数学建模方法模型
数学建模方法模型
数学建模方法模型一、统计学方法1 多元回归1、方法概述:在研究变量之间的相互影响关系模型时候用到。
具体地说:其可以定量地描述某一现象和某些因素之间的函数关系,将各变量的已知值带入回归方程可以求出因变量的估计值,从而可以进行预测等相关研究。
2、分类分为两类:多元线性回归和非线性线性回归;其中非线性回归可以通过一定的变化转化为线性回归,比如:y=lnx可以转化为y=u u=lnx来解决;所以这里主要说明多元线性回归应该注意的问题。
3、注意事项在做回归的时候,一定要注意两件事:(1)回归方程的显著性检验(可以通过 sas 和 spss 来解决)(2)回归系数的显著性检验(可以通过 sas 和 spss 来解决)检验是很多学生在建模中不注意的地方,好的检验结果可以体现出你模型的优劣,是完整论文的体现,所以这点大家一定要注意。
4、使用步骤:(1)根据已知条件的数据,通过预处理得出图像的大致趋势或者数据之间的大致关系; (2)选取适当的回归方程;(3)拟合回归参数;(4)回归方程显著性检验及回归系数显著性检验(5)进行后继研究(如:预测等)2 聚类分析1、方法概述该方法说的通俗一点就是,将n个样本,通过适当的方法(选取方法很多,大家可以自行查找,可以在数据挖掘类的书籍中查找到,这里不再阐述)选取m 聚类中心,通过研究各样本和各个聚类中心的距离Xij,选择适当的聚类标准,通常利用最小距离法(一个样本归于一个类也就意味着,该样本距离该类对应的中心距离最近)来聚类,从而可以得到聚类结果,如果利用sas软件或者spss软件来做聚类分析,就可以得到相应的动态聚类图。
这种模型的的特点是直观,容易理解。
2、分类聚类有两种类型:(1)Q型聚类:即对样本聚类;(2)R型聚类:即对变量聚类;通常聚类中衡量标准的选取有两种:(1)相似系数法(2)距离法聚类方法:(1)最短距离法(2)最长距离法(3)中间距离法(4)重心法(5)类平均法(6)可变类平均法(8) 利差平均和法在具体做题中,适当选区方法;3、注意事项在样本量比较大时,要得到聚类结果就显得不是很容易,这时需要根据背景知识和相关的其他方法辅助处理。
建立数学模型的一般方法
建立数学模型的一般方法数学建模的一般方法如下:1.确定问题:首先,我们需要清楚地描述问题,并确保对问题有全面的理解。
我们需要收集相关数据、了解约束条件,并明确预期结果。
2.邀约模型:在确定问题之后,我们需要确定所要建立的模型类型。
数学模型可以分为确定性模型和随机模型。
确定性模型基于确定的数据和规则进行分析,而随机模型考虑到不确定性因素。
另外,模型可以是静态的(只考虑时刻的瞬时状态)或动态的(时间的连续变化)。
3.收集数据:进行建模所需的数据是非常重要的。
根据问题的类型,我们可以使用实验数据、统计数据或其他相关数据集。
数据的有效性和可靠性对模型的精确性和可靠性至关重要。
4.假设条件:在建立数学模型时,我们需要定义适当的假设条件。
这些假设可以简化问题,提高模型的可解性。
假设条件应该基于先前的经验和合理的逻辑。
5.建立数学表达式:根据问题的特点,我们可以选择适当的数学工具和技术来建立数学表达式。
这可能包括代数方程、微分方程、概率分布、优化函数等。
我们需要理解问题的关键因素,构建变量、参数和约束条件,并将其转化为数学方程或方程组。
6.解决数学模型:一旦数学模型建立完毕,我们可以使用数学方法来解决模型。
这可能包括分析性解、数值解或仿真方法。
根据问题的复杂性,我们可以使用数学软件或计算机编程来进行计算和分析。
7.验证和修正模型:建立模型后,需要验证模型的准确性和可靠性。
我们可以使用实验数据或其他观测数据来验证模型的预测结果。
如果发现模型在一些方面存在问题,我们需要进行修正或调整以提高模型的准确性。
8.预测和解释结果:通过使用已建立并验证的数学模型,我们可以预测未来情况并解释模型的结果。
这有助于理解问题的根本原因、寻找解决方案并做出决策。
9.敏感性分析和优化:在建立数学模型的过程中,我们还可以进行敏感性分析和优化。
敏感性分析用于评估模型输出对输入参数的敏感性,有助于了解问题的关键驱动因素。
优化技术可以帮助我们在给定的约束条件下找到最佳解决方案。
常见数学建模模型
常见数学建模模型一、线性规划模型线性规划是一种常用的数学建模方法,它通过建立线性函数和约束条件,寻找最优解。
线性规划可以应用于各种实际问题,如生产调度、资源分配、运输问题等。
通过确定决策变量、目标函数和约束条件,可以建立数学模型,并利用线性规划算法求解最优解。
二、整数规划模型整数规划是线性规划的一种扩展形式,它要求决策变量为整数。
整数规划模型常用于一些离散决策问题,如旅行商问题、装箱问题等。
通过引入整数变量和相应的约束条件,可以将问题转化为整数规划模型,并利用整数规划算法求解最优解。
