1 数学建模概述
第一篇数学建模概述
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数学建模程式
1、审题:把问题问题情景译为数 学语言,找出问题主要关系
模型准备 ↓ ←———— 建模假设 ↓ 模型构成 ↓ 模型解析 ↓ ——————————————— —
2、建模:把实际问题主要关系近
似化,形式化,抽象成数学问题 3、解模:把数学问题化为常规问
题,选择合适的数学方法求解
. 4、检验:对求解的结果进行验证
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或评估,对错误加以调节,或将结
模型检验与应用———
果应用于现实,作出解释或预测。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数学建模实例 (鸡兔同笼) 今有鸡兔同笼,共有头6只,足18只,问鸡兔各几只?
鸡兔同笼问题建立数学模型的基本步骤:
1、模型准备(二元一次方程组求解方法) 2、作出简单假设(鸡脚为2只,兔脚4只,且为常数) 3、模型构成(用符号表示有关量,x,y表述鸡只数,
兔只数,列出数学式子)
4、模型解析(求解得到数学解答:x=3,y=3) 5、模型检验与应用(鸡兔各3只符合题意)
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解:设笼中有鸡x只,有兔y只,由已知条件可列出方程组为:
x y 6 2 x 4 y 18
解方程组得:
x 3 y 3
答:笼中有鸡兔各3只。
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数学与数学建模
用数学符号、式子、程序、图形等对实际的问题本质属性的抽象而
又简洁的刻画叫做数学模型.
通过计算得到的结果来解释实际问题,并接受实际的检验,这种应 用知识从实际的问题中抽象、提炼出数学模型的全过程叫做数学建模.
实际问题
中职数学建模
.
数学问题
用数学建模来解决实际问题的教学模式,引入到中职数学教学中来,
数学建模简介1
数学建模的方法和步骤
模型假设
在明确建模目的,掌握必要资料的基础上, 通过对资料的分析,根据对象的特征和建 模目的,找出起主要作用的因素,对问题 进行必要的、合理的简化,用精确的语言 提出若干符合客观实际的合理假设。
数学建模的方法和步骤
模型假设
作出合理假设,是建模至关重要的一步。 如果对问题的所有因素一概考虑,无疑是 一种有勇气但方法欠佳的行为,所以高超 的建模者能充分发挥想象力、洞察力和判 断力 ,善于辨别主次,而且为了使处理方 法简单,应尽量使问题线性化、均匀化。
看谁答得快
1、某甲早8时从山下旅店出发沿一路径上山,下 午5时到达山顶并留宿。次日早8时沿同一路径下 山,下午5时回到旅店。某乙说,甲必在两天中 的同一时刻经过路径中的同一地点,为什么?
2、两兄妹分别在离家2千米和1千米且方向相反 的两所学校上学,每天同时放学后分别以4千米/ 小时和2千米/小时的速度步行回家,一小狗以6千 米/小时的速度从哥哥处奔向妹妹,又从妹妹处奔 向哥哥,如此往返直至回家中,问小狗奔波了多 少路程?
四、模型的特点:
逼真性和可行性 渐进性 强健性 可移植性 非预测性 条理性 技艺性 局限性
五、建模能力的培养:
具有广博的知识(包括数学和各种实际知 识)、丰富的经验、各方面的能力、注意 掌握分寸。
具有丰富的想象力和敏锐的洞察力
类比法和理想化方法
直觉和灵感
实例研究法
学 习 、 分 析 别 人 的 模 型 亲 手 去 做
模型集中反映了原型中人们需要的那一部分特征
什么是数学建模
什么是数学模型?
