人狼羊草过河问题数学建模(2)

2019-04-22 16:21

数学建模——过河问题一(人狼羊草)

1. (1,1,1,1) + (1,1,0,0) (1,0,1,0) (1,0,0,1) (1,0,0,0) =(0,0,1,1) × =(0,1,0,1) √ =(0,1,1,0) × =(0,1,1,1) ×

2. (0,1,0,1) + (1,1,0,0) (1,0,1,0) (1,0,0,1) (1,0,0,0) =(1,0,0,1) × =(1,1,1,1) × =(1,1,0,0) × =(1,1,0,1) √

(1,1,0,0) (1,0,1,0) (1,0,0,1) (1,0,0,0) =(0,0,0,1) √ =(0,1,1,1) × =(0,1,0,0) √ =(0,1,0,1) √ 3. (1,1,0,1) +

4.1 (0,1,0,1)与上述第二步重复,必定不是最优解,故不用进行下去。

4.2 (0,0,0,1) + (1,1,0,0) (1,0,1,0) (1,0,0,1) (1,0,0,0) =(1,1,0,1) √ =(1,0,1,1) √ =(1,0,0,0) × =(1,0,0,1) ×

4.2.1 ( 1,1,0,1 )与上述第3步重复,必定不是最优解,不用进行下去

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数学建模——过河问题一(人狼羊草)

4.2.2 (1,0,1,1) + (1,1,0,0) (1,0,1,0) (1,0,0,1) (1,0,0,0) =(0,1,1,1) × =(0,0,0,1) √ =(0,0,1,0) √ =(0,0,1,1) ×

4.2.2.1 (0,0,0,1)与上述4.2重复,必定不是最优解,不用进行下去

4.2.2.2 (0,0,1,0) + (1,1,0,0) (1,0,1,0) (1,0,0,1) (1,0,0,0) =(1,1,1,0) √ =(1,0,0,0) × =(1,0,1,1) √ =(1,0,1,0) √

4.2.2.2.1 (1,0,1,1)与上述4.2.2重复,必定不是最优解,不用进行下去

4.2.2.2.1 (1,0,1,0) + (1,1,0,0) (1,0,1,0) (1,0,0,1) (1,0,0,0) =(0,1,1,0) × =(0,0,0,0) √ =(0,0,1,1) × =(0,0,1,0) √

已得最终状态向量(0,0,0,0),过程无重复,此即为最优解。

(1,1,0,0) (1,0,1,0) (1,0,0,1) (1,0,0,0) =(1,0,0,0) × =(1,1,1,0) √ =(1,1,0,1) √ =(1,1,0,0) × 4.3 (0,1,0,0) +

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数学建模——过河问题一(人狼羊草)

4.3.1 ( 1,1,0,1 )与上述第3步重复,必定不是最优解,不用进行下去

4.3.2 (1,1,1,0) + (1,1,0,0) (1,0,1,0) (1,0,0,1) (1,0,0,0) =(0,0,1,0) √ =(0,1,0,0) √ =(0,1,1,1) × =(0,1,1,0) ×

4.3.2.1 (0,1,0,0)与上述4.3重复,必定不是最优解,不用进行下去

4.3.2.2 ( 0,0,1,0 )与按上述4.2.2.2步骤进行即可得相同的最优解 模型的解 最终结果:

解一: D1(1,1,1,1)→D2(0,1,0,1)→D3( 1,1,0,1 )→D4(0,1,0,0)→D5( 1,1,1,0 )→D6( 0,0,1,0 )→D7(1,0,1,0)→D8(0,0,0,0)

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数学建模——过河问题一(人狼羊草)

解二: D1(1,1,1,1)→D2(0,1,0,1)→D3( 1,1,0,1 )→D4(0,0,0,1)→D5(1,0,1,1)→D6( 0,0,1,0 )→D7(1,0,1,0)→D8(0,0,0,0) n=7 解法(2):图解法

绘图要求:(1)连线两端必须是允许状态向量;

(2)相邻两点(通过一次运载得到的点)相连; (3)从(1,1,1,1)至(0,0,0,0)结束。 连线如下:

(1,1,1,1) (1,0,1,0) (0,0,0,0) (0,0,0,1) (1,1,0,1) (0,0,1,0) (1,0,1,1) (1,1,1,0) (0,1,0,0) (0,1,0,1)

最终结果:

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数学建模——过河问题一(人狼羊草)

模型的解

解一: D1(1,1,1,1)→D2(0,1,0,1)→D3( 1,1,0,1 )→D4(0,1,0,0)→D5( 1,1,1,0 )→D6( 0,0,1,0 )→D7(1,0,1,0)→D8(0,0,0,0)

解二: D1(1,1,1,1)→D2(0,1,0,1)→D3( 1,1,0,1 )→D4(0,0,0,1)→D5(1,0,1,1)→D6( 0,0,1,0 )→D7(1,0,1,0)→D8(0,0,0,0) n=7

与解法(1)解相同

五、计算机编程法(C语言)

要解决这个问题就要使过河时载两个过河,返回时尽量只有一个回来。用一个字符串数组来存人,狼,羊,草;下标依次为0,1,2,3;但他们都有河这边和那边两种状态;为方便则定义一个结构,只含一个int型变量n;当在河这边时n设为0;在河那边时n设为1。由于每次过河与返回都要考虑狼能否吃羊或羊能否吃草;则需要一个函数来判断每次选择是否满足条件。 源代码:

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