A题 自动化车床管理
一道工序用自动化车床连续加工某种零件，由于刀具损坏等原因该工序会出现故障，其中刀具损坏故障占95%, 其它故障仅占5%。工序出现故障是完全随机的, 假定在生产任一零件时出现故障的机会均相同。工作人员通过检查零件来确定工序是否出现故障。现积累有100次刀具故障记录，故障出现时该刀具完成的零件数如附表。现计划在刀具加工一定件数后定期更换新刀具。
已知生产工序的费用参数如下：
故障时产出的零件损失费用 f=200元/件；
进行检查的费用 t=10元/次；
发现故障进行调节使恢复正常的平均费用 d=3000元/次(包括刀具费)；
未发现故障时更换一把新刀具的费用 k=1000元/次。
1)假定工序故障时产出的零件均为不合格品，正常时产出的零件均为合格品, 试对该工序设计效益最好的检查间隔（生产多少零件检查一次）和刀具更换策略。
2)如果该工序正常时产出的零件不全是合格品，有2%为不合格品；而工序故障时产出的零件有40%为合格品，60%为不合格品。工序正常而误认有故障仃机产生的损失费用为1500元/次。对该工序设计效益最好的检查间隔和刀具更换策略。
3）在2)的情况, 可否改进检查方式获得更高的效益。
附:100次刀具故障记录(完成的零件数)
| 459 | 362 | 624 | 542 | 509 | 584 | 433 | 748 | 815 | 505 |
| 612 | 452 | 434 | 982 | 640 | 742 | 565 | 706 | 593 | 680 |
| 926 | 653 | 164 | 487 | 734 | 608 | 428 | 1153 | 593 | 844 |
| 527 | 552 | 513 | 781 | 474 | 388 | 824 | 538 | 862 | 659 |
| 775 | 859 | 755 | 649 | 697 | 515 | 628 | 954 | 771 | 609 |
| 402 | 960 | 885 | 610 | 292 | 837 | 473 | 677 | 358 | 638 |
| 699 | 634 | 555 | 570 | 84 | 416 | 606 | 1062 | 484 | 120 |
| 447 | 654 | 564 | 339 | 280 | 246 | 687 | 539 | 790 | 581 |
| 621 | 724 | 531 | 512 | 577 | 496 | 468 | 499 | 544 | 645 |
| 764 | 558 | 378 | 765 | 666 | 763 | 217 | 715 | 310 | 851 |
B题 钻井布局
勘探部门在某地区找矿。初步勘探时期已零散地在若干位置上钻井，取得了地质资料。进入系统勘探时期后，要在一个区域内按纵横等距的网格点来布置井位，进行“撒网式”全面钻探。由于钻一口井的费用很高，如果新设计的井位与原有井位重合（或相当接近），便可利用旧井的地质资料，不必打这口新井。因此，应该尽量利用旧井，少打新井，以节约钻探费用。比如钻一口新井的费用为500万元，利用旧井资料的
费用为10万元，则利用一口旧井就节约费用490万元。
设平面上有n个点Pi，其坐标为(ai,bi),i=1,2,…,n，表示已有的n个井位。新布置的井位是一个正方形网格N的所有结点（所谓“正方形网格”是指每个格子都是正方形的网格；结点是指纵线和横线的交叉点）。假定每个格子的边长（井位的纵横间距）都是1单位（比如100米）。整个网格是可以在平面上任意移动的。若一个已知点Pi与某个网格结点Xi的距离不超过给定误差ε（=0.05单位），则认为Pi处的旧井资料可以利用，不必在结点Xi处打新井。
为进行辅助决策，勘探部门要求我们研究如下问题：
1)假定网格的横向和纵向是固定的（比如东西向和南北向），并规定两点间的距离为其横向距离（横坐标之差绝对值）及纵向距离（纵坐标之差绝对值）的最大值。在平面上平行移动网格N，使可利用的旧井数尽可能大。试提供数值计算方法，并对下面的数值例子用计算机进行计算。
2)在欧氏距离的误差意义下，考虑网格的横向和纵向不固定（可以旋转）的情形，给出算法及计算结果。