简单地说:数学模型就是对实际问题的一种 数学表述。
具体一点说:数学模型是以部分现实世界为某 种研究目的的一个抽象的、简化的数学结构。 这种数学结构可以是数学公式、算法、表格、 图示等。
数学建模概述(李福乐)
一、数学建模概述1.1 什么是数学建模通常我们把现实问题的一个模拟称为模型,如交通图、地质图、航空模型等。
利用数学的语言、公式、图、表、或符号等来模拟现实的模型称为数学模型。
我们知道,对于一个现实问题的研究,一般不需要甚至不可能直接研究现实问题的本身,而是研究模拟该现实问题的模型。
举个简单例子:某司机欲把某货物从甲地运往已地,应如何选择运输路线使总路程最短?该司机不会开着车去试探,而是利用交通图来确定自己的行车路线。
从这个简单的例子中我们可以看到数学建模的重要性。
1.2 数学建模包含哪些步骤数学建模主要包含模型建立、求解以及对结果的分析与检验等步骤。
模型建立 模拟现实问题建立数学模型,不仅要有一定的数学知识与技巧,还要有敏锐的洞察力与理解力,善于抓住问题的内在联系,作出合理的假设与简化,找出影响问题的各种因素及其相互关系。
建立数学模型,不仅要有一定的数学知识与技巧,还要具备其他学科的一些知识,另外还要有一定的编程能力。
一般来说,模型建立的方法不止一种。
如最短路线问题,可以用图论方法,也可以用线性规划方法,有时还可用动态规划的方法。
模型求解 在建立模型之后,就要求解模型,给出有效的计算方法。
例如旅行推销员问题:一个推销员要到n 个城市去推销,如何安排行程?如果用简单的组合算法,其计算步骤是!n 的倍数,随着n 的增大,计算量之大以至无法得到结果。
如30n ,即使以每秒以2410步的速度来计算,也需要8年多,况且现在的计算机还没有达到上述速度。
结果的分析与检验 有些问题需要对解的现实意义作出解释,检验模型的正确性,并对模型的稳定性进行分析。
如种群的相互竞争问题需要对解的现实意义作出解释,并对模型的稳定性进行分析。
二、基本知识微分方程在科技、工程、经济管理、生态、环境、人口、交通等各个领域中有着广泛的应用。
大量的实际问题需要用微分方程来描述。
首先,我们要对实际研究现象作具体分析,然后利用已有规律、或者模拟,或近似的得到各种因素变化率之间的关系,从而建立一个微分方程。
数学建模是什么
数学建模是什么
数学建模是指利用数学工具和方法分析和解决实际问题的过程,是一种跨学科的综合性应用科学研究方法。
数学建模的基本步骤包括:问题建模、假设、模型的构建、模型求解和模型评价。
在这个过程中,数学建模的核心是模型的构建和求解,其中模型的构建需要理解实际问题的基本特征和数学方法的应用,而模型求解则需要掌握数学分析、数值计算等技能和方法。
数学建模的应用范围非常广泛,包括但不限于自然科学、社会科学、经济学、工程学等领域的问题。
数学建模在现实生活中的应用包括:企业生产、物流配送、城市交通规划、自然资源评估、环境保护、金融、医学等各个领域。
数学建模的方法多种多样,常见的数学方法包括:微积分、线性代数、概率论、统计学、优化理论等。
通过对实际问题的建模、数学方法的应用和模型求解的计算和分析,数学建模可进一步为决策提供科学依据和参考。
数学建模的主要特点是模型化思维、跨学科交叉和创新性思维。
在这个过程中,数学建模要求研究者对问题进行深入的分析和研究,要对数学方法的应用有较大的理解和掌握,并且要结合实际考虑模型的可行性。
数学建模的创新性思维则要求研究者在模型的构建和求解中体现出一定的创新性和思维深度。
无论是学术界还是实际应用领域,数学建模的应用都已经深入到各个角落。
在数学建模中,数学是一种工具性语言,
而模型则是实际问题的一种映射。
数学建模不仅促进了数学研究和应用之间的相互促进和发展,还连接了传统学科和新兴学科之间的桥梁,推动了知识的跨领域传播和交流。
数学建模专业的概述
数学建模专业的概述数学建模是一门涉及数学、计算机科学和实际问题解决的交叉学科。
在现代社会,数学建模扮演着不可或缺的角色,它帮助人们理解和解决各种实际问题,推动科学的发展。
本文将对数学建模专业进行概述,介绍其基本概念、研究内容和应用领域。
数学建模的基本概念是将实际问题转化为数学模型,并利用数学方法进行求解和分析。
数学建模专业的学生将学习各种数学工具和技术,如微积分、线性代数、概率论、统计学和数值分析等,以培养他们解决实际问题的能力。
同时,他们还需要具备计算机编程和数据分析等技能,以应对现代科技发展的要求。
数学建模专业的研究内容广泛而深入,涵盖了自然科学、工程技术、经济管理、医学卫生、社会科学等各个领域。
