怎么求停车时间?

单小彪单小彪最佳答案最佳答案

这个问题问的很有水平,值得所有学数学的同学都看看。 数学里问题的分类有很多中,按解题方法分有算法和定理两大类;按问题研究对象分有数形、代数、函数等;但按问题本身复杂程度来区分的问题比较少见。今天推荐的这篇文章就给我们举了这么一个例子。 问题是什么?求解一个方程的解。方程是什么?一组满足约束条件的未知数。未知数有多少个?两个。求解需要多少步骤?最少一步。计算量如何?与变量个数成正比。

那么对于这个问题,我们显然可以构造一个图来描述它。 一个图能干什么?简单点的如表示关系(比如微博好友关系),或者判断路径(旅游线路选择)。复杂点的就是搜索最优解(最大子数组问题和最小生成树问题),或者找到近似最优解(机器学习中的优化问题)。本文解决的问题属于前者,用图的边代表两个变量,用图的顶点代表方程的解。图中每个顶点的度数代表该顶点前面的方程被消去的次数,每条边的权值代表了这条边上两点之间的未知数的值。最后通过遍历整个图寻找最大度数的顶点所对应的解,就是我们所需要的方程的解。

当然实际的问题远比这要复杂。比如这篇论文中讨论的两个实例:一个是爱因斯坦方程的一个解,另一个是双曲拱桥的最优解。虽然形式上类似,但其实蕴藏着不同的思维过程。对于 Einstein 方程,由于未知数只有两个,而且可以看成是线性系统,所以很容易想到把两个未知数分别代入两个方程,组成一个二维的方程组,然后解这个方程组即可得到结果。然而这样的想法并没有考虑到方程的特殊情况——当某一个未知数变为零时,另一个未知数必须同时变成无穷大,才能保持总个数不变。因此这种直接代人的方法并不是最好的。

更好的方法是先消除其中一个未知数,使得方程少一个未知数,进而再解这个方程组。而消除哪个未知数呢?很明显应该是对某个方程两边同时除以含未知数的项,令其为零,即得到一个关于该未知数的方程。然后解该方程,将其解的符号带入到另一个方程中就行了。这样得到的答案是最小的。

对于第二个问题双曲拱桥,因为是一个非线性问题,更无法直接求得解。本文的方法是先建立一个合理的模型,然后用迭代的方法逼近这个解。 从求解过程来看,先分析问题特征,然后选择合适的方法进行解决,这才是解决问题的正确流程。

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