MATLAB 非线性规划 建模 灵敏度分析【材料浅析】

1、,MATLAB 非线性规划 问题的 建模与分析,1,重点资料,问题与背景介绍,数学模型建立,拟合函数,求销售利润最大化时最优解,01,02,03,04,目 录,灵敏度分析,05,2,重点资料,01,Options,问题与背景介绍,3,重点资料,问题与背景介绍,售价与销售量 某批发公司欲以20元/件的价钱购进一批短袖并销售获利，短袖售价与预期销售量之间的关系如表1。,表1 售价和预期销售量之间的关系,广告费与销售量 为尽快收回资金并获得较多的赢利，公司准备投入一定的广告经费，投入的广告费与销售增长倍数关系如表2。,表2 广告费和销售增长倍数之间的关系,背景,4,重点资料,如何采取适当的营销策略，

2、 使得公司的预期利润最大？,问题,问题与背景介绍,5,重点资料,02,Options,数学模型建立,6,重点资料,广告费为 （万元）,获得的利润为 （元）,投入广告后实际销售量为 （千件）,销售增长倍数为 （倍）,预期销售量为 （千件）,数学模型建立,售价为 （元）,设：,参数,7,重点资料,数学模型建立,8,重点资料,数学模型建立,利润是收入减支出，收入是售价乘以销售量，支出包括成本和广告费，成本是进货单价20乘以销售量 。 因此利润为,(4),9,重点资料,数学模型建立,因此, 模型为,10,重点资料,03,Options,拟合函数,11,重点资料,拟合函数,建模中可以看出，预期销售量与售

3、价可能存在 的线性关系， 于是运用多项式拟合的函数polyfit()对预期销售量与售价的关系进行拟合，并检验拟合效果： x= 20 25 30 35 40 45 50 55 60; y= 4.1 3.8 3.4 3.2 2.9 2.8 2.5 2.2 2.0; a=polyfit(x,y,1); y1=polyval(a,x); figure(2) plot(x,y,ro,x,y1,-) grid on xlabel(x 售价(元),ylabel(y 预期销售量（千件) title(售价与预期销售量的拟合效果图),12,重点资料,拟合函数,拟合结果为： a = -0.0513 5.0422 即

4、,13,重点资料,拟合函数,建模中可以看出，广告费与销售增长因子可能存在 的线性关系， 于是运用多项式拟合的函数polyfit()对广告费与销售增长因子的关系进行拟合，并检验拟合效果： z = 0 1 2 3 4 5 6 7; k = 1.00 1.40 1.70 1.85 1.95 2.00 1.95 1.80; b=polyfit(z,k,2) y1=polyval(b,z) figure(2) plot(z,k,ro,z,y1,b) grid on xlabel(z 广告费(万元),ylabel(k 销售增长因子) title(广告费与销售增长因子的散点图),14,重点资料,拟合函数,拟

5、合结果为： b = -0.0426 0.4092 1.0188 即,15,重点资料,拟合函数,因此, 模型转换为,16,重点资料,04,Options,求销售利润最大化时最优解,17,重点资料,求解销售利润最大化时的最优解,建模 求 即求,18,重点资料,求解销售利润最大化时的最优解,编程 1、建立最优求解函数optimfun函数 function f = optimfun(x) f=-( -0.0426*x(2).2+0.4092*x(2) +1.0188) *(-0.0513*x(1)+5.0422) * (x(1)-20)-x(2)/10); 其中x(1)为售价x，x(2)为广告费z 2

6、、建立约束函数 function f,ceq=confun(x) f=-( -0.0426*x(2).2+0.4092*x(2) +1.0188) *(-0.0513*x(1)+5.0422) * (x(1)-20)-x(2)/10); ceq=; 3、用fminsearch函数求解 x0=20;0; vlb=20,0;vub=60,7; U,fmin=fminsearch(optimfun,x0) 其中x0是初始值，x(1)售价的范围是20,60，x(2)广告费的范围是0,7,19,重点资料,求解销售利润最大化时的最优解,运行结果 U = 59.1443 4.7879 fmin = -156

7、.8461 表示当售价为59.1443元，广告费为4.7879万元时，利润最大，且最大利润为156.8461,20,重点资料,05,Options,灵敏度分析,21,重点资料,灵敏度分析,灵敏度分析是指对系统或周围事物因周围条件变化显示出来的敏感程度的分析，如市场条件一变，值就会变化。 因此提出以下问题： 当成本价发生变化时，已求得的线性规划问题的最优解会有什么变化？最大利润下的售价和广告费又会有什么变化？,22,重点资料,灵敏度分析,模型 其中的20是短袖的进价，即产品的成本。 如果成本上升或下降，对最大利润有什么影响呢？对售价和广告费的取值又有什么影响呢？ 在这里我们分别讨论成本价上下浮动

8、20%和10%对结果的影响。,23,重点资料,灵敏度分析,成本上浮20% 即 运行结果： U = 61.1442 4.7862 fmin = -141.1804 表示当售价为61.1442元，广告费为4.7862万元时，利润最大，且最大利润为141.1804 其中售价上升，广告费用下降，最大利润下降。,24,重点资料,灵敏度分析,成本上浮10% 即 运行结果： U = 60.1442 4.7871 fmin = -148.9105 表示当售价为60.1442元，广告费为4.7871万元时，利润最大，且最大利润为148.9105 其中售价上升，广告费用下降，最大利润下降。,25,重点资料,灵敏度

9、分析,成本下降10% 即 运行结果： U = 58.1442 4.7886 fmin = -164.9870 表示当售价为58.1442元，广告费为4.7886万元时，利润最大，且最大利润为164.9870 其中售价下降，广告费用上升，最大利润上升。,26,重点资料,灵敏度分析,成本下降20% 即 运行结果： U = 57.1443 4.7893 fmin = -173.3332 表示当售价为57.1443元，广告费为4.7893万元时，利润最大，且最大利润为173.3332 其中售价下降，广告费用上升，最大利润上升。,27,重点资料,灵敏度分析,即根据上述运行的结果，可以汇总出如下的表格。,

10、可以看出： 随着成本的逐渐上升，最大利润时的售价逐渐下降，最大利润时的广告费用逐渐上升，最大利润逐渐上升。,28,重点资料,灵敏度分析,绘制Matlab图形 编程如下： subplot(2,2,1) j=16 18 20 22 24; z=61.1442 60.1442 59.1443 58.1442 57.1443; plot(j,z,b); grid on xlabel(成本(元),ylabel(售价(售价) title(成本与售价的灵敏度分析) subplot(2,2,2) j=16 18 20 22 24; z=4.7862 4.7871 4.7879 4.7886 4.7893; plot(j,z,b); grid on xlabel(成本(元),ylabel(广告费用(万元) title(成本与广告费用的灵敏度分析),subplot(2,2,3) j=16 18 20 22 24; z=141