在自然科学中,数学建模可以用于解释物理、化学和生物等现象,为科学家提供理论依据和实验设计;在工程技术领域,数学建模可以优化工业生产过程、设计工程结构和计划资源分配;在经济管理中,数学建模可以帮助企业进行风险评估、市场预测和决策支持;在医学卫生方面,数学建模可以用于疾病传播模拟、医疗资源调度和药物研发等;在社会科学中,数学建模可以解答有关人口统计、社会网络和行为模式等问题。
数学建模专业毕业生可以在各个领域找到就业机会。
他们可以成为研究机构的科学家、大学的教师或企业的顾问。
他们可以参与创新研究、项目管理、策略规划和数据分析等工作。
同时,数学建模专业的研究成果也为社会发展和人类福祉做出了重要贡献。
数学建模专业的学习需要具备扎实的数学基础和良好的逻辑思维能力。
学生们需要学习并掌握各种数学方法和技术,运用这些知识解决实际问题。
此外,他们还需要具备团队合作和沟通交流的能力,因为数学建模常常需要跨学科合作,解决复杂的问题需要多个专业领域的知识和经验。
综上所述,数学建模专业是一门重要而有挑战性的学科。
它与现实问题紧密相连,为解决各种实际问题提供了理论和方法。
数学建模专业的学生将学习数学知识和技能,并将其应用于实际问题的解决中。
数学建模的初步认识
数学建模的初步认识数学建模是一种通过数学方法解决实际问题的过程,它是现实世界和数学之间的桥梁,可以帮助我们更好地理解和分析现实世界中的复杂问题。
数学建模涉及到许多数学工具和技巧,包括微积分、线性代数、概率统计等,同时也需要具备一定的实际问题分析能力和创造性思维。
在本文中,我们将对数学建模进行初步的认识,并探讨其在现实中的应用和意义。
一、数学建模的基本概念数学建模是一种将现实问题抽象化、数学化、定量化的过程。
通常情况下,数学建模可以分为三个基本步骤:建立模型、求解模型、验证模型。
建立模型是指将实际问题抽象成数学形式,通常包括确定问题的变量、建立数学关系式等;求解模型是指利用数学方法和技巧来解决建立的数学模型,通常包括求解方程、优化问题等;验证模型是指将模型的结果与实际数据进行比较,从而验证模型的有效性和可靠性。
通过这些步骤,我们可以利用数学方法来更好地分析和解决实际问题,提高问题的理解和解决能力。
二、数学建模的应用领域数学建模在现实生活中有着广泛的应用领域,涉及到经济、生态、气候、环境、医学等各个方面。
在经济领域,数学建模可以帮助企业进行市场预测、资源配置、成本优化等方面的决策;在生态领域,数学建模可以帮助研究人员预测生物种群的发展趋势、生态系统的稳定性等问题;在医学领域,数学建模可以帮助研究人员分析疾病传播规律、药物疗效等方面的问题。
通过数学建模,我们可以更好地理解和分析这些复杂问题,并为问题的解决提供科学的依据。
三、数学建模的意义和挑战数学建模在现实世界中有着重要的意义,它可以帮助我们更好地理解和解决各种复杂问题,为决策提供科学依据,促进科学技术的发展。
数学建模也面临着许多挑战,比如模型的建立是否合理、数据的准确性等问题,这些都需要我们具备相关的数学知识和实际问题分析能力来克服。
数学建模的初步认识
数学建模的初步认识数学建模是一种将现实问题抽象化、数学化、规范化的过程,通过建立数学模型来描述和解决实际问题的方法。
数学建模是数学的一个重要应用领域,也是一种将数学知识和技能应用到实际问题中的能力。
数学建模不仅在科学技术领域有着广泛的应用,也在工程、经济、管理等各个领域中有着重要的作用。
本文将介绍数学建模的基本概念、方法和应用,并通过具体例子来说明数学建模在实际问题中的应用。
一、数学建模的基本概念数学建模是一个相对抽象的概念,可以简单理解为通过数学方法来解决实际问题。
在数学建模中,首先需要对实际问题进行分析和抽象,将问题转化为数学模型。
数学模型是对实际问题的数学描述,它包括问题的描述、假设条件、变量、参数和约束条件。
通过建立数学模型,可以利用数学方法来分析、求解和优化问题,从而得到对实际问题的深入理解和有效解决方案。
数学建模的过程通常包括以下几个阶段:问题分析、数学模型建立、模型分析和求解、结果验证和应用。
在问题分析阶段,需要对实际问题进行深入理解和分析,确定问题的关键要素和需求,找出问题的规律和联系。
在数学模型建立阶段,需要根据实际问题的特点和需求,选择合适的数学方法和工具,建立数学模型。
在模型分析和求解阶段,需要利用数学知识和技能来分析和求解数学模型,得到解的结论和结论。
在结果验证和应用阶段,需要将数学模型和解的结论与实际问题相联系,验证模型的有效性和可靠性,并将解决方案应用到实际问题中。
二、数学建模的方法和技术数学建模涉及到多个数学学科和领域,包括数学分析、微积分、线性代数、概率统计、优化理论等。
