数学建模

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什么是数学建模

什么是数学建模

什么是数学建模数学建模是指运用数学的理论、方法和技术,以模型为基础,通过对实际问题进行抽象、建模、求解和验证,为实际问题的研究和决策提供可靠依据的过程。

数学建模可以帮助我们更好地理解、分析、解决实际问题。

它是一种综合运用数学、物理、计算机科学和其他相关学科知识的跨学科研究领域,可以应用于各个领域的问题,包括自然科学、工程技术、社会科学、医学、金融等。

数学建模的过程一般包括以下几个步骤:1. 定义问题和目标。

在这个阶段,我们需要对实际问题进行全面的了解,明确研究的目标和需要解决的问题是什么,确定问题的限制和条件。

2. 建立模型。

在这个阶段,我们需要根据实际问题的特点和需要解决的问题,选择适当的模型类型,建立数学模型。

模型应该尽可能简明明了,能够比较好地描述实际问题,并且便于求解。

3. 求解模型。

在这个阶段,我们需要根据所建立的模型,采用数学和计算机科学等相关方法,对模型进行求解,得到具体的结果和解决方案。

4. 验证模型。

在这个阶段,我们需要根据模型的求解结果,进行模型的验证。

验证模型的正确性和可靠性,以及对模型的结果进行误差分析和敏感性分析,以保证模型的可行性和实用性。

5. 应用模型。

在这个阶段,我们需要将模型的结果应用于实际问题的解决中。

根据模型的结果,提出相应的决策和措施,实现问题的解决和优化。

数学建模具有广泛的应用领域和重要性。

在物理、化学、生物学和工程技术等领域,数学建模可以帮助我们解决复杂的系统问题,如气候模型、流体力学模型、生物进化模型等。

在社会科学领域,数学建模可以应用于经济学、管理学、社会学等领域,对社会现象进行建模和预测,如人口增长模型、市场模型、网络模型等。

在医学领域,数学建模可以帮助我们研究疾病的发展和治疗方法,如病毒传播模型、治疗模型等。

在金融领域,数学建模可以帮助我们分析风险和投资策略,如股票价格模型、期权评估模型等。

总之,数学建模是一种重要的跨学科研究领域,以模型为基础,运用数学和相关学科知识,对实际问题进行抽象、建模、求解和验证,为实际问题的研究和决策提供可靠依据,具有广泛的应用领域和重要性。

数学建模

数学建模
材料均匀,热传导系数为常数 Q ~单位时间单位面积传导的热量 T~温差, d~材料厚度, k~热传导系数 记双层玻璃窗传导的热量Q1 记单层玻璃窗传导的热量Q2 热量传播只有传导,没有对流
室 内 T1
d
l
d
室 外 T2
Q1

室 内 T1
2d
室 外 T2
Q2

Ta~内层玻璃的外侧温度 Tb~外层玻璃的内侧温度 k1~玻璃的热传导系数 k2~空气的热传导系数
乙安全线
y0 0 x
y1 y0 0
y=f ( x)
y0 y f ( x) y0 x
x0
P(xm,ym)甲 安 x=g(y) 全 区 x1 x
P~平衡点(双方最少导弹数)
精细 模型
x<y x=y
乙方残存率 s ~甲方一枚导弹攻击乙方一个 基地,基地未被摧毁的概率。 甲方以 x攻击乙方 y个基地中的 x个, sx个基地未摧毁,y–x个基地未攻击。 y0=sx+y–x y0=sy y= y0+(1-s)x y=y0 / s
• (4)模型求解:利用获取的数据资料,对模 型的所有参数做出计算(估计)。 • (5)模型分析:对所得结果进行数学的分析。 • (6)模型检验:将模型分析结果与实际情形 进行比较,以此来验证模型的准确性、合 理性和适用性。如果模型与实际较吻合, 则要对计算结果给出其实际含义,并进行 解释。如果模型与实际吻合较差,则应该 修改假设,再次重复建模过程。 • (7)模型应用:应用方式因问题的性质和建 模的目的而异
0
x0
x
甲方的被动防御也会使双方军备竞赛升级。
模型解释
• 甲方将固定核导弹基地改进为可移动发射架 乙安全线y=f(x)不变

数学建模介绍

数学建模介绍

数学建模介绍1.1 数学模型及其分类数学建模作为用数学方法解决问题的第一步,它与数学本身有着同样悠久的历史。

一个羊倌看着他的羊群进入羊圈,为了确信他的羊没有丢失,他在每只羊进入羊圈时,则在旁边放一颗小石子,如果每天羊全部入圈而他那堆小石子刚好全部放完,则表示他的羊和以前一样多。

究竟羊倌数的是石子还是羊,那是毫无区别的,因为羊的数目同石子的数目彼此相等。

这实际上就使石子与羊“联系”起来,建立了一个使石子与羊一一对应的数学模型。

(1)什么是数学模型人们在认识研究现实世界里的客观对象时,常常不是直接面对那个对象的原形,有些是不方便,有些甚至是不可能直接面对原形,因此,常常设计、构造它的各种各样的模型。