三、非线性规划模型非线性规划是一类目标函数或约束条件中存在非线性项的优化问题。
非线性规划模型常见于工程设计、经济优化等领域。
通过建立非线性函数和约束条件,可以将问题转化为非线性规划模型,并利用非线性规划算法求解最优解。
四、动态规划模型动态规划是一种通过将问题分解为子问题并以递归方式求解的数学建模方法。
动态规划常用于求解具有最优子结构性质的问题,如背包问题、最短路径问题等。
通过定义状态变量、状态转移方程和边界条件,可以建立动态规划模型,并利用动态规划算法求解最优解。
五、排队论模型排队论是一种研究队列系统的数学理论,可以用于描述和优化各种排队系统,如交通流、生产线、客户服务等。
排队论模型通常包括到达过程、服务过程、队列长度等要素,并通过概率和统计方法分析系统性能,如平均等待时间、系统利用率等。
六、图论模型图论是一种研究图结构和图算法的数学理论,可以用于描述和优化各种实际问题,如网络优化、路径规划、社交网络等。
图论模型通过定义节点、边和权重,以及相应的约束条件,可以建立图论模型,并利用图算法求解最优解。
七、随机模型随机模型是一种考虑不确定性因素的数学建模方法,常用于风险评估、金融建模等领域。
随机模型通过引入随机变量和概率分布,描述不确定性因素,并利用概率和统计方法分析系统行为和性能。
八、模糊模型模糊模型是一种用于处理模糊信息的数学建模方法,常用于模糊推理、模糊控制等领域。
数学建模中常见的十大模型
数学建模中常见的十大模型集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#数学建模常用的十大算法==转(2011-07-24 16:13:14)1. 蒙特卡罗算法。
该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,同时可以通过模拟来检验自己模型的正确性,几乎是比赛时必用的方法。
2. 数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法。
比赛中通常会遇到大量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用MATLAB 作为工具。
3. 线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类算法。
建模竞赛大多数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用Lindo、Lingo 软件求解。
4. 图论算法。
这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备。
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,竞赛中很多场合会用到。
6. 最优化理论的三大非经典算法:模拟退火算法、神经网络算法、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,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. 网格算法和穷举法。
两者都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具。
8. 一些连续数据离散化方法。
很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计算机只能处理离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的。
9. 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。
10. 图象处理算法。
赛题中有一类问题与图形有关,即使问题与图形无关,论文中也会需要图片来说明问题,这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用MATLAB 进行处理。
数学建模常用模型及代码
数学建模常用模型及代码
一.规划模型
1.线性规划
线性规划与非线性规划问题一般都是求最大值和最小值,都是利用最小的有限资源来求最大利益等,一般都利用lingo工具进行求解。
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2.整数规划
求解方式类似于线性规划,但是其决策变量x1,x2等限定都是整数的最优化问题。
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3. 0-1规划
决策变量只能为0或者为1的一类特殊的整数规划。