在数学建模中,常用的方法和技术包括:微分方程模型、差分方程模型、概率统计模型、优化模型等。
微分方程模型适用于描述动态系统的变化规律和动力学过程,常用于物理、生物、工程等领域。
差分方程模型适用于描述离散系统的演化规律和动态行为,常用于经济、管理、信息等领域。
概率统计模型适用于描述随机变量和随机过程的规律性和特征,常用于风险评估、决策分析等领域。
数学建模课程大纲
数学建模课程大纲一、课程简介数学建模是一门应用数学课程,旨在培养学生运用数学工具和方法解决实际问题的能力。
本课程将通过理论讲授、案例分析和实践操作等方式,帮助学生全面理解数学建模的基本原理和基本方法,培养学生的问题分析、问题建模和问题求解等能力。
二、课程目标1.了解数学建模的基本概念和原则;2.掌握数学建模的常用方法和工具;3.培养学生的实际问题解决能力;4.发展学生的团队合作和沟通能力。
三、课程内容1.数学建模的概述1.1 数学建模的定义和分类1.2 数学建模的基本步骤1.3 数学建模的实际应用领域2.问题分析与问题建模2.1 问题分析和问题定义2.2 数据收集和处理2.3 模型假设和模型建立2.4 模型参数的选择和调整3.模型求解与结果分析3.1 模型求解的方法和技巧3.2 模型求解的稳定性和精度分析3.3 结果解释和对比分析4.数学建模软件的应用4.1 常用数学建模软件介绍4.2 数学建模软件的基本操作和应用案例四、教学方法与评价1.教学方法本课程将采用讲授、案例分析和实践操作相结合的教学方法。
通过课堂讲解学生基本理论知识,通过案例分析让学生熟悉解决实际问题的思路和方法,通过实践操作让学生尝试应用数学建模软件解决实际问题。
2.课程评价本课程将通过平时表现、作业和实践项目等多种评价方式来评价学生的学习情况。
具体评价方式将在开课前和学生明确。
五、参考教材与参考资料1.参考教材-《数学建模导论》王磊著北京大学出版社-《数学建模方法与应用》李明著清华大学出版社2.参考资料-《数学建模基础与方法》秦立和著上海交通大学出版社-《数学建模综合实例与方法》张志国著高等教育出版社六、作业与实践项目1.作业安排学生将根据课程内容安排完成一定数量的作业,包括理论推导题、模型建立题、实践操作题等。
作业将用于检查学生对课程知识的掌握情况。
2.实践项目学生将参与一个或多个与数学建模相关的实践项目,通过团队合作解决实际问题,并撰写实践报告。
2024版新教材高中数学第六章数学建模6-1数学建模概述湘教版必修第二册
四、数学建模的报告 普通高中数学课程标准明确指出:学生要经历数学建模活动与数学 探究活动的全过程,学会整理资料,能撰写研究报告或小论文,并进 行报告、交流.研究报告或小论文及其评价应存入学生个人学习档案, 为大学招生提供参考和依据.学生可以采取独立完成或者小组合作 (2~3人为宜)的方式,完成课题研究.
6.1 数学建模概述
一、数学建模的概念 普通高中数学课程标准将数学建模列为六大数学核心素养之一,那 么什么是数学建模呢? 数学模型:对于现实世界的一个特定对象,为了一个特定目的,根 据特有的内在规律,做出一些必要的简化假设,运用适当的数学工具, 得到的一个数学结构. 数学建模是对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题、用数 学方法构建模型解决问题的素养.数学建模过程主要包括:在实际情 境中从数学的视角发现问题、提出问题,分析问题、建立模型,确定 参数、计算求解,检验结果、改进模型,最终解决实际问题.
数学建模活动的基本过程如下: 1.问题描述:了解问题的实际背景,明确其实际意义,掌握对象的 各种信息,明确与问题相关的因素. 2.模型假设:根据实际对象的特征和建模的目的,对各个相关因素 做出假设. 3.模型建立:在假设的基础上,利用适当的数学工具来刻画各因素 之间的数学关系,选择适当的数学模型表达实际问题. 4.模型求解:利用获取的数据资料,对模型进行求解.
二、数学建模的意义 马克思曾说过:“一门科学只有成功地运用数学时,才算达到了完 善的地步.”由此可以认为,数学在各门科学中被应用的水平就能代 表这门科学的发展水平. 数学建模是高中数学核心素养之一,它搭建了数学与外部世界联系 的桥梁,是数学应用的重要形式,数学建模是应用数学知识解决实际 问题的基本手段,也是推动数学发展的动力. 随着科学技术的进步,特别是计算机技术的迅速发展,数学已经从 自然科学渗透到了经济活动和社会生活的各个领域.一般地,当实际 问题需要我们对所研究的现实对象提供分析、预报、决策、控制等方 面的定量结果时,往往都离不开数学的应用,而建立数学模型则是这 个过程的关键环节.