如各式各样的玩具模型、展览厅里的三峡大坝模型、化学上的分子结构模型等。

这些模型都是人们为了一定目的,对客观事物的某一部分进行简化、抽象、提炼出来的原形替代物,集中反映了原形中人们需要的那一部分特征,因而有利于人们对客观对象的认识。

数学模型也是反映客观对象特征的,只不过它刻画的是事物在数量方面的特征或数学结构及其变化规律。

数学模型是人们为了认识客观对象在数量方面的特征、定量地分析对象的内在规律、用数学的语言和符号去近似地刻画要研究的那一部分现象时,所得到的一个数学表述。

建立数学模型的过程称为数学建模。

(2) 数学模型的重要作用进入20世纪以来,数学以空前的广度和深度向一切领域渗透,作为数学的应用,数学建模也越来越受到人们的重视。

在一般工程技术领域,数学模型仍是工程技术人员定量研究有关工程技术问题的重要工具;而随着数学与其他学科领域诸如经济、人口、生态、地质等所谓非物理领域的渗透,一些交叉学科如计量经济学、人口控制论、数学生态学、数学地质学等应运而生;计算机的发展给数学及作为数学应用的数学建模带来了前所未有的机遇和挑战。

计算机改变了人类的生活方式、思考方式和研究方式,极大地提高了人们的计算能力、搜索和分析海量数据和信息的能力。

什么是数学建模

什么是数学建模

什么是数学建模数学建模是指对现实世界的一特定对象,为了某特定目的,做出一些重要的简化和假设,运用适当的数学工具得到一个数学结构,用它来解释特定现象的现实性态,预测对象的未来状况,提供处理对象的优化决策和控制,设计满足某种需要的产品等。

一般来说数学建模过程可用如下框图来表明:数学是在实际应用的需求中产生的,要解决实际问题就必需建立数学模型,从此意义上讲数学建模和数学一样有古老历史。

例如,欧几里德几何就是一个古老的数学模型,牛顿万有引力定律也是数学建模的一个光辉典范。

今天,数学以空前的广度和深度向其它科学技术领域渗透,过去很少应用数学的领域现在迅速走向定量化,数量化,需建立大量的数学模型。

特别是新技术、新工艺蓬勃兴起,计算机的普及和广泛应用,数学在许多高新技术上起着十分关键的作用。

因此数学建模被时代辅予更为重要的意义。

大学生数学建模竞赛自1985年由美国开始举办,竞赛以三名学生组成一个队,赛前有指导教师培训。

赛题来源于实际问题。

比赛时要求就选定的赛题每个队在连续三天的时间里写出论文,它包括:问题的适当阐述;合理的假设;模型的分析、建立、求解、验证;结果的分析;模型优缺点讨论等。

数学建模竞赛宗旨是鼓励大学师生对范围并不固定的各种实际问题予以阐明、分析并提出解法,通过这样一种方式鼓励师生积极参与并强调实现完整的模型构造的过程。

以竞赛的方式培养学生应用数学进行分析、推理、证明和计算的能力;用数学语言表达实际问题及用普通人能理解的语言表达数学结果的能力;应用计算机及相应数学软件的能力;独立查找文献,自学的能力,组织、协调、管理的能力;创造力、想象力、联想力和洞察力。

他还可以培养学生不怕吃苦、敢于战胜困难的坚强意志,培养自律、团结的优秀品质,培养正确的数学观。

这项赛事自诞生起就引起了越来越多的关注,逐渐有其他国家的高校参加。

我国自1989年起陆续有高校参加美国大学生数学建模竞赛。

1992年起我国开始举办自己的大学生数学建模竞赛,并成为国家教育部组织的全国大学生四项学科竞赛之一竞赛简介:本竞赛每年9月下旬举行,竞赛面向全国大专院校的学生,不分专业。

数学建模是什么

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(数学分支)

数学建模(数学分支)

建模背景
数学技术
建模应用
近半个多世纪以来,随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来 越重要的作用,而且以空前的广度和深度向经济、管理、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领 域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。
数学模型(Mathematical Model)是一种模拟,是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际课题本质 属性的抽象而又简洁的刻画,它或能解释某些客观现象,或能预测未来的发展规律,或能为控制某一现象的发展 提供某种意义下的最优策略或较好策略。数学模型一般并非现实问题的直接翻版,它的建立常常既需要人们对现 实问题深入细微的观察和分析,又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。这种应用知识从实际课题中抽象、提 炼出数学模型的过程就称为数学建模(Mathematical Modeling)。
应用数学去解决各类实际问题时,建立数学模型是十分关键的一步,同时也是十分困难的一步。建立数学模 型的过程,是把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构的过程。要通过调查、收集数据资料,观察和 研究实际对象的固有特征和内在规律,抓住问题的主要矛盾,建立起反映实际问题的数量关系,然后利用数学的 理论和方法去分析和解决问题。这就需要深厚扎实的数学基础、敏锐的洞察力和想象力、对实际问题的浓厚兴趣 和广博的知识面。数学建模是联系数学与实际问题的桥梁,是数学在各个领域广泛应用的媒介,是数学科学技术 转化的主要途径。数学建模在科学技术发展中的重要作用越来越受到数学界和工程界的普遍重视,它已成为现代 科技工作者必备的重要能力之一。
为了适应科学技术发展的需要和培养高质量、高层次科技人才,数学建模已经在大学教育中逐步开展,国内 外越来越多的大学正在进行数学建模课程的教学和参加开放性的数学建模竞赛,将数学建模教学和竞赛作为高等 院校的教学改革和培养高层次的科技人才的一个重要方面,许多院校正在将数学建模与教学改革相结合,努力探 索更有效的数学建模教学法和培养面向21世纪的人才的新思路,与我国高校的其它数学类课程相比,数学建模具 有难度大、涉及面广、形式灵活,对教师和学生要求高等特点,数学建模的教学本身是一个不断探索、不断创新、 不断完善和提高的过程。为了改变过去以教师为中心、以课堂讲授为主、以知识传授为主的传统教学模式,数学 建模课程指导思想是:以实验室为基础、以学生为中心、以问题为主线、以培养能力为目标来组织教学工作。