n个人指派n项工作的问题。
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4.非线性规划
目标函数或者存在约束条件函数是决策变量的非线性函数的最优化问题。
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5.多目标规划
研究多于一个的目标函数在给定区域上的最优化。
把求一个单目标,在此单目标最优的情况下将其作为约束条件再求另外一个目标。
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6.动态规划
运筹学的一个分支。
求解决策过程最优化的过程。
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二. 层次分析法
是一种将定性和定量相结合的,系统化的,层次化的分析方法,主要有机理分析法和统计分析法。
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三.主成分分析
指标之间的相关性比较高,不利于建立指标遵循的独立性原则,指标之间应该互相独立,彼此之间不存在联系。
传送门。
数学建模常用算法模型
数学建模常用算法模型数学建模是将实际问题抽象为数学模型,并利用数学方法求解问题的过程。
在数学建模中,算法模型是解决问题的关键。
下面介绍一些常用的数学建模算法模型。
1.线性规划模型:线性规划是一种用于求解线性约束下的最优化问题的数学方法。
线性规划模型的目标函数和约束条件均为线性函数。
线性规划广泛应用于供需平衡、生产调度、资源配置等领域。
2.非线性规划模型:非线性规划是一种用于求解非线性目标函数和约束条件的最优化问题的方法。
非线性规划模型在能源优化调度、金融风险管理、工程设计等方面有广泛应用。
3.整数规划模型:整数规划是一种在决策变量取离散值时求解最优化问题的方法。
整数规划模型在网络设计、物流调度、制造安排等领域有广泛应用。
4.动态规划模型:动态规划是一种通过将问题分解为多个阶段来求解最优化问题的方法。
动态规划模型在资源分配、投资决策、路径规划等方面有广泛应用。
5.随机规划模型:随机规划是一种在目标函数和约束条件存在不确定性时求解最优化问题的方法。
随机规划模型在风险管理、投资决策、资源调度等方面有广泛应用。
6.进化算法模型:进化算法是一种通过模拟生物进化过程来求解最优化问题的方法。
进化算法模型包括遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等,被广泛应用于参数优化、数据挖掘、机器学习等领域。
7.神经网络模型:神经网络是一种模仿人脑神经元连接和传递信息过程的数学模型。
神经网络模型在模式识别、数据分类、信号处理等领域有广泛应用。
8.模糊数学模型:模糊数学是一种用于处理不确定性和模糊信息的数学模型。
模糊数学模型在风险评估、决策分析、控制系统等方面有广泛应用。
除了以上常用的数学建模算法模型,还有许多其他的算法模型,如图论模型、动力系统模型、马尔科夫链模型等。
不同的问题需要选择合适的算法模型进行建模和求解。
数学建模算法模型的选择和应用需要根据具体的问题和要求进行。
数学建模 最优化方法建模及实现
max Z 400 x1 900 x2 500 x3 200 x4 40 x1 75 x2 30 x3 15 x4 800 300 x 400 x 200 x 100 x 2000 1 2 3 4 s.t. 40 x1 75 x2 500 x1 3, x2 2, 5 x3 10, 5 x4 10
实际问题中的优化模型maxminx决策变量fx目标函数x0约束条件数学规划线性规划lp二次规划qp非线性规划nlp纯整数规划pip混合整数规划mip整数规划ip01整数规划一般整数规划连续规划优化模型的分类线性规划问题的求解在理论上有单纯形法在实际建模中常用以下解法
实验07 最优化方法建模及实现
实验目的
优化模型的分类
实际问题中 Min(或Max) z f ( x), x ( x1 , x n )T 的优化模型 s.t. g i ( x) 0, i 1,2, m x~决策变量 线性规划(LP) 二次规划(QP) 非线性规划(NLP) f(x)~目标函数 数学规划 0-1整数规划 一般整数规划 纯整数规划(PIP) 混合整数规划(MIP) gi(x)0~约束条件
例3: 任务分配问题:某车间有甲、乙两台机床,可用于加 工三种工件。假定这两台车床的可用台时数分别为800和900, 三种工件的数量分别为400、600和500,且已知用三种不同车 床加工单位数量不同工件所需的台时数和加工费用如下表。 问怎样分配车床的加工任务,才能既满足加工工件的要求, 又使加工费用最低?