3)如果有n口旧井，给出判定这些井均可利用的条件和算法（你可以任意选定一种距离）。
| i | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| ai | 0.50 | 1.41 | 3.00 | 3.37 | 3.40 | 4.72 | 4.72 | 5.43 | 7.57 | 8.38 | 8.98 | 9.50 |
| bi | 2.00 | 3.50 | 1.50 | 3.51 | 5.50 | 2.00 | 6.24 | 4.10 | 2.01 | 4.50 | 3.41 | 0.80 |
'99创维杯全国大学生数学建模竞赛题目（大专组）
煤矿采煤时，会产出无用废料煤矸石。在平原地区，煤矿不得不征用土地堆放矸石。通常矸石的堆积方法是：
架设一段与地面角度约为 β=25゜ 的直线形上升轨道（角度过大，运矸车无法装满），用在轨道上行驶的运矸车将矸石运到轨道顶端后向两侧倾倒，待矸石堆高后，再借助矸石堆延长轨道，这样逐渐堆起如下图所示的一座矸石山来。
现给出下列数据：
矸石自然堆放安息角（矸石自然堆积稳定后，其坡面与地面形成的夹角）α<=55゜；
矸石容重（碎矸石单位体积的重量）约2吨/米3；
运矸车所需电费为 0.50元/度（不变）；
运矸车机械效率（只考虑堆积坡道上的运输）初始值（在地平面上）约30%，坡道每延长10米，效率在原有基础上约下降2%；
土地征用费现值为8万元/亩，预计地价年涨幅约10%；
银行存、贷款利率均为5%；
煤矿设计原煤产量为300万吨/年；
煤矿设计寿命为20年；
采矿出矸率（矸石占全部采出的百分比）一般为7%～10%。
另外，为保护耕地，煤矿堆矸土地应比实际占地多征用10%。
现在煤矿设计中用于处理矸石的经费（只计征地费及堆积时运矸车用的电费）为100万元/年，这笔钱是否够用？试制订合理的年度征地计划，并对不同的出矸率预测处理矸石的最低费用。
D题 钻井布局（同 B 题）
勘探部门在某地区找矿。初步勘探时期已零散地在若干位置上钻井，取得了地质资料。进入系统勘探时期后，要在一个区域内按纵横等距的网格点来布置井位，进行“撒网式”全面钻探。由于钻一口井的费用很高，如果新设计的井位与原有井位重合（或相当接近），便可利用旧井的地质资料，不必打这口新井。因此，应该尽量利用旧井，少打新井，以节约钻探费用。比如钻一口新井的费用为500万元，利用旧井资料的费用为10万元，则利用一口旧井就节约费用490万元。
设平面上有n个点Pi，其坐标为(ai,bi),i=1,2,…,n，表示已有的n个井位。新布置的井位是一个正方形网格N的所有结点（所谓“正方形网格”是指每个格子都是正方形的网格；结点是指纵线和横线的交叉点）。假定每个格子的边长（井位的纵横间距）都是1单位（比如100米）。整个网格是可以在平面上任意移动的。若一个已知点Pi与某个网格结点Xi的距离不超过给定误差ε（=0.05单位），则认为Pi处的旧井资料可以利用，不必在结点Xi处打新井。
为进行辅助决策，勘探部门要求我们研究如下问题：
1)假定网格的横向和纵向是固定的（比如东西向和南北向），并规定两点间的距离为其横向距离（横坐标之差绝对值）及纵向距离（纵坐标之差绝对值）的最大值。在平面上平行移动网格N，使可利用的旧井数尽可能大。试提供数值计算方法，并对下面的数值例子用计算机进行计算。
2)在欧氏距离的误差意义下，考虑网格的横向和纵向不固定（可以旋转）的情形，给出算法及计算结果。
3)如果有n口旧井，给出判定这些井均可利用的条件和算法（你可以任意选定一种距离）。
数值例子n=12个点的坐标如下表所示：
| i | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| ai | 0.50 | 1.41 | 3.00 | 3.37 | 3.40 | 4.72 | 4.72 | 5.43 | 7.57 | 8.38 | 8.98 | 9.50 |
| bi | 2.00 | 3.50 | 1.50 | 3.51 | 5.50 | 2.00 | 6.24 | 4.10 | 2.01 | 4.50 | 3.41 | 0.80 |