数学建模概述
1数学建模概述⏹ 数学模型 ⏹ 数学建模过程 ⏹ 数学建模示例⏹ 建立数学模型的方法和步骤 ⏹数学模型的分类1数学模型模型:是我们对所研究的客观事物有关属性的模拟,它应当具有事物中使我们感兴趣的主要性质,模拟不一定是对实体的一种仿造,也可以是对某些基本属性的抽象。
直观模型: 实物模型,主要追求外观上的逼真。
物理模型:为一定目的根据相似原理构造的模型,不仅可以显示原型的外形或某些特征,而且可以进行模拟试验,间接地研究原型的某些规律。
思维模型,符号模型,数学模型 数学模型:1)近藤次郎(日)的定义:数学模型是将现象的特征或本质给以数学表述的数学关系式。
它是模型的一种。
2)本德(美)的定义:数学模型是关于部分现实世界和为一种特殊目的而作的一个抽象的简化的数学结构。
3)姜启源(中)的定义:是指对于现实世界的某一特定对象,为了某个特定的目的,做出一些必要的简化和假设,运用 适当的数学工具得到一个数学结构。
数学结构:是指数学符号、数学关系式、数学命题、图形图表等,这些基于数学思想与方法的数学问题。
总之,数学模型是对实际问题的一种抽象,基于数学理论和方法,用数学符号、数学关系式、数学命题、图形图表等来刻画客观事物的本质属性与其内在联系。
古希腊时期:“数理是宇宙的基本原理”。
文艺复兴时期:应用数学来阐明现象“进行尝试”。
微积分法的产生,使得数学与世界密切联系起来,用公式、图表、符号反映客观世界越来越广泛,越来越精确。
费马(P.Fermal 1601-1665)用变分法表示“光沿着所需时间最短的路径前进”。
牛顿(Newton 1642-1727)将力学法则用单纯的数学式表达,如,牛顿第二定律:结合开普勒三定律得出万有引力定律航行问题:甲乙两地相距750千米,船从甲到乙顺水航行需30小时,从乙到甲逆水航行需50小时,问船速、水速各多少?用y x ,分别代表船速、水速,可以列出方程解方程组,得221r m m G F =ma F =⎩⎨⎧=⋅-=⋅+75050)(75030)(y x y x 小时)(千米小时)(千米/5/20==y x答:船速、水速分别为20千米/小时、5千米小时。
数学建模知识点总结
数学建模知识点总结一、数学建模概述1.1 数学建模的概念数学建模是利用数学方法和技术解决实际问题的过程,是将实际问题抽象成数学模型,再通过数学分析和计算来解决问题的一种方法。
数学建模可以应用于工程、科学、经济、环境等各个领域,对于解决复杂的实际问题具有重要的作用。
1.2 数学建模的基本步骤数学建模的基本步骤包括问题分析、建立数学模型、求解模型、模型验证和应用。
在处理实际问题时,首先要对问题进行充分的分析,然后建立相应的数学模型,再通过数学方法来求解模型,最后对模型进行验证和应用。
1.3 数学建模的应用范围数学建模的应用范围非常广泛,可以涉及到自然科学、社会科学、工程技术等各个领域。
例如,在工程领域可以用数学建模来设计飞机、汽车、桥梁等结构的强度和稳定性;在环境科学领域可以用数学建模来研究气候变化、环境污染等问题;在生物医学领域可以用数学建模来研究人体的生理过程。
1.4 数学建模的意义数学建模可以帮助人们更好地理解实际问题,设计出更优秀的工程产品,提高生产效率,优化资源配置,解决环境污染等问题,对于推动科技进步和社会发展具有重要的意义。
二、数学建模的数学基础2.1 微积分微积分是数学建模的基础。
微积分是研究变化的数学分支,包括导数、积分、微分方程等概念。
在数学建模中,微积分可以用来描述变化率、优化函数、求解微分方程等问题。
2.2 线性代数线性代数是数学建模的另一个基础。
线性代数是研究向量、矩阵、线性方程组等概念的数学分支,可以用来描述多维空间的几何关系、解决大规模线性方程组等问题。
2.3 概率论与统计学概率论与统计学是数学建模的重要工具。
概率论研究随机事件的概率分布、随机过程等概念,统计学研究数据的收集、处理、分析等方法。
在数学建模中,概率论和统计学可以用来描述随机现象、分析数据、评估模型等问题。
3.1 最优化方法最优化方法是数学建模常用的方法之一。
最优化方法是研究如何找到使目标函数取得最大(小)值的变量取值。
(课件)一、数学建模简介Word版含解析
1.数学建模的概念 数学建模是对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题、用 数学知识与方法构建模型解决问题的过程,也是推动数学发展的动 力.