1、了解最优化问题的基本内容。
2、掌握线性规划及非线性规划建模及其MATLAB实现。 3、基于最优化方法建模及实现、论文写作。
实验内容
1、基础知识、例子。
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)。
数学建模的主要建模方法
主要建模方法1、类比法建模一般在具体分析该实际问题的各个因素的基础上,通过联想、归纳对各因素进行分析,并且与已知模型比较,把未知关系化为已知关系,在不同的对象或完全不相关的对象中找出同样的或相似的关系,用已知模型的某些结论类比得到解决该“类似”问题的数学方法,最终建立起解决问题的模型2、量纲分析是在经验和实验的基础上,利用物理定律的量纲齐次性,确定各物理量之间的关系。
它是一种数学分析方法,通过量纲分析,可以正确地分析各变量之间的关系,简化实验和便于成果整理。
在国际单位制中,有七个基本量:质量、长度、时间、电流、温度、光强度和物质的量,它们的量纲分别为M、L、T、I、H、J和N,称为基本量纲。
量纲分析法常常用于定性地研究某些关系和性质,利用量纲齐次原则寻求物理量之间的关系,在数学建模过程中常常进行无量纲化,无量纲化是根据量纲分析思想,恰当地选择特征尺度将有量纲量化为无量纲量,从而达到减少参数、简化模型的效果。
3.差分法差分法的数学思想是通过taylor级数展开等方法把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散,从而建立以网格节点上的值为未知数的方程组,将微分问题转化为代数问题,是建立离散动态系统数学模型的有效方法。
构造差分的方法有多种形式,目前主要采用的是泰勒级数展开方法。
其基本的差分表达式主要有以下几种形式:一阶向前差分、一阶向后差分、一阶中心差分和二阶中心差分等,其中前两种格式为一阶计算精度,后两种格式为二阶计算精度。
通过对时间和空间这几种不同差分格式的组合,可以组合成不同的差分计算格式。
差分法的解题步骤为:建立微分方程;构造差分格式;求解差分方程;精度分析和检验4、变分法较少5、图论法数学建模中的图论方法是一种独特的方法,图论建模是指对一些抽象事物进行抽象、化简,并用图来描述事物特征及内在联系的过程。
图论是研究由线连成的点集的理论。
一个图中的结点表示对象,两点之间的连线表示两对象之间具有某种特定关系(先后关系、胜负关系、传递关系和连接关系等)。
数学建模的主要方法
数学建模的主要方法2数学建模主要分析方法初等数学法。
主要用于一些静态、线性、确定性的模型。
例如,席位分配问题,同学成绩的比较,一些简单的传染病静态模型。
层次分析法。
主要用于有关经济计划和〔管理〕、能源决策和分配、行为科学、军事科学、军事指挥、运输、农业、教育、人才、医疗、环境等领域,以便进行决策、评价、分析、猜测等。
该方法关键的一步是建立层次结构模型。
数据分析法。
从大量的观测数据中,利用统计方法建立数学模型,常见的有:回归分析法,时序分析法。
仿真和其他方法。
主要有计算机模拟(是一种统计估计方法,等效于抽样试验,可以离散系统模拟和连续系统模拟),因子试验法(主要是在系统上做局部试验,依据试验结果进行不断分析修改,求得所必须模型结构),人工现实法(基于对系统的了解和所要达到的目标,人为地组成一个系统)。
3数学建模常用方法差分法的数学思想是通过taylor级数展开等方法把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散,从而建立以网格节点上的值为未知数的方程组,将微分问题转化为代数问题,是建立离散动态系统数学模型的有效方法。
类比法:数学建模的过程就是把实际问题经过分析、抽象、概括后,用数学语言、数学概念和数学符号表述成数学问题,而表述成什么样的问题取决于思索者解决问题的意图。
类比法建模一般在具体分析该实际问题的各个因素的基础上,通过联想、归纳对各因素进行分析,并且与已知模型比较,把未知关系化为已知关系,在不同的对象或完全不相关的对象中找出同样的或相似的关系,用已知模型的某些结论类比得到解决该"类似'问题的数学方法,最终建立起解决问题的模型。
