某饲养场饲养动物出售,设每头动物每天至少需 700g蛋白质、30g矿物质、100mg维生素。现有五种饲料可供选用,各种饲料每 kg营养成分含量及单价如表1所示。表1饲料蛋白质(g)矿物质(g)维生素(mg价格(元/kg)1310.50.2220.510.7310.20.20.446220.35180.50.80.8要求确定既满足动物生长的营养需要,又使费用最省的选用饲料的方案。
某饲养场饲养动物出售,设每头动物每天至少需 700g蛋白质、30g矿物质、100mg
维生素。现有五种饲料可供选用,各种饲料每 kg营养成分含量及单价如表1所示。
表1
饲料
蛋白质(g)
矿物质(g)
维生素(mg
价格(元/kg)
1
3
1
0.5
0.2
2
2
0.5
1
0.7
3
1
0.2
0.2
0.4
4
6
2
2
0.3
5
18
0.5
0.8
0.8
要求确定既满足动物生长的营养需要,又使费用最省的选用饲料的方案。
题目解答
答案
解:设总费用为 乙i=1,2,3,4,5 代表5种饲料。Xi表示满足动物生长的营养需要时, 第i种饲料所需的数量。则有:
min Z =0.2x1 +0.7X2 +0.4X3 +0.3X4 + 0.8X5
3X’ +2x2 +x3 +6X4 +8x5 >700
Xt +0.5X2 +0.2X3 +2X4 +0.5X5 >30
s.t.{
I0.5X, +X2 +0.2x3 +2x4 +0.8X5 >100
[xi >0,i =1,234,5
解析
考查要点:本题属于线性规划问题,要求在满足动物营养需求的前提下,确定五种饲料的最优搭配方案,使得总成本最低。
解题核心思路:
- 变量定义:设每种饲料的用量为决策变量。
- 目标函数:总成本最小化,即各饲料单价与用量的加权和。
- 约束条件:根据蛋白质、矿物质、维生素的最低需求,建立不等式约束。
- 求解方法:通过线性规划模型求解,通常使用单纯形法或软件工具。
破题关键点:
- 正确提取表格数据,确保营养成分和价格对应正确。
- 维生素约束条件中的饲料1系数需特别注意,避免笔误(如原答案中的错误)。
变量定义
设 $x_1, x_2, x_3, x_4, x_5$ 分别表示五种饲料的用量(单位:kg)。
目标函数
总成本最小化:
$\min Z = 0.2x_1 + 0.7x_2 + 0.4x_3 + 0.3x_4 + 0.8x_5$
约束条件
-
蛋白质约束(≥700g):
$3x_1 + 2x_2 + x_3 + 6x_4 + 18x_5 \geq 700$ -
矿物质约束(≥30g):
$x_1 + 0.5x_2 + 0.2x_3 + 2x_4 + 0.5x_5 \geq 30$ -
维生素约束(≥100mg):
$0.5x_1 + x_2 + 0.2x_3 + 2x_4 + 0.8x_5 \geq 100$ -
非负约束:
$x_1, x_2, x_3, x_4, x_5 \geq 0$
注意事项
- 维生素约束修正:原答案中饲料1的系数错误为 $10.5x_1$,实际应为 $0.5x_1$(根据表格数据)。