什么叫数学建模:

什么叫数学建模:

什么叫数学建模:数学建模指的是,利用数学方法和理论对现实问题进行描述、分析和解决的过程。

这种过程需要数学、自然科学、工程技术等学科的知识和技能,同时需要对现实问题的深入理解和实地调查。

数学建模在解决现实问题方面起着非常重要的作用,尤其是涉及到科学、工程、经济和社会等各个领域。

数学建模可以帮助人们更好地理解问题的本质和特征,从而提供更精确和有效的解决方案。

数学建模的过程可以分为以下几个步骤:1.问题描述。

将现实问题转化为数学问题,确定问题的目标、限制条件、变量等。

2.建立模型。

通过分析问题的本质和特征,选择合适的数学方法和理论,建立数学模型。

3.求解模型。

采用数学计算方法和技术,对模型进行求解和优化,得出问题的解决方案。

4.模型验证。

将建立的模型与实际情况进行比较和验证,检验模型的有效性和可行性。

5.预测和应用。

根据问题的特点,应用建立好的模型进行预测和实际应用。

数学建模在现代科学技术和社会发展中扮演着至关重要的角色。

它可以帮助人们更好地理解复杂的现实问题,并提供科学有效的解决方案。

同时,数学建模也推动了数学学科的发展和应用。

在应用领域,数学建模被广泛应用于车辆运输、环境保护、金融投资、医疗卫生、城市规划等多个方面。

例如,在车辆运输领域,数学建模可以在路面拥堵、车辆行驶路径、节能减排等方面提供解决方案;在环境保护领域,数学建模可以针对大气污染、水质污染等问题提供有效的控制策略。

总之,数学建模是一种非常有价值的方法,它能够帮助人们更好地理解问题、提供科学有效的解决方案,是现代科学技术和社会发展中不可或缺的重要工具。

数学建模的概念、方法和意义

数学建模的概念、方法和意义

2.1.2 数学建模的全过程
由于在数学建模的过程中都要对实际情况作出 由于在 数学建模的过程中都要对实际情况作出 一定的简化假设,所以对数学模型进行强健性分析是 一定的简化假设,所以对数学模型进行强健性分析是 很有必要的. 在学习数学建模课程的过程中, 很有必要的. 在学习数学建模课程的过程中,我们会 发现很多数学模型是强健的,也就是说, 发现很多数学模型是强健的,也就是说,虽然模型建 立在较强的假设上, 立在较强的假设上,假设对实际情况做出了较多的简 但是模型解答已经符合或近似现实对象的信息, 化,但是模型解答已经符合或近似现实对象的信息, 已经获得预期的建模效果. 已经获得预期的建模效果
2.1.3 数学建模论文的撰写
(3)问题重述(restatement of the problem) )问题重述( ) , 或者问题澄清( ,或者引 或者问题澄清(clarification of the problem) 或者引 ) , :按照作者对问题的理解 言(introduction) 按照作者对问题的理解,陈述论 ) 按照作者对问题的理解, : 文要研究的实际问题,包括背景和任务; 文要研究的实际问题,包括背景和任务; :陈述 (4)问题分析(analysis of the problem) 陈述 )问题分析( ) : 作者对实际问题的分析和提出的数学问题, 作者对实际问题的分析和提出的数学问题,陈述作者 为建立数学模型选择采用的数学方法,陈述建立数学 为建立数学模型选择采用的数学方法, 模型的动机和思路; 模型的动机和思路;
2.1.2 数学建模的全过程
数学建模( 数学建模(Mathematical Modeling)是建立数学 ) 模型解决实际问题的全过程,包括数学模型的建立、 解决实际问题的全过程 数学模型的建立 模型解决实际问题的全过程,包括数学模型的建立、 求解、分析和检验四大步骤 四大步骤( 求解、分析和检验四大步骤(见下图). 现实对象 的信息 检验 现实对象 的解答 分析 建立 数学模型 求解 数学模型 的解答

