Солоп С.А. Математическое моделирование систем и процессов. 2017
.pdf
|
|
|
|
p |
|
1 |
m n |
||
- K0 |
1 |
|
|
|
|
; |
|||
100 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
m |
|
|||
- K0 |
|
|
|
p |
|
|
1 |
m n |
|
1 |
|
|
|
|
. |
||||
100 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
m |
|
|||
12 Вкладчик вкладывал в банк в течение n лет капитал K0 под сложные p% процентов годовых. Модель наращенной суммы при начислении
процентов антисипативным методом и годовой капитализации имеет вид:
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
n |
||
- K0 |
1 |
|
|
|
|
|
1 ; |
||||||
100 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
n |
||
- K0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
; |
|||
100 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
1 |
m n |
|||
- K0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|||
100 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
1 |
m n |
|||
- K0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||
100 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|||||
13 Вкладчик вкладывал в банк в течение n лет капитал K0 под сложные p% процентов годовых. Модель наращенной суммы при начислении
процентов декурсивным методом и капитализации m раз в каждом году имеет вид:
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
n |
||
- K0 |
1 |
|
|
|
|
|
1 ; |
||||||
100 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
n |
||
- K0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
; |
|||
100 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
1 |
m n |
|||
- K0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|||
100 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
1 |
m n |
|||
- K0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||
100 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|||||
14 Вкладчик вкладывал в банк в течение n лет капитал K0 под сложные p% процентов годовых. Модель наращенной суммы при начислении
процентов антисипативным методом и капитализации m раз в каждом году имеет вид:
|
|
|
|
p |
n |
||
- K0 |
1 |
|
|
|
1 |
; |
|
100 |
|||||||
|
|
|
|
|
|||
121
|
|
|
|
p |
|
|
|
n |
||
- K0 |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
; |
||
100 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
p |
|
|
1 |
m n |
||
- K0 |
1 |
|
|
|
|
|
; |
|||
100 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
m |
|
|||
- K0 |
|
|
|
p |
|
|
|
1 |
m n |
|
1 |
|
|
|
|
|
. |
||||
100 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
m |
|
|||
15 Вкладчик в начале каждого дня вкладывает в банк до конца года капитал 10 руб. под простые проценты с процентной ставкой 10 % годовых. Конечная величина (наращенная сумма) совокупного вклада по схеме простых процентов в конце года составит (число) …
16 Вкладчик в начале каждого дня вкладывает в банк до конца года капитал 20 руб. под простые проценты с процентной ставкой 10 % годовых. Конечная величина (наращенная сумма) совокупного вклада по схеме простых процентов в конце года составит (число) …
17 Вкладчик в начале каждого дня вкладывает в банк до конца года капитал 50 руб. под простые проценты с процентной ставкой 10 % годовых. Конечная величина (наращенная сумма) совокупного вклада по схеме простых процентов в конце года составит (число) …
18 Вкладчик в начале каждого дня вкладывает в банк до конца года капитал 100 руб. под простые проценты с процентной ставкой 10 % годовых. Конечная величина (наращенная сумма) совокупного вклада по схеме простых процентов в конце года составит (число) …
19 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 10 руб. под 8 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 8 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
20 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 20 руб. под 8 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 8 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
21 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 50 руб. под 8 % простых
122
процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 8 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
22 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 100 руб. под 8 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 8 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
23 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 10 руб. под 9 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 9 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
24 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 20 руб. под 9 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 9 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
25 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 50 руб. под 9 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 9 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
26 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 100 руб. под 9 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 9 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
27 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 10 руб. под 10 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 10 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию.
123
Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации (число) ...
28 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 20 руб. под 10 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 10 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
29 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 50 руб. под 10 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 10 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
30 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 100 руб. под 10 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 10 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
31 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 10 руб. под 11 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 11% процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
32 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 20 руб. под 11 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 11 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
33 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 50 руб. под 11 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 11% процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию.
124
Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации (число) ...