差分法的数学思想是通过taylor级数展开等方法把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散,从而建立以网格节点上的值为未知数的方程组,将微分问题转化为代数问题,是建立离散动态系统数学模型的有效方法。
量纲分析法:量纲分析是20世纪初提出的在物理领域中建立数学模型的一种方法,它是在经验和实验的基础上,利用物理定律的量纲齐次性,确定各物理量之间的关系。
数学建模竞赛中的数学模型求解方法
数学建模竞赛中的数学模型求解方法数学建模竞赛是一项旨在培养学生数学建模能力的竞赛活动。
在竞赛中,参赛者需要利用数学知识和技巧,解决实际问题,并提出相应的数学模型。
然而,数学模型的求解方法却是一个非常关键的环节。
本文将介绍一些常见的数学模型求解方法,帮助参赛者在竞赛中取得好成绩。
一、线性规划线性规划是数学建模中常见的一种模型求解方法。
它的基本思想是将问题转化为一个线性函数的最优化问题。
在线性规划中,参赛者需要确定决策变量、目标函数和约束条件,并利用线性规划模型求解最优解。
常见的线性规划求解方法有单纯形法、内点法等。
这些方法基于数学原理,通过迭代计算,逐步接近最优解。
二、整数规划整数规划是线性规划的一种扩展形式,它要求决策变量取整数值。
整数规划在实际问题中具有广泛的应用,例如货物运输、资源分配等。
在整数规划中,参赛者需要将问题转化为一个整数规划模型,并利用整数规划求解方法求解最优解。
常见的整数规划求解方法有分支定界法、割平面法等。
这些方法通过分解问题、添加约束条件等方式,逐步缩小搜索空间,找到最优解。
三、非线性规划非线性规划是一类目标函数或约束条件中包含非线性项的最优化问题。
在实际问题中,很多情况下目标函数和约束条件都是非线性的。
在非线性规划中,参赛者需要选择适当的数学模型,并利用非线性规划求解方法求解最优解。
常见的非线性规划求解方法有牛顿法、拟牛顿法等。
这些方法通过迭代计算,逐步逼近最优解。
四、动态规划动态规划是一种解决多阶段决策问题的数学方法。
在动态规划中,参赛者需要确定状态、决策和状态转移方程,并利用动态规划求解方法求解最优解。
常见的动态规划求解方法有最优子结构、重叠子问题等。
这些方法通过存储中间结果、利用递推关系等方式,逐步求解最优解。
五、模拟与优化模拟与优化是一种常见的数学模型求解方法。
在模拟与优化中,参赛者需要建立数学模型,并利用计算机模拟和优化算法求解最优解。
常见的模拟与优化方法有蒙特卡洛模拟、遗传算法等。
数学建模评价模型方法
数学建模评价模型方法数学建模评价模型方法一、关于评价指标所谓指标就是用来评价系统的参量。
例如,在校学生规模、教学质量、师资结构、科研水平等,就可以作为评价高等院校综合水平的主要指标。
一般说来,任何—个指标都反映和刻画事物的—个侧面。
从指标值的特征看,指标可以分为定性指标和定量指标。
定性指标是用定性的语言作为指标描述值,定量指标是用具体数据作为指标值。
例如,旅游景区质量等级有 5A、 4A、 3A、 2A 和 1A之分,则旅游景区质量等级是定性指标;而景区年旅客接待量、门票收入等就是定量指标。
从指标值的变化对评价目的的影响来看,可以将指标分为以下四类:(1) 极大型指标 ( 又称为效益型指标 ) 是指标值越大越好的指标;(2) 极小型指标 ( 又称为成本型指标 ) 是指标值越小越好的指标;(3) 居中型指标是指标值既不是越大越好,也不是越小越好,而是适中为最好的指标;(4) 区间型指标是指标值取在某个区间内为最好的指标。
例如,在评价企业的经济效益时,利润作为指标,其值越大,经济效益就越好,这就是效益型指标;而管理费用作为指标,其值越小,经济效益就越好,所以管理费用是成本型指标。
再如建筑工程招标中,投标报价既不能太高又不能太低,其值的变化范围一般是× 标的价,超过此范围的都将被淘汰,因此投标报价为区间型指标。
投标工期既不能太长又不能太短,就是居中型指标。
在实际中,不论按什么方式对指标进行分类,不同类型的指标可以通过相应的数学方法进行相互转换1 评价指标的处理方法一般情况下,在综合评价指标中,各指标值可能属于不同类型、不同单位或不同数量级,从而使得各指标之间存在着不可公度性,给综合评价带来了诸多不便。