2.数学建模一般步骤
3.数学建模活动的主要过程 (1)选题:就是选定研究的问题. (2)开题:就是进一步明确研究的问题和设计解决问题的方案. (3)做题:是研究者(研究小组)建立数学模型、用数学解决实际问 题的实践活动. (4)结题:是研究小组向老师和同学们报告研究成果、进行答辩的 过程,一般来讲,结题会是结题的基本形式.
第八章 数学建模活动(一)
一、数1.了解数学建模的意义; 1.经历数学建模的全过程,培养
2.了解数学建模的基本过程.(重 数学抽象、数据分析的数学素养.
点) 2.通过数学建模解决实际应用问
3.能够运用已有函数模型或建立 题,提升数学运算、逻辑推理和直
函数模型解决实际问题.(重点,难 观想象的数学素养.
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学习重点数学数学建模
学习重点数学数学建模学习重点:数学建模数学建模是指利用数学工具和方法,对实际问题进行抽象和分析,然后构建数学模型,最终得出对问题的解决方案或预测结果的过程。
它在现代科学、工程学、经济学、管理学等领域都有广泛的应用。
学习数学建模可以培养学生的综合素质和创新思维,提高问题解决能力和应用数学的能力。
一、数学建模概述数学建模是一种综合性的学科,它融合了数学、物理、化学、生物等多个学科的知识和方法,通过对实际问题的建模和求解,可以得到更好的问题解决方案。
数学建模分为三个基本步骤:问题分析、建模和求解、模型验证与应用。
1. 问题分析在数学建模过程中,首先需要对实际问题进行充分的分析。
了解问题的背景、条件和限制,搞清楚问题的要求和目标,明确需要解决的具体问题。
问题分析的目的是对问题进行抽象和简化,使其可以用数学语言和工具描述和解决。
2. 建模和求解建模是将实际问题转化为数学问题的过程。
根据问题的特征和要求,选择和确定合适的数学模型,建立数学方程或系统来描述问题。
然后,通过数学方法和技巧,对模型进行求解,得到问题的解决方案或预测结果。
3. 模型验证与应用建立数学模型和求解问题后,需要对模型进行验证和评价。
通过对模型的合理性、准确性和可靠性进行分析和检验,判断模型是否能够真实地反映实际问题的本质和规律。
如果模型验证合格,就可以将模型应用到实际问题中,为问题的解决和决策提供有效的支持。
二、数学建模方法在数学建模中,常用的方法有数理统计法、最优化方法、图论与网络分析方法、随机过程与模拟方法等。
不同的问题需要选择不同的方法和技巧。
1. 数理统计法数理统计法主要用于处理有关概率和统计的问题。
通过对样本数据的分析和统计推断,可以得到总体特征和规律。
在解决实际问题中,数理统计法常用于数据分析、概率计算、回归分析等领域。
2. 最优化方法最优化方法是一种寻找最优解或最优解决方案的方法。
在数学建模中,我们常常需要优化某个目标函数,或在一定的约束条件下求得最优解。
数学建模1
数学建模:理论与实践的桥梁引言数学建模是一种将实际问题抽象为数学问题,然后使用数学工具进行求解的过程。
它广泛应用于科学研究、工程技术、经济管理等多个领域,是连接理论与实践的重要桥梁。
本文将介绍数学建模的基本概念、步骤和一些常见的建模方法。
数学建模的基本概念数学建模是指根据研究对象的本质特性和数量关系,运用数学语言建立相应的数学模型,并通过计算或逻辑推理得到解决问题的方法或策略。
数学模型可以是方程、不等式、函数等数学表达式,也可以是图形、算法等更复杂的结构。
数学建模的步骤1. 问题提出:明确需要解决的实际问题。
2. 假设条件:根据问题的实际情况,设定合理的假设条件。
3. 模型建立:基于假设条件,选择合适的数学工具和方法,建立数学模型。
4. 模型求解:运用数学方法对模型进行求解,得到问题的解。
5. 模型检验:通过实验或实际应用来验证模型的正确性和实用性。
6. 模型改进:根据检验结果对模型进行调整和完善。
常见的数学建模方法- 统计分析法:适用于数据量大、变量多的问题,如市场分析、风险评估等。
- 优化方法:包括线性规划、非线性规划等,适用于资源分配、路径选择等问题。
- 仿真模拟法:通过计算机模拟实际情况,适用于复杂系统的分析和预测。
- 图论与网络分析:适用于交通网络、社交网络等问题的研究。
- 微分方程模型:适用于描述连续变化的自然现象,如人口增长、生态平衡等。