数学建模知识点总结

数学建模知识点总结

数学建模知识点总结本文对数学建模的知识点进行总结,旨在帮助读者快速了解数学建模的核心概念和方法。

一、数学建模的基础知识1. 数学建模的定义:数学建模是通过数学方法解决实际问题的过程,包括问题的分析、建立数学模型、求解模型、结果的分析和验证等步骤。

2. 常用的数学模型:常见的数学模型包括线性模型、非线性模型、离散模型、连续模型等,不同类型的模型适用于不同的问题。

3. 数学建模的步骤:数学建模一般包括问题的形式化、模型的建立、模型的求解、模型的验证和结果的分析等步骤,每个步骤都需要仔细思考和合理选择方法。

二、数学建模的常用方法1. 数理统计方法:数理统计是数学建模中常用的方法之一,通过对问题数据的统计分析来获得问题的特征和规律,从而建立数学模型。

2. 最优化方法:最优化是数学建模中求解优化问题的常用方法,通过选择合适的优化目标函数和约束条件,求解出问题的最优解。

3. 微分方程方法:微分方程是数学建模中描述变化和关系的常用工具,通过建立微分方程模型,可以有效地描述问题的动态变化情况。

4. 图论方法:图论是数学建模中研究图结构和图算法的重要分支,通过构建问题的图模型,可以利用图论的方法解决相关问题。

5. 随机过程方法:随机过程是数学建模中研究随机事件发生的规律和模式的数学工具,通过建立随机过程模型,可以对问题进行概率分析和预测。

三、数学建模的案例应用1. 交通流量预测:通过建立交通流量模型,预测不同时间段和不同路段的交通流量,以便制定合理的交通管理策略。

2. 股票价格预测:通过建立股票价格模型,预测未来股票价格的变动趋势,为投资者提供参考和决策依据。

3. 环境污染控制:通过建立环境污染模型,分析污染源和传播规律,提出合理的环境保护措施和污染治理方案。

4. 生产优化调度:通过建立生产优化模型,分析生产过程中的瓶颈和制约因素,优化生产调度方案,提高生产效率。

5. 疾病传播模拟:通过建立疾病传播模型,分析疾病传播的潜在风险和影响因素,制定合理的防控措施。

数学建模简介课件

数学建模简介课件

数据质量的可靠性
在数据驱动的数学建模中,如何保证 数据的质量和可靠性是一个重要的问 题,需要采取一系列的数据清洗和预 处理技术。
多学科交叉的数学建模
数学与其他学科的结合
数学建模已经不再局限于传统的数学领域,而是与其他学 科如物理、化学、生物、工程等相结合,形成多学科交叉 的数学建模。
跨学科知识的整合
它涉及到对问题的深入理解、相关数 据的收集和分析、选择合适的数学方 法和工具、建立数学模型、求解模型 并解释结果等步骤。
数学建模的应用领域
01
02
03
04
自然科学
物理、化学、生物等学科中的 问题可以通过数学建模进行定
量分析和模拟。
工程和技术
在机械、电子、航空航天、计 算机等领域,数学建模被广泛 应用于设计、优化和预测。
详细描述
传染病传播是一个动态的过程,受到个体行 为、环境因素和疾病特性等多种因素的影响 。通过建立数学模型,我们可以模拟疾病的 传播过程,预测疫情的发展趋势,并提供有 效的防控措施。常见的模型包括SIR模型和
SEIR模型。
物流优化模型
要点一
总结词
描述了如何使用数学模型来优化物流网络,提高运输效率 并降低成本。
总结词
微分方程建模是利用微分方程来描述和解决实际问题的数学 建模方法。
详细描述
微分方程建模通过建立数学模型来描述现实世界中变量之间 的关系,特别是那些随时间变化的变量之间的关系。例如, 人口增长模型、传染病传播模型等都是通过微分方程来建立 的。
微分方程建模
总结词
微分方程建模是利用微分方程来描述和解决实际问题的数学 建模方法。
跨学科知识的整合
在多学科交叉的数学建模中,如何有效地整合不同学科的 知识是一个重要的问题,需要具备跨学科的知识和视野。

数学建模常识与经验

数学建模常识与经验

• 题型:
• 赛题题型结构形式有三个基本组成部分:
• 一、实际问题背景 1. 涉及面宽--有社会,经济,管 理,生活,环境,自然现象,工程技术,现代科学中 出现的新问题等。 2. 一般都有一个比较确切的现实问 题。
• 二、若干假设条件 有如下几种情况: 1. 只有过程、规 则等定性假设,无具体定量数据; 2. 给出若干实测或 统计数据; 3. 给出若干参数或图形; 4. 蕴涵着某些机 动、可发挥的补充假设条件,或参赛者可以根据自己 收集或模拟产生数据。
• 它要用到各方面的综合的知识,但还不限于 此.参赛选手不只是要有各方面的知识,还要 驾驭这些知识,应用这些知识处理实际问题的 能力。知识是无止境的,还必须有善于获得新 的知识的能力。总之,数学建模竟赛,既要比 赛各方面的综合知识,也要比赛各方面的综合 能力。它的特点就是综合,它的优点也是综合。 在这个意义上看,它与任何一个学科领域内的 纯知识竞赛都不相同的特点就是不纯,它的优 点也就是不纯,综合就是不纯。
5、动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机 算法(这些算法是算法设计中比较常用的方法,很多场 合可以用到竞赛中) 6、最优化理论的三大非经典算法:模拟退火法、神经 网络、遗传算法(这些问题是用来解决一些较困难的最 优化问题的算法,对于有些问题非常有帮助,但是算法 的实现比较困难,需慎重使用) 7、数值分析算法(如果在比赛中采用高级语言进行编程 的话,那一些数值分析中常用的算法比如方程组求解、 矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行 调用) 8、一些连续离散化方法(很多问题都是实际来的,数据 可以是微分、求和代替积分等思想是 非常重要的)
“树上有十只鸟,开枪打死一只,还剩几只?”
二、相关的数学基础
• 线性规划 • 概率统计 • 图论 • 常微分方程 • 最优化理论

数学建模模型常用的四大模型及对应算法原理总结

数学建模模型常用的四大模型及对应算法原理总结

数学建模模型常用的四大模型及对应算法原理总结四大模型对应算法原理及案例使用教程:一、优化模型线性规划线性回归是利用数理统计中回归分析,来确定两种或两种以上变量间相互依赖的定量关系的一种统计分析方法,在线性回归分析中,只包括一个自变量和一个因变量,且二者的关系可用一条直线近似表示,这种回归分析称为一元线性回归分析。