34 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 100 руб. под 11 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 11 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
35 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 10 руб. под 12 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 12 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
36 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 20 руб. под 12 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 12 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
37 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 50 руб. под 12 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 12 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
38 Вкладчик в 18 лет решил бросить курить и до 60 лет вкладывать в банк в течение 42 лет в начале каждого дня капитал 100 руб. под 12 % простых процентов до конца каждого года и полученные суммы вкладывать под сложные 12 % процентов годовых постнумерандо до выхода на пенсию. Конечная величина Sn совокупного вклада при годовой капитализации
(число) ...
39 Вкладчик в 60 лет вложил в банк капитал 1 155 030 руб. на депозит под 8 % годовых. Ежемесячная пенсия составит (число) …
40 Вкладчик в 60 лет вложил в банк капитал 2 310 060 руб. на депозит под 8 % годовых. Ежемесячная пенсия составит (число) …
125
41 Вкладчик в 60 лет вложил в банк капитал 5 775 151 руб. на депозит под 8 % годовых. Ежемесячная пенсия составит (число) …
42 Вкладчик в 60 лет вложил в банк капитал 11 550 301 руб. на депозит под 8 % годовых. Ежемесячная пенсия составит (число) …
43 Вкладчик в 60 лет вложил в банк капитал 2 060 763 руб. на депозит под 10 % годовых. Ежемесячная пенсия составит (число) …
44 Вкладчик в 60 лет вложил в банк капитал 4 121 525 руб. на депозит под 10 % годовых. Ежемесячная пенсия составит (число) …
45 Вкладчик в 60 лет вложил в банк капитал 10 303 813 руб. на депозит под 10 % годовых. Ежемесячная пенсия составит (число) …
46 Вкладчик в 60 лет вложил в банк капитал 20 607 626 руб. на депозит под 10 % годовых. Ежемесячная пенсия составит (число) …
47 Вкладчик в 60 лет вложил в банк капитал 3 731 685 руб. на депозит под 12 % годовых. Ежемесячная пенсия составит (число) …
48 Вкладчик в 60 лет вложил в банк капитал 37 316 854 руб. на депозит под 12% годовых. Ежемесячная пенсия составит (число) …
126
Г л а в а 4 . М А Т Е М А Т И Ч Е С К И Е М О Д Е Л И
Т е з и с 1. На железнодорожном транспорте применение математических методов и ЭВМ особенно необходимо:
1)из-за больших масштабов перевозочной работы;
2)грузонапряженности;
3)массовости регулярно повторяющихся процессов.
Те з и с 2. Эффективность управления процессами перевозок выражает-
ся:
1)в улучшении использования подвижного состава и оборудова-
ния;
2)предупреждении и устранении эксплуатационных затруднений;
3)систематическом накоплении данных для нормирования;
4)в общем сокращении расходов;
5)повышении производительности труда.
Те з и с 3. Допускают автоматизацию и математическое моделирование
следующие группы управления процессами перевозок:
1 Управление перевозочным процессом в целом (планирование и оперативное регулирование):
1)подготовка плана перевозок и схем грузопотоков;
2)распределение грузопотоков по линиям;
3)определение груженых и порожних вагонопотоков;
4)составление плана формирования и графиков движения поездов, локомотивов и локомативных бригад;
5)сменно-суточное планирование и регулирование поездной и грузовой работы;
6)месячные технические нормы;
7)анализ эксплуатационной работы и др.
2 Управление производственными процессами:
1)движением поездов на участках;
2)маневровой работой на станциях. 3 Документооборот:
1)учет и составление отчетности;
2)оформление билетов и грузовых документов;
3)резервирование мест в пассажирских поездах;
4)определение провозных плат;
5)контроль за продвижением грузов и др.
4 Экономические работы:
1)определение себестоимости перевозок;
2)распределение доходов между дорогами;
3)планирование эксплуатационных расходов и др.
5 Проектные работы, составление сетевых графиков и др.
