作业题之二:超额录取留学生的策略
众所周知,选择出国留学学生越来越多。不可避免的,他们需要向国外的大学提出申请,同时需要交纳一定金额的申请费。如果你所申请的学校给你发来“offer”,并且你顺利地通过签证,你就可以预订机票了。
通常说来,国外学校录取留学生的数量A由该校提供给留学生奖学金的经费数决定。但是,出于以下的原因:(1)得到“offer”的学生出于自身的原因(比如收到多封“offer”)未去报到;(2)得到“offer”的学生未能顺利拿到签证。发出“offer”的数量B往往要多于录取留学生的数量A。
但是不同的学校面临的情况并不相同,也许收到一所知名学校“offer”的人中,90%的人都会去,而去一所普通学校的人可能不到50%。由于经费有限,如果报到的学生太多,学校往往没有太多的办法。因此,发出“offer”需要一定的策略。当前的情况为: 学生从一个学校调到另一个学校的情形越来越少。 学生出于各自的偏好,不愿意更换学校。签证被拒的比例在上升。 所有学校都必须先交申请费,再决定是否考虑发放offer。
问题:
(1)如果奖学金经费C确定,学校该发多少封“offer”?给出最佳方案。 (2)如果你是一个学生,考虑到申请过程中的所有费用,(申请的学校越多,费用越高),同时还能去一个理想的学校,你应该向多少个学校提出申请?
解答:
一 模型的分析
本题的问题实际上时利用建立优化模型的数学方法解决实际问题:即在给定的限制因素下,一方面,在学校奖学金经费C确定的情况下,考虑引起出现无效“offer”的各种因素,使学校发出适量的“offer”满足学校的生源平衡:另一方面,在学生资金有限的情况下,为了减轻学生的负担,又可使学生上一所理想的学校。而学校录取学生的数量A由该校提供给留学生奖学金的经费数决定,这就要求提供最优申请学校的数量。
二 模型的假设
(1) 一个学校只能向一个已交纳申请费得学生发一封“offer”。 (2) 对每个学校来说,学生个体间具有无差别性,(即每个递交申请的学生都是平等的给提,无好坏、优秀的区别)。
(3) 假设签证被拒签的比例随时间推移而上升。
三 模型中的符号含义
Bi表示第i所学校最终决定发放的“offer”封数;
Ci表示第i所学校总奖学金经费;
Di表向第i所学校提交申请的总人数;
mi表示第i所学校向每个被录取的留学生发放的奖学金数量;
i表示学生对第i所学校的“offer”的接受率(即收到学校的“offer”后,愿意
去该第i所学校的概率。);(暗示着每个学生对第i所学校的接受率都是一样的。)
i表示从开始申请到签证始的第i天的拒签率;
xi为0—1变量,当xi取0时,表示该学生未向第i所学校交纳申请费,当xi取1时,表示该学生向第i所学校交纳申请费,i1,2....n;
gi表示某个学生向第i所学校提交申请时,向其交纳的申请费用,i1,2....n;(暗示每所学校的申请费用不同)
G表示某个学生向多个学校提交申请时交纳的总费用;
Q表示某个学生在向多个学校递交申请的情况下,能最终获得录取的概率; 上述大部分符号在模型建立以及模型的求解的过程中看作已知量,其实是可以通过民政部门以及办理出国留学生的单位获取的,因此通过模型求解可以求学校发出“offer”的最佳数量以及学生提交申请的最佳数量,即求的最优策略。
四 模型的建立
(1) 由题意可以知:当奖学金经费定为C的学校向每个被录取的留学生发放奖学金
C;设学生接收到学校发来m的offer后,由学校的知名度决定其愿意去该学校的概率为,而且01;接到offer
的数额为m时,则理论上该学校最大也是最理想的录取人数为
以后再申请签证的过程中,拒签率为(现假设为一常量);B表示学校实际向学生发出的offer数量;D表示已向该所学校交纳申请费得学生的总人数;再者所有学校都必须先交申请费,再决定是否发放offer,则由以上可以确定B的范围:CmBD;
由此可知,知道B为学校最终发放offer的数量,而在整个学生录取的过程中,导致某些收到offer后又没向学校报到的因素有以下两个:
1、 学生收到了多封offer故没去报到(即学校的知名度产生影响)。 2、 由于签证因素导致收到了offer却没能去报到。
考虑到这两个因素影响所有实际的录取人数应该表示为B1。而最佳的offer发放方案就是要求:B1CC,且在数值上尽量的靠近; mm考虑B和间的关系:当增大时,发出offer会录取的比例提高,那么B取值应该趋向于
C;当减少时,随着offer会录取的比例的减少,B的取值应该趋向于D,以保证m
满足学校生源。根据此可得:BCDD (1)式, m BC (2)式,
m1C,代入(1)式得到:
mB1因此由(2)式可得到CCBDD
mmB1CCDm
BDmB1CDC mB1BmDB mBBD D DCCmC2CD mBmDBmBmDBm22C20 即: m1BmDB1CDm2C2mD1m1CDmD14m解得: B (*)
2m12又有:
CBD (如果D比C/m小?) mCBDm经过调查,将取得的数据代入上面的(*)式可以解出B的值,再由条件:
的限制,可以判别B值合理性是否成立,符合则保留,否则,舍去。这样,就可以将第一问的问题解决。
因为拒签率在逐天上升而不是个常量,故应该对进行更详细的分析,令可交纳申请费得天数为a1第一天交纳申请费时的拒签率为1,依次类推,第a天时拒签率为a,对i
取平均值,i1aia,将代入(*)式得:
2C4m1CDmD1mD1m
B2m12即当奖学金经费C确定后,学校应该发放offer的数量。 (2) 再来解决第二个问题:
gi表示学生向第i个学校提交申请时,向其交纳的申请费用i1,2...n。则该学生向
学校提交申请而需要交付的总费用可以表示为;
nGxigi(xi0或xi1)
i1被第i所学校拒绝签证的概率为: qi1
Di1所以被所有的学校都拒绝签证的概率为:
Biq............i1,2...n
ii1nn那能够被录取的概率就应该为:Q1qi..............i1,2...n
i1若要满足题目中的要求,则需要使得总费用达到最小minG,xi0,1;而且能够被录取的概率达到最大maxQ,这样我们就得到一个多目标规划: min
iGjQ
学生一般比较注重录取率,所以我们觉得费用和录取率这两个目标大致三七开,则该问题的
数学模型为:
G0.Q7 min 0.3
S t.
xi1ni1
xi(0,1)
然后,将经过调查得来的数据代入模型中,再利用LINDO工具对模型法进行求解便可以得出
最优解和最优值. 用LINDO对模型直接求解,输入格式为
min 0.3G0.Q7
S t.
xi1ni1
End int xi
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