为了尽可能地反映实际情况,消除由于各项指标间的这些差别带来的影响,避免出现不合理的评价结果,就需要对评价指标进行一定的预处理,包括对指标的一致化处理和无量纲化处理。
1 . 指标的一致化处理所谓一致化处理就是将评价指标的类型进行统一。
数学建模的方法和步骤
数学建模的方法和步骤数学建模是将实际问题抽象为数学模型,并通过数学方法进行分析和求解的过程。
数学建模方法和步骤如下:一、问题理解与分析:1.了解问题的背景和目标,明确问题的具体需求;2.收集相关的数据和信息,理解问题的约束条件;3.划定问题的范围和假设,确定问题的数学建模方向。
二、问题描述与假设:1.定义问题的数学符号和变量,描述问题的数学模型;2.提出问题的假设,假定问题中的未知参数或条件。
三、建立数学模型:1.根据问题的特点选择合适的数学方法,包括代数、几何、概率统计等;2.基于问题的约束条件和假设,通过推理和分析建立数学方程组或函数模型;3.利用数学工具求解数学模型。
四、模型验证与分析:1.对建立的数学模型进行验证,检验解的合理性和有效性;2.分析模型的稳定性、灵敏度和可行性。
五、模型求解与结果解读:1.利用数学软件、计算机程序或手工计算的方法求解数学模型;2.对模型的解进行解释、分析和解读,给出问题的答案和解决方案。
六、模型评价与优化:1.对建立的数学模型和求解结果进行评价,判断模型的优劣;2.如果模型存在不足,可以进行优化和改进,重新调整模型的参数和假设。
七、实施方案和应用:1.根据模型的求解结果,制定实施方案和行动计划;2.将模型的解决方案应用到实际问题中,监测实施效果并进行调整。
八、报告撰写与展示:1.将建立的数学模型、求解方法和结果进行报告撰写;2.使用图表、表格等方式进行结果展示,并进行清晰的解释和讲解。
九、模型迭代和改进:1.随着问题的发展和实际情况的变化,及时调整和改进建立的数学模型;2.针对模型的不足,进行迭代和改进,提高模型的准确性和实用性。
总结:数学建模方法和步骤的关键是理解问题、建立数学模型、求解和分析结果。
在建模的过程中,需要根据实际问题进行合理的假设,并灵活运用数学知识和工具进行求解。
同时,对模型的验证、评价和优化也是不可忽视的环节,能够提高模型的可靠性和可行性。
数学建模四大模型归纳
四类基本模型1 优化模型1.1 数学规划模型线性规划、整数线性规划、非线性规划、多目标规划、动态规划。
1.2 微分方程组模型阻滞增长模型、SARS 传播模型。
1.3 图论与网络优化问题最短路径问题、网络最大流问题、最小费用最大流问题、最小生成树问题(MST)、旅行商问题(TSP)、图的着色问题。
1.4 概率模型决策模型、随机存储模型、随机人口模型、报童问题、Markov 链模型。
1.5 组合优化经典问题● 多维背包问题(MKP)背包问题:n 个物品,对物品i ,体积为i w ,背包容量为W 。
如何将尽可能多的物品装入背包。
多维背包问题:n 个物品,对物品i ,价值为i p ,体积为i w ,背包容量为W 。
如何选取物品装入背包,是背包中物品的总价值最大。
多维背包问题在实际中的应用有:资源分配、货物装载和存储分配等问题。
该问题属于NP 难问题。
● 二维指派问题(QAP)工作指派问题:n 个工作可以由n 个工人分别完成。
工人i 完成工作j 的时间为ij d 。
如何安排使总工作时间最小。
二维指派问题(常以机器布局问题为例):n 台机器要布置在n 个地方,机器i 与k 之间的物流量为ik f ,位置j 与l 之间的距离为jl d ,如何布置使费用最小。
二维指派问题在实际中的应用有:校园建筑物的布局、医院科室的安排、成组技术中加工中心的组成问题等。
●旅行商问题(TSP)旅行商问题:有n个城市,城市i与j之间的距离为d,找一条经过n个城ij市的巡回(每个城市经过且只经过一次,最后回到出发点),使得总路程最小。
●车辆路径问题(VRP)车辆路径问题(也称车辆计划):已知n个客户的位置坐标和货物需求,在可供使用车辆数量及运载能力条件的约束下,每辆车都从起点出发,完成若干客户点的运送任务后再回到起点,要求以最少的车辆数、最小的车辆总行程完成货物的派送任务。
TSP问题是VRP问题的特例。
