素质教育下的数学建模在生活中的应用及展望
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题的内在规律并用适当的数学语言将其刻画出来,构建一个 可以表达各个量之间关系的数学结构,即原型替代物。为了 有助于模型的应用和推广,我们应该遵循尽量运用简单数学 工具的原则;(4)求解模型:利用数学工具求解,例如解方 程、画图形、逻辑推理等各种传统和近代的数学方法。部分 复杂问题求解对编程和熟悉数学软件等能力要求较高;(5) 模型检验:将数学结果反射到现实世界,结合原来的情境检 验该模型的合理性和实用性。事实上,一个成功的模型必须 反映现实,但又不等同于现实,甚至还能预测一些未知现象。 如果最后答案差强人意,一般问题是出在假设上,则从第 2 步重新进行建模。
由上式得到结论:n 值越小,所有球体的体积和最大。
所以要想把更多的馅用完,应该把饺子包大一点。
3.2 大学生运用数学建模思想解决实际问题
在当今世界,由于资源的有限性,控制人口的增长是至
关重要的。英国人口统计学家马尔萨斯根据生物总数增长定
律,提出了一种人口预测模型:在人口自然增长过程中,人
口总数 N(t)的变化率与人口总数成正比,设常数 r 为比例
系数。推导并求解人口随时间变化的数学模型。
解 设 t 时刻的人口为 N(t),将 N(t)看作连续、可
微函数,据马尔萨斯的假设,在 t~t+ t 时间段内,人口增长
量为 N(t t) N(t) rN(t)t, 并设 t=t0 时刻的人口为 N0,于是
dN dt
rN(t), N(t0)
N0
.以上就是马尔萨斯人口方
通过分析问题,实际问题就是饺子皮面积不变,却要包 更多的饺子馅。首先应该将问题简化,并做出合理的假设: ①饺子皮的厚度一样②饺子馅都视一样的球体。显然,想用 同样表面积的饺子皮包更多的馅,只有使这些球体的体积和 尽可能的大。最后问题转化为:总表面积一定的 n(n=1,2,3…) 个球体,要让所有球体的总体积越大,n 的取值越大越好, 还是越小越好?
4 总结和展望
在当代的素质教育下,数学建模思想作为教学核心之 一。因此,教师应该在中学数学或是高等数学教学中,着重 培养学生数学建模思想,数学建模是一个过程,鼓励学生参 与其中,让数学知识回归于生活,也更有利于启发学生的应 用意识,提高学习积极性。
参考文献 [1]李大潜.数学建模与素质教育[J].中国大学教学,2002(10):41-43.
对中学和高校数学建模的未来提出了思考和展望。
关键词 数学建模;应用实例;中学;高校
中图分类号:G638.1
文献标识码:C
文章编号:2095-1205(2018)06-81-01
1 数学建模的概念
数学建模就是指对于一个现实对象,为了一个特定目的, 根据其内在规律,作出必要的简化假设,运用适当的数学语 言,得到的一个数学结构,并进行求解,最后将结果与实际情 况进行比较验证。其意义在于用数学方法解决实际问题。
2 建立数学模型并求其解的一般步骤
(1)模型准备:应对实际问题的背景和建模的目的要有 一个明确的认识,弄清对象的特征,搜集并整理相关数据; (2)模型假设:分析处理已有的数据,用精确的数学语言作 出合理的假设。现实问题通常十分复杂,有时候应该适当地
. Al将l其简Ri化g,h必t要s 的R时e候se可r以v理e想d.化;(3)模型构建:找到问
Vol.52,No.06 . 2018
DOI:10.3969/j.jssn.2095-1205.2018.06.62
素质教育下的数学建模在生活中的应用及展望
林 颢 雷紫同
(吉林师范大学数学学院 吉林长春 130000)
摘 要 文章简要的列举了数学建模实际生活中的应用实例,从数学建模的概念出发,介绍了数学建模的一般步骤。同时
·81·
n=1 时所对应的情况为:表示一个表面积为 S,体积为
V 的球体;n≥2 时对应的情况则为:表示 n 个表面积为 s,
体积为 V 的球体。n=1 时的大球体中:.nBiblioteka 个小球体中:4R3
.所以 n S
s
2R2 2r 2
R2 r2
,V v
3 4r 3
R3 r3
.
3
⇒V
R3 r3
v
3
n2v
n(nv) nv .
程,用分离变量法求得其解为
N
(t)
N er(tt0 0
)
,
此式表明人口
随时间按指数方式增长。
根据检验(过程略),这个公式非常准确地反映了 1700— 1961 年间世界人口总数。但是后来人们按此模型计算,到 2670 年,地球上将有 36000 亿人口,这串数字过于荒谬。因此,这 一模型应该修改,这就留给新时代的大学生一些思考和挑战。
3 运用建模思想解决生活问题实例
3.1 中学生运用数学建模思想解决实际问题 我们来设想一下这样一个情境:过年一家人准备包饺子,
妈妈说:“通常 1 kg 面,1 kg 馅,刚好包 100 个饺子。但是今 天我买了 1.4 kg 的馅,却只有 1 kg 面,馅隔夜就不新鲜了,我 们是把饺子包大一些还是小一些可以刚好用完这些面和馅?