127
4.1 Моделирование процессов движения
Процесс поступательного движения материальной точки массой m со скоростью v или ускорением w под действием внешней силы F описывается в пространстве моделью:
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
dv |
v |
dm |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
mv F |
|
или m |
F |
. |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
dt |
|
dt |
|
dt |
|
|||||||||||||
Процесс поступательного движения материальной точки постоян- |
|||||||||||||||||||||
ной массы m со скоростью v |
или перемещением r |
под действием |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
внешней силы F описывается в пространстве моделью: |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
dv |
|
|
|
d 2r |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
m |
F |
или m |
F |
. |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
dt2 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Процесс изменения количества поступательного |
движения m v |
||||||||||||||||||||
материальной точки описывается в пространстве моделью:
d |
m x F , |
d |
m y F , |
d |
m z F |
или d m v |
|
|
|
Fdt . |
|||||||||
|
|
|
|||||||
dt |
x |
dt |
y |
dt |
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Процесс изменения момента количества движения r m v мате-
риальной точки постоянной массы описывается в пространстве моделью:
m dtd r v r F .
Процесс поступательного движения системы материальных точек массой mj j 1,...,n со скоростью v j или ускорением w j под дей-
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ствием внешних F |
и внутренних F i |
сил описывается в пространстве |
||||||||||||||||||
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
моделью: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
mj v j F |
|
|
|
|
|
dv |
dm |
|
|
|
|
|||||||
|
je F |
ji |
или mj |
|
j |
v j |
j |
Fje Fji . |
||||||||||||
|
dt |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
dt |
|||||||
Процесс поступательного движения системы материальных точек постоянной массы mj j 1,...,n со скоростью v j или ускорением w j
под действием внешних Fje и внутренних Fji сил описывается в пространстве моделью:
128
|
|
dv j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
m |
|
F |
e F i или m |
|
|
|
F e F i . |
|||||||||||
j |
w |
j |
||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
|
dt |
j |
|
j |
j |
|
|
|
j |
j |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Процесс изменения |
|
|
количества |
|
|
|
поступательного движения |
|||||||||||
Q mj v j системы материальных точек постоянной массы описыва-
j
ется в пространстве моделью:
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
Q0 F |
jedt или mj |
|
j |
Fje . |
||||||
w |
|||||||||||
|
|
|
|
j t0 |
|
j |
j |
||||
Процесс изменения кинетического момента относительно точки O GO rj mj v j системы материальных точек постоянной массы
j
описывается в пространстве моделью:
mj w j rj Fje .
j |
j |
Процесс описания поступательного движения материального объекта использует кинематические характеристики. Модели, связывающие эти параметры, имеют вид:
dx |
v t или |
dv |
w t . |
|
dt |
dt |
|||
|
|
Процесс описания вращательного движения материального объекта использует кинематические характеристики. Модели, связывающие эти параметры, имеют вид:
d |
(t) |
или |
d |
(t) . |
|
|
|||
dt |
dt |
Модель поступательного движения материальной точки под действием силы тяжести и силы сопротивления среды, пропорциональной скорости, имеет вид:
m x mg x .
Модель поступательного движения материальной точки под действием силы тяжести, силы сопротивления среды, пропорциональной скорости, и силы сопротивления среды, пропорциональной перемещению, имеет вид:
129
m x mg x x .
Модель поступательного движения материальной точки под действием силы тяжести и силы сопротивления среды, пропорциональной перемещению, имеет вид:
m x mg x .
Модель поступательного движения материальной точки под действием силы тяжести имеет вид:
m x mg .
При описании поступательного движения материального объекта задается постоянная скорость. Общее решение модели, описывающей перемещение, имеет вид:
x t v0 t C .
При описании поступательного движения материального объекта задается постоянное ускорение. Общее решение модели, описывающей скорость, имеет вид:
v t w0 t C .
При описании вращательного движения материального объекта задается постоянная угловая скорость. Общее решение модели, описывающей угол поворота, имеет вид:
t 0 t C .
При описании вращательного движения материального объекта задается постоянное угловое ускорение. Общее решение модели, описывающей угловую скорость, имеет вид:
t 0 t C .
При описании поступательного движения материального объекта задается постоянная скорость и начальное положение. Решение модели, описывающей перемещение, имеет вид:
x t v0 t x0 .
130