结论数学建模作为一种科学方法,不仅能够帮助我们更好地理解世界,还能够为我们提供解决问题的有效工具。
随着科技的发展,数学建模的应用将更加广泛,其方法和工具也将不断丰富和完善。
对于学习和研究数学建模的人来说,掌握其基本原理和方法,能够在实际工作中发挥重要作用。
数学建模相邻问题
数学建模相邻问题(原创版)目录1.数学建模概述2.什么是数学建模相邻问题3.数学建模相邻问题的解决方法4.实际应用案例5.总结正文1.数学建模概述数学建模是一种将现实世界中的问题抽象为数学模型,并运用数学方法进行求解的过程。
它是一种有效的科学研究方法,广泛应用于物理、化学、生物、经济、社会等各个领域。
数学建模的过程主要包括:问题分析、模型建立、模型求解和模型验证四个步骤。
2.什么是数学建模相邻问题数学建模相邻问题是指在数学建模过程中,由于模型的复杂性和实际问题的多样性,导致模型的建立和求解存在一定难度,需要借助相邻领域的知识和方法进行解决的问题。
这类问题往往需要跨学科的知识和技能,对数学建模人员的综合素质要求较高。
3.数学建模相邻问题的解决方法解决数学建模相邻问题需要运用跨学科的知识和技能,具体方法包括:(1)引入新的变量和约束条件:在模型建立过程中,通过引入新的变量和约束条件,将复杂问题转化为相对简单的问题,从而降低求解难度。
(2)采用先进的数学方法和算法:运用相邻领域的数学方法和算法,如微分方程、概率论、最优化等,提高模型求解的准确性和效率。
(3)结合实际问题进行建模:在模型建立过程中,充分考虑实际问题的特点,如数据的不确定性、模型的非线性等,提高模型的适用性和实用性。
4.实际应用案例数学建模相邻问题在实际应用中具有广泛的案例,如:(1)经济学中的动态规划问题:在经济学中,动态规划是一种解决多阶段决策问题的数学方法。
通过引入新的变量和约束条件,可以将复杂问题转化为相对简单的问题,从而提高求解效率。
(2)生物学中的种群动力学问题:种群动力学是研究生物种群数量随时间变化的数学模型。
在模型建立过程中,需要考虑生物学、生态学等多领域的知识,运用微分方程等数学方法进行求解。
(3)工程领域中的最优化问题:在工程领域,最优化问题是一种寻求最优解的数学方法。
通过运用最优化算法,如牛顿法、梯度下降法等,可以解决复杂的最优化问题,提高工程设计的精确性和效率。
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• 正文:问题的重新;对问题的条件和假设的阐明和必要条件的补充甚至修改; 问题的重新;对问题的条件和假设的阐明和必要条件的补充甚至修改; 阐明建模的依据,模型设计;计算求解,对模型的测试和检验的讨论; 得到的结果(你发现了什么,通过研究得到的现象);分析讨论(对 结果的解释) 结果的解释)。 • 结论:对结果的定性,对所研究事物所下的最后的论断。 • 致谢:感谢别人提供的方便条件或支持帮助等。 • 参考文献:举例说明 [1] 王 庚 编著.实用计算机数学建模[M].合肥:安徽大学出版社,2000:10-15 编著.实用计算机数学建模[M].合肥:安徽大学出版社,2000:10[2] 路远,凌永顺,聂劲松。激光穿过大气层时的折射误差研究[J].红外与激光 路远,凌永顺,聂劲松。激光穿过大气层时的折射误差研究[J].红外与激光 工程,2003,32( 工程,2003,32(1) [3] 张 建. 中学数学与生活. /Article/CJFDTotal-SXYG 中学数学与生活. /Article/CJFDTotal200901022.htm,2009.5.20 200901022.htm,2009.5.20
• 训练科研能力,培养科研兴趣:数学建模竞赛是个浓缩的科研活动和过程。 • 写作能力培养:不但在数学语言表达方面得以培养 ,而且在文学写作角度, 要求文笔流畅,通俗易懂,清晰简练,重点突出。 • 计算机应用能力培养:在建立起数学模型后,往往需要编程计算。
1.3 全国大学生数学建模竞赛
• 竞赛形式:本科生有A题和B题任选一题;专科生有C题和D题任选一题。 竞赛形式:本科生有A题和B题任选一题;专科生有C题和D • 竞赛特点:三人一组,完全开卷,赛期三天,时间自由支配。 竞赛特点:三人一组,完全开卷,赛期三天, • 写成论文:提交评奖,省级奖(1-2等,最差论文可得成功参赛奖),省级 写成论文:提交评奖,省级奖(1- 等,最差论文可得成功参赛奖) 一等奖提交评国家级奖(1- 一等奖提交评国家级奖(1-2等)。