如果回归分析中包括两个或两个以上的自变量,且因变量和自变量之间是线性关系,则称为多元线性回归分析。

案例实操非线性规划如果目标函数或者约束条件中至少有一个是非线性函数时的最优化问题叫非线性规划问题,是求解目标函数或约束条件中有一个或几个非线性函数的最优化问题的方法。

建立非线性规划模型首先要选定适当的目标变量和决策变量,并建立起目标变量与决策变量之间的函数关系,即目标函数。

然后将各种限制条件加以抽象,得出决策变量应满足的一些等式或不等式,即约束条件。

整数规划整数规划分为两类:一类为纯整数规划,记为PIP,它要求问题中的全部变量都取整数;另一类是混合整数规划,记之为MIP,它的某些变量只能取整数,而其他变量则为连续变量。

整数规划的特殊情况是0-1规划,其变量只取0或者1。

多目标规划求解多目标规划的方法大体上有以下几种:一种是化多为少的方法,即把多目标化为比较容易求解的单目标,如主要目标法、线性加权法、理想点法等;另一种叫分层序列法,即把目标按其重要性给出一个序列,每次都在前一目标最优解集内求下一个目标最优解,直到求出共同的最优解。

目标规划目标规划是一种用来进行含有单目标和多目标的决策分析的数学规划方法,是线性规划的特殊类型。

目标规划的一般模型如下:设xj是目标规划的决策变量,共有m个约束条件是刚性约束,可能是等式约束,也可能是不等式约束。

设有l个柔性目标约束条件,其目标规划约束的偏差为d+, d-。

设有q个优先级别,分别为P1, P2, …, Pq。

在同一个优先级Pk中,有不同的权重,分别记为[插图], [插图](j=1,2, …, l)。

数学建模入门篇

数学建模入门篇

数学建模入门篇(新手必看)一、什么是数学建模1、什么是数学模型数学模型是针对参照某种事物系统的特征或数量依存关系,采用数学语言,概括地或近似地表述出的一种数学结构,这种数学结构是借助于数学符号刻画出来的某种系统的纯关系结构。

从广义理解,数学模型包括数学中的各种概念,各种公式和各种理论。

(MBA智库)2、数学建模数学建模课看作是把问题定义转化为数学模型的过程。

简单的来说,对于我们学过的所有数学知识,要去解决生活中遇到的各种各样的问题,就需要我们建立相关的模型,使用数学这个工具来解决各种实际的问题,这就是建模的核心。

3、数学建模的思想对于数学建模的思想可以分为下列方法:(知乎张浩驰)对于数学建模的思想知乎上有各种解释,下面一篇解释的非常好,大家感兴趣的可以去知乎浏览什么是数学建模(讲的比较好)?二、数学建模比赛数学建模的相关比赛有很多,不同的比赛的影响力不同,在各个高校的认可度也不一样。

下面列举一些影响力和认可度较大的比赛。

1、"高教社杯"全国大学生数学建模竞赛参赛对象:本科生参赛时间:每年9月份(2020年为9月10日-9月13日)竞赛简介:“高教社杯”是目前影响力以及认可度最高的数学建模比赛,俗称“国赛”。

2020年共有来自全国及美国、英国、马来西亚的1470所院校/校区、45680队(本科41826队、专科3854队)、13万多人报名参赛。

在一些高校中对于国赛的认可度较高,国家级奖更是有极高的含金量。

竞赛官网:"高教社杯"全国大学生数学建模竞赛2、美国大学生数学建模竞赛参赛对象:本科生参赛时间:每年2月份左右竞赛简介:美国大学生数学建模竞赛(MCM/ICM)由美国数学及其应用联合会主办,是唯一的国际性数学建模竞赛,也是世界范围内最具影响力的数学建模竞赛。

赛题内容涉及经济、管理、环境、资源、生态、医学、安全、等众多领域。

竞赛官网:[美国大学生数学建模竞赛]添加链接描述(https:///undergraduate/contests/mcm/login.php)3、中国研究生数学建模竞赛(华为杯)参赛对象:研究生参赛时间:每年9月份左右竞赛简介:该赛事起源于2003年东南大学发起并成功主办的“南京及周边地区高校研究生数学建模竞赛”,2013年被纳入教育部学位中心“全国研究生创新实践系列活动”。