●车间作业调度问题(JSP)车间调度问题:存在j个工作和m台机器,每个工作由一系列操作组成,操作的执行次序遵循严格的串行顺序,在特定的时间每个操作需要一台特定的机器完成,每台机器在同一时刻不能同时完成不同的工作,同一时刻同一工作的各个操作不能并发执行。
大学生数学建模--常用模型与算法
数学建模常用模型与算法一、常用模型☐(一)、评价模型:☐AHP(层次分析法)(确定权重)、模糊评价、聚类分析、因子分析、主成份分析、回归分析、神经网络、多指标综合评价、熵值法(确定权重)等☐(二)、预测模型:☐指数平滑法、灰色预测法、回归模型、神经网络预测、时间序列模型、马尔科夫预测、差分微分方程☐(三)、统计模型:☐方差分析、均值比较的假设检验☐(四)、方程模型:☐常微分方程、差分方程、偏微分方程、以及各种方程的求解(数值解和解析解)☐(五)运筹优化类:☐线性规划、非线性规划、目标规划、整数规划、图论模型(最短路、最大流、遍历问题等)、排队论、对策论、以及各种模型的算法☐(六)其他模型:☐随机模拟模型、等二、十大算法1、蒙特卡罗算法(该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性,是比赛时必用的方法)2、数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法(比赛中通常会遇到大量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用Matlab作为工具)3、线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题(建模竞赛大多数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用Lindo、Lingo软件实现)4、图论算法(这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备)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、网格算法和穷举法(网格算法和穷举法都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具)8、一些连续离散化方法(很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计算机只认的是离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的)9、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)10、图象处理算法(赛题中有一类问题与图形有关,即使与图形无关,论文中也应该要不乏图片的,这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用Matlab进行处理)。
数学建模常用算法模型
数学模型的分类按模型的数学方法分:几何模型、图论模型、微分方程模型、概率模型、最优控制模型、规划论模型、马氏链模型等按模型的特征分:静态模型和动态模型,确定性模型和随机模型,离散模型和连续性模型,线性模型和非线性模型等按模型的应用领域分:人口模型、交通模型、经济模型、生态模型、资源模型、环境模型等.按建模的目的分:预测模型、优化模型、决策模型、控制模型等一般研究数学建模论文的时候,是按照建模的目的去分类的,并且是算法往往也和建模的目的对应按对模型结构的了解程度分:有白箱模型、灰箱模型、黑箱模型等比赛尽量避免使用,黑箱模型、灰箱模型,以及一些主观性模型.