般地理意义上的距离最短,还可以引申到其它的度量,如时间、费用、线路容量等。
最短路径算法的选择与实现是通道路线设计的基础,最短路径算法是计算机科学与地理信息科学等领域的研究热点,很多网络相关问题均可纳入最短路径问题的范畴之中。
经典的图论与不断发展完善的计算机数据结构及算法的有效结合使得新的最短路径算法不断涌现。
2.最短路算法2.1 最短路的定义对最短路问题的研究早在上个世纪60年代以前就卓有成效了,其中对赋权图()0w≥的有效算法是由荷兰著名计算机专家E.W.Dijkstra在1959年首次提出的,该ij算法能够解决两指定点间的最短路,也可以求解图G中一特定点到其它各顶点的最短路。
后来海斯在Dijkstra 算法的基础之上提出了海斯算法。
但这两种算法都不能解决含有负权的图的最短路问题。
最短路问题实际案例最短路问题是指在图中找出两个顶点之间的最短路径的问题,其中图可以是有向图或无向图,并且每条边可以有权重。
这个问题是在许多实际案例中都会遇到的。
以下是几个实际案例,其中涉及到最短路问题:1. 导航系统:导航系统是最常见的利用最短路问题的实例。
当用户输入起点和终点时,导航系统会计算出最短路径,并显示给用户。
这个过程中,导航系统需要考虑路程的时间或距离,同时还需要考虑道路的限速和交通情况等因素。
2. 物流配送:物流配送涉及到从一个地点到另一个地点的最短路径。
物流公司需要计算出从货物的起始点到目标点的最短路径,以最快速度将货物送达目的地。
在这个问题中,可能还会有其他限制条件,如运输工具的载重量、路段的通行能力等。
3. 电信网络:电信网络是一个复杂的网络,其中存在着许多节点和边,每个节点代表一个通信设备,边代表设备之间的通信连接。
在设计电信网络时,需要考虑到从一个节点到另一个节点的最短路径,以最小化通信的时延。
这个问题中,还会有其他因素,如网络拓扑的复杂性、网络流量的负载均衡等。
4. 交通规划:交通规划涉及到城市道路网络的设计和优化。
在设计城市交通规划时,需要考虑到不同节点之间的最短路径,以便在城市中建设高效的道路系统。
这个问题中,需要考虑到人口分布、交通流量、环境因素等复杂变量。
5. 谷歌地图:谷歌地图是一种广泛使用最短路径算法的应用。
当用户在谷歌地图上搜索起点和终点时,谷歌地图会计算出最短路径,并给出导航指引。
这个过程中,谷歌地图需要考虑到道路的限速、交通情况和实时路况等因素。
综上所述,最短路问题在许多实际案例中都有应用。
无论是导航系统、物流配送、电信网络、交通规划还是谷歌地图等,都需要计算出最短路径以满足需求。
因此,研究和解决最短路问题在实际应用中具有重要意义。