数学建模是什么

数学建模是什么

数学建模是什么1. 什么是数学建模?:数学建模是一种以数学方法描述和分析实际问题的方法。

它是一种将实际问题的复杂性转化为数学模型,以便更好地理解和解决实际问题的方法。

数学建模的过程包括描述实际问题,建立数学模型,求解模型,验证模型,以及分析模型的结果。

数学建模的目的是提出有效的解决方案,以解决实际问题,并且可以更好地控制和管理实际问题。

数学建模的应用非常广泛,可以用于科学研究,经济分析,社会研究,工程设计,管理决策,以及其他各种实际问题的分析和解决。

2. 数学建模的基本步骤:数学建模是一种将实际问题转换为数学模型,以便利用数学方法来解决实际问题的方法。

它是一种以数学抽象的方式来描述实际问题的过程,是一种将实际问题转换为数学模型的过程,是一种将实际问题转换为数学模型的过程。

数学建模的基本步骤包括:首先,要确定问题的范围和目标,明确问题的描述,确定变量和参数,构建数学模型,解决模型,分析模型的结果,并将模型的结果应用到实际问题中。

确定问题的范围和目标时,要明确问题的描述,以便确定问题的范围和目标,以及确定变量和参数。

确定变量和参数时,要确定变量的类型,变量的取值范围,参数的取值,以及变量和参数之间的关系。

构建数学模型时,要根据问题的描述,确定变量和参数,构建一个恰当的数学模型,以表达问题的特征。

解决模型时,要根据模型的特征,利用数学方法来解决模型,求出模型的解。

分析模型的结果时,要分析模型的结果,分析模型的有效性,并对模型的结果进行评价。

最后,将模型的结果应用到实际问题中,以解决实际问题。

3. 数学建模的应用领域数学建模的应用领域十分广泛,从社会科学到工程科学,从经济学到生物学,都可以使用数学建模来解决问题。

在社会科学领域,数学建模可以用来研究社会系统中的结构和行为,以及社会系统中的社会经济、政治、文化等因素之间的关系。

在工程科学领域,数学建模可以用来研究和设计工程系统,比如电力系统、燃气系统、水利系统等,以及这些系统中的各种参数和变量之间的关系。

数学建模基本要素

数学建模基本要素

问题定义不清
总结词
数据是数学建模的基础,数据不足或不准确会导致模型无法准确反映实际情况。
详细描述
在数学建模过程中,需要收集大量相关数据作为输入。如果数据量不足或数据质量不高,会导致模型精度下降,甚至得出错误的结论。解决这个问题的方法是尽可能多地收集高质量的数据,同时采用合适的数据处理方法对数据进行清洗和预处理,提高数据的质量和准确性。
详细描述
05
CHAPTER
数学建模的常见问题与解决方案
总结词
问题定义不清是数学建模中常见的问题,它可能导致模型建立偏离实际需求。
详细描述
在数学建模过程中,首先需要对问题进行清晰、准确的定义。如果问题定义模糊或过于宽泛,会导致建模过程中出现偏差,甚至得出错误的结论。解决这个问题的方法是仔细分析问题,明确问题的边界和约束条件,确保模型能够准确反映实际需求。
通过代数方程和不等式来描述和解决问题的方法。
详细描述
代数法是数学建模中最基本的方法之一,它通过建立代数方程或不等式来描述和解决各种实际问题。例如,在解决几何问题时,可以通过代数法找到未知数,进而求出问题的解。
代数法
利用微积分的基本概念和定理来建模的方法。
总结词
微积分法是数学建模中常用的一种方法,它利用微积分的基本概念和定理来描述和解决实际问题。例如,在经济学中,可以通过微积分法建立需求和供给函数,进而求出市场的均衡价格。
详细描述
变量选择需要考虑与问题相关的各种因素,并确定哪些因素对模型输出有显著影响。参数设定则需要根据已知数据和经验进行合理估计,以确保模型的有效性和准确性。
变量选择与参数设定
总结词
假设条件是数学建模中不可或缺的一部分,它们限制了模型的可能解的范围,有助于简化模型并提高预测精度。

数学建模简介

数学建模简介

图. 地貌示意图
进一步问题: 你怎样使你的模型适合于下面两个限制 条件的情况呢? 1.当道路转弯时,角度至少为140度; 2.道路必须通过一个已知地点(如P)。
其他例子:
• 关于肥猪的最佳销售时机问题 • 中国男女人口失衡问题研究与对策
谢谢大家!
据标本的主要制作者辽宁大学生命科 学系刘明玉教授介绍,这头猪体长2.5米, 腰围2.23米,体重900公斤,獠牙长144毫米, 属于长白与梅山杂交品种。这头猪能长到 如此重的 程度,主要是由于猪的主人精心 饲养以及生长年限较长所致。
在我国饲养猪主要是用来食用,很少 有人能将猪养至3年以上,而这头猪的主人 徐长金老人5年多来,一直将猪养在室内, 精心地饲喂,直至猪由于躯体过于庞大, 无法正常活动而死亡。
数学建模入门简介


1. 数学建模的基本概念 2. 数学建模竞赛 3. 数学建模技术与数学方法 4. 学习建议 5. 建模案例
1. 数学建模的基本概念
1.1 数学模型 1.2 数学建模目的 1.3 数学建模一般过程 1.4 数学建模综合技能
1.1数学模型
数学模型(E.A.Bendar 定义):关于部分 现实世界为一定目的而做的抽象、简化 的数学结构。
数学模型是现实世界的简化而本质的描述, 是用数学符号、数学公式、程序、图、表 等刻画客观事物的本质属性与内在联系的 理想化表述.
1.2数学建模目的
• 优化决策及控制 • 预测目的 • 解释现象
1.3数学建模一般过程
Step1:问题分析:明确目标,分析条件与数据 Step2:建立模型:简化及假设,总体任务设计, 模型建立 Step3:模型求解:借助软件(包括数学软件), 编写程序求解(直接调用或自己设计算法) Step4:结果分析与检验 Step5:如果发现结果有问题或不满意,从上面 某些步骤开始重新操作(自己分析再定) Step6:回答实际问题、模型评价与改进方向
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A题:教学质量评价一、摘要:1.模型归类对教学质量评价运用数学模型分析,有加权平均、连乘汇总、模糊综合评判及多元统计分析等方法。