由上式得到结论:n 值越小,所有球体的体积和最大。
所以要想把更多的馅用完,应该把饺子包大一点。
3.2 大学生运用数学建模思想解决实际问题
在当今世界,由于资源的有限性,控制人口的增长是至
关重要的。英国人口统计学家马尔萨斯根据生物总数增长定
律,提出了一种人口预测模型:在人口自然增长过程中,人
口总数 N(t)的变化率与人口总数成正比,设常数 r 为比例
系数。推导并求解人口随时间变化的数学模型。
解 设 t 时刻的人口为 N(t),将 N(t)看作连续、可
微函数,据马尔萨斯的假设,在 t~t+ t 时间段内,人口增长
量为 N(t t) N(t) rN(t)t, 并设 t=t0 时刻的人口为 N0,于是
dN dt
rN(t), N(t0)
N0
.以上就是马尔萨斯人口方
通过分析问题,实际问题就是饺子皮面积不变,却要包 更多的饺子馅。首先应该将问题简化,并做出合理的假设: ①饺子皮的厚度一样②饺子馅都视一样的球体。显然,想用 同样表面积的饺子皮包更多的馅,只有使这些球体的体积和 尽可能的大。最后问题转化为:总表面积一定的 n(n=1,2,3…) 个球体,要让所有球体的总体积越大,n 的取值越大越好, 还是越小越好?
4 总结和展望
在当代的素质教育下,数学建模思想作为教学核心之 一。因此,教师应该在中学数学或是高等数学教学中,着重 培养学生数学建模思想,数学建模是一个过程,鼓励学生参 与其中,让数学知识回归于生活,也更有利于启发学生的应 用意识,提高学习积极性。
参考文献 [1]李大潜.数学建模与素质教育[J].中国大学教学,2002(10):41-43.
对中学和高校数学建模的未来提出了思考和展望。
关键词 数学建模;应用实例;中学;高校
中图分类号:G638.1
文献标识码:C
文章编号:2095-1205(2018)06-81-01
1 数学建模的概念
数学建模就是指对于一个现实对象,为了一个特定目的, 根据其内在规律,作出必要的简化假设,运用适当的数学语 言,得到的一个数学结构,并进行求解,最后将结果与实际情 况进行比较验证。其意义在于用数学方法解决实际问题。
2 建立数学模型并求其解的一般步骤
(1)模型准备:应对实际问题的背景和建模的目的要有 一个明确的认识,弄清对象的特征,搜集并整理相关数据; (2)模型假设:分析处理已有的数据,用精确的数学语言作 出合理的假设。现实问题通常十分复杂,有时候应该适当地
. Al将l其简Ri化g,h必t要s 的R时e候se可r以v理e想d.化;(3)模型构建:找到问
Vol.52,No.06 . 2018
DOI:10.3969/j.jssn.2095-1205.2018.06.62
素质教育下的数学建模在生活中的应用及展望
林 颢 雷紫同
(吉林师范大学数学学院 吉林长春 130000)
摘 要 文章简要的列举了数学建模实际生活中的应用实例,从数学建模的概念出发,介绍了数学建模的一般步骤。同时
·81·
n=1 时所对应的情况为:表示一个表面积为 S,体积为
V 的球体;n≥2 时对应的情况则为:表示 n 个表面积为 s,
体积为 V 的球体。n=1 时的大球体中:.nBiblioteka 个小球体中:4R3
.所以 n S
s
2R2 2r 2
R2 r2
,V v
3 4r 3
R3 r3
.
3
⇒V
R3 r3
v
3
n2v
n(nv) nv .
程,用分离变量法求得其解为
N
(t)
N er(tt0 0
)
,
此式表明人口
随时间按指数方式增长。
根据检验(过程略),这个公式非常准确地反映了 1700— 1961 年间世界人口总数。但是后来人们按此模型计算,到 2670 年,地球上将有 36000 亿人口,这串数字过于荒谬。因此,这 一模型应该修改,这就留给新时代的大学生一些思考和挑战。
3 运用建模思想解决生活问题实例
3.1 中学生运用数学建模思想解决实际问题 我们来设想一下这样一个情境:过年一家人准备包饺子,
妈妈说:“通常 1 kg 面,1 kg 馅,刚好包 100 个饺子。但是今 天我买了 1.4 kg 的馅,却只有 1 kg 面,馅隔夜就不新鲜了,我 们是把饺子包大一些还是小一些可以刚好用完这些面和馅?