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实验五:公路路线设计
 
  • 设置目的:

训练学生运用插值方法处理数据并解决实际问题的能力。

  • 实验要求:
    • 给出题给数据所表示的地形的拟合曲面。
    • 给出满足题目要求的全部结果。
    • 将所做工作写成一篇论文。
  • 实验步骤:
    • 理解题目,熟悉数据。
    • 拟定拟合曲面的运算方案。
    • 建立设计公路线路的数学模型并求解。
    • 写出论文并分组讨论。
  • 问题详述:

要在一山区修建公路,首先测得一些地点的高程,数据见表2(平面区域粉,表中数据为坐标点的高程,单位:米)。数据显示:在处有一东西走向的山峰;从坐标(2400,2400)到(4800,0)有一西北至东南走向的山谷;在(2000,2800)附近有一山口湖,其最高水位略高于1350米,雨季在山谷中形成一溪流。经调查知,雨量最大时溪流水面宽度与溪流最深处的坐标的关系可近似表示为

公路从山脚(0,800)开始,经居民点(4000,2000)至矿区(2000,4000)。已知路段工程成本及路线坡度(上升高度与水平距离之比)的限制如表1。

  • 试给出一种线路设计方案,包括原理、方法及比较精确的线路位置(含桥梁、隧道),并估计该方案的总成本。
  • 如果居民点改为的居民区,公路只须经过居民区即可,那么你的方案有什么改变。

 

表1

工程种类

一般路段

桥梁

隧道

工程成本

(元/米)

300

2000

1500(长度≤300米),3000(长度≥301米)

对坡度的限制

<0.125

=0

<0.100

 

 

表2

x

y

0

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

3600

4000

4400

4800

5200

5600

0

370

470

550

600

670

690

670

620

580

450

400

300

100

150

250

400

510

620

730

800

850

870

850

780

720

650

500

200

300

350

320

800

650

760

880

970

1020

1050

1020

830

800

700

300

500

550

480

350

1200

740

880

1080

1130

1250

1280

1230

1040

900

500

700

780

750

650

550

1600

830

980

1180

1320

1450

1420

1400

1300

700

900

850

840

380

780

750

2000

880

1060

1230

1390

1500

1500

1400

900

1100

1060

950

870

900

930

950

2400

910

1090

1270

1500

1200

1100

1350

1450

1200

1150

1010

880

1000

1050

1100

2800

950

1190

1370

1500

1200

1100

1550

1600

1550

1380

1070

900

1050

1150

1200

3200

1430

1450

1460

1500

1550

1600

1550

1600

1600

1600

1550

1500

1500

1550

1550

3600

1420

1430

1450

1480

1500

1550

1510

1430

1300

1200

980

850

750

550

500

4000

1380

1410

1430

1450

1470

1320

1280

1200

1080

940

780

620

460

370

350

4400

1370

1390

1410

1430

1440

1140

1110

1050

950

820

690

540

380

300

210

4800

1350

1370

1390

1400

1410

960

940

880

800

690

570

430

290

210

150

 

  • 实验总结

关注数学知识灵活运用和综合分析并解决总是的能力。

 
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