为了保证模型的真实性、有效性和易操作性,经过各院系同学的帮助我们对我校800名大学生采取随机的问卷调查活动来收集与教学情况相关信息。

并建立S---P (student- problem)模型。

2.建模思想大学期间,有许多学生放任自己、虚度光阴,还有许多学生始终也找不到正确的学习方向。

当他们被第一次补考通知唤醒时,当他们收到第一封来自招聘企业的婉拒信时,这些学生才惊讶地发现,自己的前途是那么渺茫,一切努力似乎都为时晚……大学是人生的关键阶段。

这是因为,这是你一生中最后一次有机会系统性地接受教育和建立知识基础。

这很可能是你最后一次可以将大段时间用于学习的人生阶段,也可能是最后一次可以拥有较高的可塑性、可以不断修正自我的成长历程。

这很可能是你最后一次能在相对宽容的,可以置身其中学习为人处世之道的理想环境。

大学是人生的关键阶段。

在这个阶段里,所有大学生都应当认真把握每一个“第一次” ,让它们成为未来人生道路的基石;在这个阶段里,所有大学生也要珍惜每一个“最后一次”,不要让自己在不远的将来追悔莫及;在这个阶段里,为了在学习中享受到最大的快乐,为了在毕业时找到自己最喜爱的工作,每一个进入大学校园的人都应当掌握七项学习:包括自修之道、基础知识、实践贯通、培养兴趣、积极主动、掌控时间、为人处世。

因此,对教学质量评价变得非常重要,这关系到学生的学习态度,学习方法,师资水平的改进,基于这些问题,建立了这一模型!3.建模特点由于大部分学生对于数学类课程的学习呈现出一种被动现象,他们被动的去完成作业(由于老师的要求和成绩因素,出现了大部分同学为了应付作业,而出现抄袭现象);被动的去上课(因为老师有出勤考核);被动的去考试及考试中作弊(他们是为了能修得学分,以及追求通过而不得不做的)。

为了对以上现象有一个真实的了解,以及同时为了优化当前大学教学,提高教学效率,有助于让当前大学学生明白自己的求学目标,自我意识,达到自我实现与自我超越的目的;为此,我们做了这次调查活动并建立这一教学评估模型。

对于模型提出了以下几个问题:1、从总体上分析学生的学习状况;2、建立一定标准,对调查的教学班进行分类和分析;3、从学习态度、学习方法、师资水平等方面进行量化分析;4、提出一些有助于开展教学工作的有效建议。

基于以上问题进行建模,力求清晰明确的反应出此次数据,以达到建模的目的.优点:1调查对象中男女比例均匀,男、女学生之间由于存在思维和心理等方面的差异,对于同一个问题,会有不同的看法和思路,对待学习的态度也有很大的差异,采用调查对象男女比例1:1!可以尽量不影响调查结果!2调查对象数目众多,不会出现极化现象,被调查对象可以是来自优秀学生人群或者来自劣等学生人群(成绩方面),或者来自于不同专业。

这样调查结果不会出现极好和极坏现象。

故而不影响调查结果!二、关键字:教学学生数学建模质量三、问题重述:为了掌握学生数学学习情况,现拟定了一份调查问卷(附件一),请对你身边的一年级、二年级学生进行问卷调查。

请根据你所掌握的调查数据,回答下面的问题:1、从总体上分析学生的学习状况2.建立一定的标准,对调查的教学班级进行分类;3.从学习态度、学习方法、师资水平等方面进行量化分析;4.撰写一份学生数学学习得调查报告,以方便向有关部门介绍调查结果。

注:每个年级至少调查30位同学。

四、问题的分析学习、恋爱、社会实践……很多难忘的事都发生在大学时代,而大学里所学的知识,对一个人一生的发展都起着重要的作用。

大学生的学习状况怎样?他们学习的动力在哪里?学习态度与学习方法在哪里?师资水平又如何?通过学生对调查问卷中19道题的回答进行了汇总与图表分析,清楚明确的显示了建模的结果。

对题中的三个问题(1从总体上分析学生的学习状况;2建立一定标准,对调查的教学班进行分类和分析;3从学习态度、学习方法、师资水平等方面进行量化分析;)进行了明确的反映。

五、模型的假设假设文中所列的准则因素均符合层次分析法的具体结构要求假设文中的各个因素具有全面性假设在短时间内,文中各因素的结构不会发生变化三.模型的建立我们将调查的19道题(附录1)的答案做成了条形图图表,来建立模型,使所研究的问题更加清楚、透彻的理解。

图表如下:六、模型的求解对于第1个问题从调查中可以感觉到,高等师范院校数学系大学生的数学观总体上来说还是比较正确的,认为数学学习是一个动态的过程,认为数学在社会生活当中有一定的作用,并且认为做数学除了有特定的内容以外,估算、测量及决定本身也为做数学;但仍有一小部分人的数学观还存在着偏差,认为数学是一堆绝对真理的总集,对数学能够培养人的审美能力以及数学能完善人的个性等较高层次的价值没有意识到,认为数学问题仅是与教材内容相关的习题和考试中的试题,并且对数学学习不感兴趣,认为数学学习是学生被动接受知识的过程,并且不同年级以及不同性别的大学生在对数学本质、数学价值以及数学学习的认识上都存在着差异。

