题目
医院需要护士每晚值班,由于每晚病人数目不尽相同,所需护士也不一样。医院聘请护士时,每个护士可以从一周的任何一天开始值班,连值五天,休息两天。已知医院每天所需的最少护士数目为n1(周一),n2,…,n7(周日),求医院所需值班护士总数的最少数目。
医院需要护士每晚值班,由于每晚病人数目不尽相同,所需护士也不一样。医院聘请护士时,每个护士可以从一周的任何一天开始值班,连值五天,休息两天。已知医院每天所需的最少护士数目为n1(周一),n2,…,n7(周日),求医院所需值班护士总数的最少数目。
题目解答
答案
设 $x_i$ 表示从第 $i$ 天开始值班的护士人数($i=1,2,\ldots,7$)。每个护士连续值班5天,因此第 $i$ 天开始值班的护士将在第 $i$ 至 $i+4$ 天(模7)值班。目标是最小化总护士数,即最小化 $x_1 + x_2 + \cdots + x_7$。
约束条件为每天值班护士数满足需求:
\[
\begin{cases}
x_1 + x_4 + x_5 + x_6 + x_7 \geq n_1 \\
x_2 + x_5 + x_6 + x_7 + x_1 \geq n_2 \\
x_3 + x_6 + x_7 + x_1 + x_2 \geq n_3 \\
x_4 + x_7 + x_1 + x_2 + x_3 \geq n_4 \\
x_5 + x_1 + x_2 + x_3 + x_4 \geq n_5 \\
x_6 + x_2 + x_3 + x_4 + x_5 \geq n_6 \\
x_7 + x_3 + x_4 + x_5 + x_6 \geq n_7 \\
\end{cases}
\]
其中 $x_i \geq 0$ 且为整数。
解此整数线性规划问题,可得所需值班护士总数的最小值。