1.1 数学建模基本知识
• 原型:是人们在社会活动和生产实践中所关心和研究的实际对象。数学建模问题 来自原型。 • 模型:是人们为一定的目的对原型进行的一个抽象。其特点:是实际事物的部分 抽象和模仿;与所关心的要素有关;体现要素之间的联系。 • 数学模型:用数学语言(变量、等式、不等式、符号等)去描述实际问题的数量 关系和空间形式等。也就是说把实际问题抽象成数学问题。 • 数学建模:建立数学模型的过程(Mathematical Modeling)。 数学建模:建立数学模型的过程(Mathematical Modeling)。
1.2 数学建模发展史
(1) 英国:上世纪七十年代末,英国剑桥大学专门为研究生开设数学建模课程, 并开展牛津大学与工业界的合作活动。 (2) 美国:1983年举办两年一次的数学建模和应用的教学国际会议,1985年举 办数学建模竞赛(Mathematical Competition in Modeling) (3) 我国:1989年开始组队参加美国MCM,1992年,开始我国自己的数学建模竞赛, 当时全国有12所大学,24个队参赛。到去年全国有30个省、市、自治区795所 院校8492个队25000多名来自各个专业的大学生参赛。每年九月份举行。
1.3 与普通数学题目的区别
普通数学题目 题目叙述 解题方法 涉及知识 解题过程 问题的解 计算机 通常题设充分, 通常题设充分,数据量小 惟一或有限 相对狭窄 分析,假设,建方程,求解答案 解是惟一的 一般不必用到计算机 建模题目 通常无题设 ,数据量大 数学模型及求解求解模型的方法多 知识面广 参看上述建模过程,最后写篇论文 解往往是不惟一的 一般求解必须用到计算机
1 数学建模概述
1.1 1.2 1.3 本章内容 1.3 1.4 1.5 数学建模基本知识 数学建模发展史 与普通数学题目的区别 全国大学生数学建模竞赛 数学建模论文写法 参加建模活动的意义
教学目的与要求:了解建模基本知识、意义、建模过程和建模论文写法。 重点:建模过程;难点:撰写建模论文;课时:2
1.4 数学建模论文写法
(1) 论文结构(8部分) 题目 作者 摘要 关键词 正文 结论 致谢 参考文献
前置部不超过20个字;应是短语而不是句子;不要用标点符号;避免使用 一般不超过20个字;应是短语而不是句子;不要用标点符号;避免使用 未被缩写词、字符、代号;要能表达文章主题。 • 作者:姓名,单位,邮编。 • 摘要:科技论文摘要四要素:目的、方法、结果、结论。 糟糕的摘要: 1) 过于简单,信息量不足;不能反映论文主要内容; 2) 出现了对论文内容的评论 ; 3) 未按国家标准要求书写,如句子中用“本文”、“作者”等做主语。 未按国家标准要求书写,如句子中用“本文” 作者” • 关键词:一般要求不少于3个关键词(学科、成果、方法、对象、索引) 关键词:一般要求不少于3 第一个关键词列出该文章主要工作所属学科名称。 第二个关键词列出该文研究得到的成果名称。 第三个关键词列出该文在得到上述成果或结论时采用的科学研究方法的 具体名称。 第四个关键词列出在前三个关键词没有出现的,但是被该文作为主要研究 对象的事或物质的名称。 第五、第六个关键词等(如有需要)列出作者认为有利于检索和文献利用 的其他关键词。
原型
简化 抽象 假设
数学模型
计算
解释检验
ok
总结
no
关键
重要
必须
必要
•结论 •不足
按变量分类: •确定性模型; •随机模型; •连续模型; •离散模型。
按时间分类 •动态模型 •静态模型 按问题所属 •经济类 •军事类 •教育类 •工程类,等
按方法分类 •几何模型 •方程模型 •运筹学模型 •灰色系统模型 •综合,等
1.5 参加建模活动的意义
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拓宽知识面:锻炼查找资料学习新知识,也是一个学习的过程。 创新思维训练:题目没有假设,只有现象;没有答案,只有参考答案; 没有刻板限制,创造性发挥。闪光点就是创新。 培养协作精神:参赛队成员的知识结构可能各不相同,每个成员的长处 既要充分发挥,又要协调一致地工作。不要突出个人, 强调合作精神;既要相互妥协,又要坚持原则;不是炫耀 自己,而是忘我奉献;不是个人逞能,而是团队精神。