第2个问题建立标准:1课前做好预习。

2课上能听懂讲课内容。

3比较喜欢此门课程。

4对自己所学课程满意。

5课后能主动做作业。

6有参考资料,自己课后学习。

7认为学习好数学对自己未来有很大影响。

8听过校外专家的数学讲座。

9花在数学学习上的时间与教员讲课相比〉1。

10愿意和教员交流。

11周末有时间做数学功课。

由于统计时将大一与大二的学生和在一起进行调查,总体数为800根据我们的统计显示,1、2、4、16、19题的答案可以看出同学们总体学习主动性不高。

存在一定的被动学习,似乎对学习没有明确的目标。

但从第三题中,800个学生有545个同学听过校外专家的讲座,表明同学还是有学习数学的渴望,最起码有一定的求知欲。

从第10、15题可以看出在学生心中,数学对他们未来的影响很大,奠定了数学在他们心中的地位。

对于课前做好预习,大约有50%的学生能够做到。

总体中有444人基本听懂,只有264个人能够听懂教员上课。

有371个人喜欢,367个人比较喜欢数学课程。

有153个对此课程满意,有300个不满意。

有678个同学有参考资料。

有300个同学与教员讲课相比有1:1,只有197大于1。

有502个愿意与教员交流。

有183个愿意在周日做数学。

所以总体而言,同学们对数学学习态度保持适中,并没有强烈的兴趣。

第3个问题学习态度:学习态度的好坏,对于大学生的学习成果好坏有至关重要的影响。

学习态度是指学习者对学习生活的基本看法及其在学习活动中的言行表现。

我国大学现行的教育制度,决定了大学生学习态度比兴趣更重要。

我国大学实行专业教育,而不是兴趣教育,是教你学啥你学啥,不是你想学啥就学啥。

这就是说,不管你是否喜欢你的专业,或者你学到一半不喜欢了,你都要认真的学下去,才能成一个优秀的毕业生,这是由态度决定的。

兴趣,则恰恰相反,有的大学生喜欢谈恋爱,有的喜欢玩网游,这对大学生有利吗?——学习态度决定了大学生是否能成为学有所成的人才,因此更重要。

社会的需求,决定了态度更重要。

良好的学习态度是学生对自己对家人对专业负责的表现。

不论是否是自己的兴趣,都会认真努力地学习,说明这是一个负责的人,这样的人才,才是社会需要的人才。

网调显示,95%的人表示,如果自己是亿万富翁,将不在从事现在的工作。

可见,绝大多数人对自己的工作并不感兴趣,但是他们依旧负责任的努力工作,恰恰是良好的态度决定的.——学习态度决定了大学生是否能成为有责任感的人才,因此更重要。

学习方法:在一个人一生的求学生涯中,中小学的教育只是基础知识的学习和理解,对专业知识的学习和专业技能的培养,主要集中在高校,一个人是否能够很好的应用其所学的专业知识,是体现人生价值的最直接的方法。

因此,大学生学好知识,理解和掌握好知识至关重要。

随着我国国门的开放,与世界经济的接轨,对人才的要求,也越来越高,市场需要的是以专业知识及技能为主,其它知识为辅的通才。

也就是说,在短短的几年里,大学生不仅要学会传统的专业理论知识,还要涉猎其它专业的知识,时间短,任务重,因此学习方法的正确与否,影响掌握知识的快慢,所以,大学生学会一套适合自己的学习方法很重要。

师资水平:学校的中心工作是教学,而教师是教学工作的主导因素,对教师教学工作的评价,不仅仅是对每一名教师的评价,而且是对整个学校教学质量的评价体系构建的一部分重要内容,客观公正地评价教师的教学质量,可以督促教师搞好教学,最大限度的提高教师的积极性,促进教学质量的提高,也可以为学校组织薪酬管理、奖励政策、晋升决策、任用解聘决策提供合理的依据,因此,构建科学的师资水平是非常重要的。

七、模型的评价优点:1调查对象中男女比例均匀,男、女学生之间由于存在思维和心理等方面的差异,对于同一个问题,会有不同的看法和思路,对待学习的态度也有很大的差异,采用调查对象男女比例1:1!可以尽量不影响调查结果!2调查对象数目众多,不会出现极化现象,被调查对象可以是来自优秀学生人群或者来自劣等学生人群(成绩方面),或者来自于不同专业。

这样调查结果不会出现极好和极坏现象。

故而不影响调查结果!缺点:部分学生对问题回答不是真实想法,他们因为一些未知的因素(如怕老师知道自己的真实想法、担心其他同学对自己的观点进行批判、刻意的美化自己和贬低自己、刻意的批判老师等等)而对于问卷中所出现的问题不能给出真实的意见和感受!故而影响调查结果!提出建议对于当代大学生,要想学好数学,需要掌握一定的方法1.建立学习目标。

大学新生应尽快建立学习目标,以适应大学校园的学习气氛,大学里面的学习气氛是外松内紧的。

在大学里很少有人监督你,很少有人主动指导你;没有人给你制订具体的学习目标,每个人都在独立地面对学业,每个人都该有自己设定的目标,每个人都在和自己的昨天比,和自己的潜能比,也暗暗地与别人比。

2. 调整学习方法。

承袭过去在高中阶段的学习方法,即使勤奋用功可能也难以获得能力的全面提高,这在大学新生里是相当普遍的现象。

进入大学后,以教师为主导的教学模式变成了以学生为主导的自学模式。

教师在课堂讲授知识后,学生不仅要消化理解课堂上学习的内容,而且还要大量阅读相关方面的书籍和文献资料。

可以说自学能力的高低成为影响学业成绩的最重要因素。

这种自学能力包括:能独立确定学习目标,能对教师所讲内容提出质疑,会归纳总结所学习的内容,并能表达出来与人讨论。

自学能力是每一个人都必须具备的一种能力。

其实在每一个学习阶段都需要有自学能力,只是在不同的教育阶段对自学能力的要求不同。

基础教育阶段对自学能力的要求没有那么突出,到了大学是个质的飞跃。

课堂学习只是大学学习中很少的一部分,更多的知识要靠自学,老师更多的时候是起到引导的作用。

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