นี่เป็นปัญหาประเภทใดและฉันต้องรู้คณิตศาสตร์อะไรเพื่อแก้ปัญหา


18

การเพาะเห็ดต้องใช้องค์ประกอบทางเคมีที่แม่นยำของสารตั้งต้น สมมติว่าเรากำลังเติบโตอยู่ใน shitakes และนี่คือองค์ประกอบที่ต้องการของวัสดุพิมพ์:

Nitrogen | Benzene | Toluene | Dioxygen Diflouride
5%       | 5%      | 10%     | 80%

เราต้องการสร้างพื้นผิวที่เหมาะสมจากวัสดุที่เรามีอยู่ในมือซึ่งเรารู้องค์ประกอบทางเคมีของ

Material | Nitrogen | Benzene | Toluene | Dioxygen Diflouride
apples   | 5%       | 0%      | 5%      | 90%
oranges  | 20%      | 20%     | 50%     | 10%
Etc...

คนเราคำนวณสิ่งนี้ได้อย่างไร มันทำให้ฉันนึกถึงการแก้เมทริกซ์ในโรงเรียนมัธยม นี่เป็นสิ่งที่สามารถทำกับเมทริกซ์ได้หรือไม่? ปัญหานี้เรียกว่าอะไร? ฉันต้องรู้อะไรบ้างเพื่อแก้ไข


4
mmmm shitakes ที่ดีมากที่คุณได้รับกับเบนซินและโทลูอีนและ O2F2 หวังว่าฉันจะไม่เจอพวกเขาในร้านอาหาร ...
Deer Hunter

3
@Deer Hunter: ฉันหวังว่าฉันจะไม่มาถึงภายใน 10 ไมล์จากสถานที่เพาะปลูก ...
Michael Borgwardt


2
ปัญหานี้น่าสนใจยิ่งขึ้นถ้าคุณต้องคำนึงถึงราคาแอปเปิ้ลและส้มในปัจจุบันด้วย
Ingo

2
"เห็ด" -> เหมือนในเมฆที่มีรูปร่างเหมือนกันหรือไม่?
Maciej

คำตอบ:


27

นี้เรียกว่าการเขียนโปรแกรมเชิงเส้น มันเป็น NP-Hard สำหรับข้อ จำกัด จำนวนเต็ม แต่มีวิธีการจัดการกับสิ่งนี้ดูบันทึกของ Jeff Erickson ในเรื่อง วิธีที่พบมากที่สุดคือการรู้ว่าเป็นวิธี Simplex

โดยทั่วไปคุณจะพบจุดยอดของรูปร่างที่เกิดขึ้นทางเรขาคณิตโดยสมการเชิงเส้นที่แสดงถึงข้อ จำกัด ของคุณ คุณดำเนินการต่อไปจนกว่าคุณจะพบสิ่งที่ดีที่สุด ในกรณีนี้อัตราส่วนของส่วนประกอบของวัสดุพิมพ์ที่ต้องการ


9
การเขียนโปรแกรมเชิงเส้นจริงๆแล้วไม่ทราบว่าเป็น NP-hard มันสามารถแก้ไขได้ในเวลาพหุนาม มันจะยากขึ้นหากคุณเพิ่มข้อ จำกัด ในการรวม (เช่นคุณไม่ต้องการแอปเปิ้ล 3.7 แต่ต้องเป็นจำนวนเต็ม)
Falk Hüffner

แก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้น
วิศวกรโลก

4

แก้ไข: ใช้งานไม่ได้ดูความคิดเห็น

เนื่องจากคุณไม่มีความไม่เท่าเทียมกันและไม่มีการลดค่าใช้จ่ายที่นี่คุณไม่จำเป็นต้องจริงเขียนโปรแกรมเชิงเส้นคุณก็สามารถแก้ปัญหาได้เป็นระบบสมการเชิงเส้น เช่นแอปเปิ้ล + ส้ม = 1, 0.05 * แอปเปิ้ล +20 ×ส้ม = 0.05 ฯลฯ


ตราบใดที่ระบบแก้ปัญหาไม่ได้ให้เศษส่วนเชิงลบ (เช่นผสมในแอปเปิ้ล -22% และส้มขึ้น + 122% เพื่อให้ได้ 100% ... ) แน่นอนระบบสมการเชิงเส้นให้ผู้สมัครบางคน (ภายในโซลูชั่น?) แต่จะต้องตรวจสอบกรณีขอบด้วย
rwong

ใช่ฉันลืมไปแล้ว
Falk Hüffner

1
การกำหนด LP จะทำงานได้ดีเนื่องจากอาจรวมถึงข้อ จำกัด ที่ปริมาณทั้งหมดเป็นบวก
วินไคลน์

การเปลี่ยนแปลงคือการลดค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับอัตราส่วนราคาแอปเปิ้ล / ส้มจะเป็นขั้นตอนต่อไปในวิวัฒนาการของโปรแกรมนี้
Ingo

@Ingo ใช่คุณพูดถูก; ฉันไม่ได้คิดอย่างนั้นเมื่อฉันถามคำถาม นั่นจะเป็นขั้นตอนที่สอง
canisrufus
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.