谁帮我解下这道数学建模题啊 谢谢 谢谢!

有条10km长的公路,由一台除雪机负责除雪。每当路面的平均厚度达到0.5m时,除雪机开始工作. 但是雪仍在下着,路面雪的厚度在不断的增加,除雪机的前进速度会不断降低,其速度随雪的厚度呈现性变化,在无雪的路面上除雪机的行驶速度为13m/s;。当雪的厚度达到1.5m时,除雪机将无法工作。雪下了1h,雪最大时路面积雪厚度以0.1cm/s速度增加,前0.5h雪越下越大,后0.5h越下越少。问除雪机能否将整条路面的积雪清除?

第1个回答  2011-12-18
当然这与降雪的速度有关,以下在一些合理的假设下进行讨论和计算。

已知:在无雪的路面上除雪机的行驶速度为10m/s;雪下了1时,雪最大时路面积雪的厚度以0.1cm/s的速度增加,前半小时雪越下越大,后半小时越下越小。

假定除雪机的速度v随雪的厚度h线性变化,利用已知条件可得v=10(1-2h/3)。而h是时间t的函数,假定前半小时h′(t)匀速增加而后半小时匀速减少,可得

(单位:m/s),

再积分得到:

,注意h(t)也是分段函数。

下面可以利用Mathematica进行计算了。

In[1]:= h1 = 0.001(s /1800 UnitStep[1800 - s] +

(2 – s /1800)UnitStep[s - 1800]);

h = Integrate[h1,{s,0,t}];

v = 10(1 - 2h /3);

h / . t→1800

Out[4]= 0.9

In[5]:= h / . t→3600

Out[5]= 1.8

在In[1]中的h1是h′(t),对它求定积分得到雪的厚度h(t)。Out[4]给出t=1800 s时雪的厚度是0.9m,Out[5]表明t=3600 s时雪的厚度是1.8m。

除雪机从雪的厚度是0.5m时开始工作,直到雪的厚度是1.5m时停止,以下求出它开始和停止工作的时间,再积分得到它前进的距离。

In[6]:=FullSimplify[h,t<1800]

Out[6]=2.77778×10-7t2

In[7]:=Solve[%= =0.5,t]

Out[7]={{t→ - 1341.64},{t→1341.64}}

In[8]:= t0 = t / . %[[2]]

Out[8]=1341.64

In[9]:=FullSimplify[h,t>1800]

Out[9]= - 2.77778×10-7 (-6145.58+t)(-1054.42+t)

In[10]:=Solve[%= =1.5,t]

Out[10]= {{t→2560.77},{t→4639.23}}

In[11]:= t1 = t / . %[[1]]

Out[11]=2560.77

In[12]:= Integrate[v,{t,t0,t1}]

Out[12]=3859.94

由于函数h(t)是分段的(表达式中含有函数UnitStep),解方程的函数Solve对它无能为力,只好分段求解。In[6]通过有条件的化简,成功地得到当t < 1800时h(t)的表达式。接下来,使用Solve求除雪机开始工作的时刻t0,并从解集中提取出合理的答案。同样再得到除雪机停止工作的时刻t1,最后In[12]求除雪机前进的距离,Out[12]表明除雪机只能清除大约4km的积雪。

使用Solve求解不方便,如改用求数值解的函数FindRoot,则容易的多:

In[13]:=FindRoot[h= =0.5,{t,900}]

Out[13]={t→1341.64}

In[14]:=FindRoot[h= =1.5,{t,2000}]

Out[14]= {t→2560.77}

这样就不必再分段求解了,但是有选取迭代初值的问题,注意不要选在分界点处。追问

不过这些函数我好像不懂耶 呵呵 能有简单点的吗?

第2个回答  2011-12-19
西邮的吧。。。顶起~~~~
第3个回答  2011-12-16
牛b追问

晕 你倒是会不会啊、

第4个回答  2012-12-16
不会
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