文/朱國(guó)華
數(shù)學(xué)源于生活,寓于生活,用于生活,數(shù)學(xué)與生活密不可分。在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,同學(xué)們要善于用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界,抽象出數(shù)學(xué)問(wèn)題并加以解決,提高自己的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。下面,我們以“快遞車(chē)輛調(diào)配問(wèn)題”為例,淺談?dòng)脭?shù)學(xué)知識(shí)解決生活問(wèn)題的一般步驟。
【實(shí)際問(wèn)題】某城鎮(zhèn)沿環(huán)形路上依次排列有5 家快遞公司,分別是甲、乙、丙、丁、戊,它們順次有快遞車(chē)輛:15臺(tái)、7臺(tái)、11臺(tái)、3臺(tái)、14臺(tái),為使各快遞公司的車(chē)輛數(shù)相同,允許一些快遞公司向相鄰公司調(diào)出,問(wèn)怎么樣調(diào)配才能使調(diào)出的車(chē)輛總數(shù)最???
【模型建立】設(shè)甲公司調(diào)給乙公司x1輛快遞車(chē)。這里的x1可正可負(fù)。x1如果是正整數(shù),表示甲公司調(diào)給乙公司;x1如果是負(fù)整數(shù),表示乙公司調(diào)給甲公司。同理,設(shè)乙公司調(diào)給丙公司x2輛快遞車(chē),丙公司調(diào)給丁公司x3輛快遞車(chē),丁公司調(diào)給戊公司x4輛快遞車(chē),戊公司調(diào)給甲公司x5輛快遞車(chē)。
因“使各快遞公司的車(chē)輛數(shù)相同”,且共有15+7+11+3+14=50 輛,則有15+x5-x1=7+x1-x2=11+x2-x3=3+x3-x4=14+x4-x5=10,用x1分別表示x2、x3、x4、x5,則有x2=x1-3,x3=x1-2,x4=x1-9,x5=x1-5,至此,該實(shí)際問(wèn)題建立了如下數(shù)學(xué)模型:
已知x2=x1-3,x3=x1-2,x4=x1-9,x5=x1-5,求 |x1|+|x2|+|x3|+|x4|+|x5|的最小值。
【問(wèn)題求解】問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為求 |x1|+|x1-3|+|x1-2|+|x1-9|+|x1-5 |的最小值。|a-b|表示在數(shù)軸上代表a和b這兩個(gè)數(shù)的點(diǎn)的距離。如圖1,在數(shù)軸上,不妨設(shè)點(diǎn)P表示x1,則|x1|=PO,|x1-3|=PB,|x1-2|=PA,|x1-9|=PD,|x1-5|=PC。
圖1
即求動(dòng)點(diǎn)P到O、A、B、C、D這5個(gè)點(diǎn)的距離之和的最小值??芍?dāng)點(diǎn)P和點(diǎn)B重合時(shí),距離之和最小。所以當(dāng)x1=3時(shí),距離和的最小值為12。
所以,當(dāng)甲公司調(diào)給乙公司3 輛快遞車(chē),乙公司調(diào)給丙公司0 輛快遞車(chē),丙公司調(diào)給丁公司1輛快遞車(chē),戊公司調(diào)給丁公司6輛快遞車(chē),甲公司調(diào)給戊公司2 輛快遞車(chē),這樣調(diào)動(dòng)的快遞車(chē)數(shù)量總數(shù)最小,最小為12輛。
希望同學(xué)們?cè)趯?lái)的學(xué)習(xí)中,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言表達(dá)世界,用數(shù)學(xué)的思維思考世界。這個(gè)多彩的世界與數(shù)學(xué)有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系,這個(gè)世界,數(shù)學(xué)無(wú)處不在,只需我們用數(shù)學(xué)的“慧眼”去發(fā)現(xiàn)。