牛排戰(zhàn)略
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)來(lái)源 2009-08-30 13:11:54
a.約翰遜先生有一個(gè)很小的烤架,只能烤兩塊牛排。他妻子和女兒貝齊都餓極了,問(wèn)題是要在最短時(shí)間內(nèi)烤三塊牛排。
b.約翰遜先生:讓我們想想,烤一面需要10分鐘,那么一塊牛排烤兩面需20分鐘。因?yàn)橐淮沃荒芸緝蓧K牛排,20分鐘烤好,另外2O分鐘烤第三塊,所以總共需要40分鐘。
c.貝齊:爸爸,你可以再快些。我剛算出你能節(jié)約10分鐘。多聰明。∝慅R是怎么想的?
d.為解釋貝齊的算法,把牛排記作A、B和C,每面記為1和2,頭10分鐘里烤A1和B1。
e.把牛排B放到一邊,第二個(gè)10分鐘烤A2和C1,A牛排烤完了。
f.下面的時(shí)間烤B2和C2,所有三塊牛排只用30分鐘,對(duì)嗎?
一般戰(zhàn)略
這個(gè)簡(jiǎn)單的組合問(wèn)題是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支,被稱為“運(yùn)籌學(xué)”。當(dāng)一個(gè)人面臨一系列的工作,并要在最短時(shí)間完成,制定工作時(shí)間表的最佳途徑并不是很明顯的。起先看來(lái)最好的方式,可能還會(huì)有更大改善之處。在這個(gè)問(wèn)題中,我們恍然領(lǐng)悟到,牛排烤完第一面,不必馬上就烤另一面。
像這樣的簡(jiǎn)單問(wèn)題可以從很多方面來(lái)總結(jié)。比如,你可以改變烤架一次可烤牛排的數(shù)量,或者改變需烤牛排的數(shù)量,或者二者都變。另外還可考慮兩面以上的物體,每面都要按某種方式“完成”。例如,一個(gè)人要把n個(gè)立方體涂成紅色,但每一次可以只涂K個(gè)立方體的頂。
今天,運(yùn)籌學(xué)已被用來(lái)解決商業(yè)、工業(yè)和軍事戰(zhàn)略等許多領(lǐng)域的問(wèn)題。為應(yīng)用解決牛排問(wèn)題的簡(jiǎn)單原理考慮下面的問(wèn)題。
瓊斯先生和太太要干三項(xiàng)家務(wù):
1.他們的地板要吸塵,他們只有一部吸塵器,干這活兒要30分鐘。
2.草坪需要修剪,他們只有一部割草機(jī),這活兒也要花30分鐘。
3.他們的孩子要喂,還要哄他上床,這要用30分鐘。
他們應(yīng)當(dāng)怎樣安排這些任務(wù)以便在最短時(shí)內(nèi)完成呢?你看這個(gè)問(wèn)題與牛排問(wèn)題是否一樣呢?如果瓊斯先生和太太一起干,或許有人想60分鐘可以干完。但是如果一項(xiàng)工作,比如說(shuō)吸塵被分為兩半,后半部分延遲(像牛排同題一樣),那么這三項(xiàng)工作只需3/4時(shí)間,即45分鐘就夠了。
下面是一個(gè)更復(fù)雜的運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題:制作三片奶油烤面包,烤爐是老式的,它的兩邊各有一個(gè)掛門,每次能烤兩片面包,一邊烤一片,只能烤一面,烤兩面必須要打開(kāi)門翻轉(zhuǎn)。放進(jìn)一片面包要3秒鐘,取出一片面包要3秒鐘。翻轉(zhuǎn)要3秒鐘,這些作業(yè)都要雙手進(jìn)行,因此不能同時(shí)放取或同時(shí)翻轉(zhuǎn)兩片面包,當(dāng)放進(jìn)、取出或翻轉(zhuǎn)一片面包時(shí),不能給另一片面包抹奶油。面包烤一面要30秒,一片面包抹奶油要12秒。每一片面包只在一面抹奶油,烤過(guò)的面才能抹。一片面包烤過(guò)一面,抹上奶油再送入烤爐烤另一面?緺t已預(yù)熱,多長(zhǎng)時(shí)間面包才能烤好并抹上奶油?
計(jì)算出這項(xiàng)工作需要2分鐘并不很難。然而你要用如下觀點(diǎn),整個(gè)時(shí)間就可以減少到114秒:一片面包先烤一面,翻轉(zhuǎn),然后接著烤直至完成。
以最有技的方式制定工作時(shí)間表決非易事,無(wú)數(shù)的實(shí)際問(wèn)題在制定時(shí)間表時(shí)要比這個(gè)例子復(fù)雜得多,需要非常復(fù)雜的數(shù)學(xué)技巧,包括計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代圖論。
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