按比赛命题方向分:国赛一般是离散模型和连续模型各一个,2016美赛六个题目离散、连续、运筹学/复杂网络、大数据、环境科学、政策数学建模十大算法1、蒙特卡罗算法该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性,比较好用的算法2、数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法比赛中通常会遇到大量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用Matlab作为工具3、线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题建模竞赛大多数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用Lindo、Lingo软件实现4、图论算法这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备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、网格算法和穷举法当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具8、一些连续离散化方法很多问题都是从实际来的,数据可以是连续的,而计算机只认的是离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的9、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10、图象处理算法赛题中有一类问题与图形有关,即使与图形无关,论文中也应该要不乏图片的这些图形如何展示,以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用Matlab进行处理算法简介1、灰色预测模型必掌握解决预测类型题目.由于属于灰箱模型,一般比赛期间不优先使用.满足两个条件可用:①数据样本点个数少,6-15个②数据呈现指数或曲线的形式2、微分方程预测高大上、备用微分方程预测是方程类模型中最常见的一种算法.近几年比赛都有体现,但其中的要求,不言而喻.学习过程中无法直接找到原始数据之间的关系,但可以找到原始数据变化速度之间的关系,通过公式推导转化为原始数据的关系.3、回归分析预测必掌握求一个因变量与若干自变量之间的关系,若自变量变化后,求因变量如何变化;样本点的个数有要求:①自变量之间协方差比较小,最好趋近于0,自变量间的相关性小;②样本点的个数n>3k+1,k为自变量的个数;③因变量要符合正态分布4、马尔科夫预测备用类似的名词有,马尔科夫链、马尔科夫模型、,马氏链模型等一个序列之间没有信息的传递,前后没联系,数据与数据之间随机性强,相互不影响;今天的温度与昨天、后天没有直接联系,预测后天温度高、中、低的概率,只能得到概率.思考马尔科夫和元胞自动机之间的关系5、时间序列预测必掌握与马尔科夫链预测互补,至少有2个点需要信息的传递,ARMA模型,周期模型,季节模型等6、小波分析预测高大上数据无规律,海量数据,将波进行分离,分离出周期数据、规律性数据;可以做时间序列做不出的数据,应用范围比较广7、神经网络预测备用大量的数据,不需要模型,只需要输入和输出,黑箱处理,建议作为检验的办法8、混沌序列预测高大上比较难掌握,数学功底要求高9、插值与拟合必掌握拟合以及插值还有逼近是数值分析的三大基础工具,通俗意义上它们的区别在于:拟合是已知点列,从整体上靠近它们;插值是已知点列并且完全经过点列;逼近是已知曲线,或者点列,通过逼近使得构造的函数无限靠近它们.10、灰色关联分析法必掌握与灰色预测模型一样,比赛不能优先使用11、模糊综合评判备用评价一个对象优、良、中、差等层次评价,评价一个学校等,不能排序12、主成分分析必掌握评价多个对象的水平并排序,指标间关联性很强13、层次分析法AHP必掌握作决策,去哪旅游,通过指标,综合考虑作决策14、数据包络DEA分析法备用优化问题,对各省发展状况进行评判15、秩和比综合评价法高大上评价各个对象并排序,指标间关联性不强16、优劣解距离法TOPSIS法备用17、投影寻踪综合评价法高大上揉和多种算法,比如遗传算法、最优化理论等18、方差分析、协方差分析等备用方差分析:看几类数据之间有无差异,差异性影响,例如:元素对麦子的产量有无影响,差异量的多少;1992年,作物生长的施肥效果问题协方差分析:有几个因素,我们只考虑一个因素对问题的影响,忽略其他因素,但注意初始数据的量纲及初始情况.2006年,艾滋病疗法的评价及预测问题21、线性规划、整数规划、0-1规划必掌握有约束,确定的目标比较简单,必须掌握22、非线性规划与智能优化算法智能算法至少掌握1-2个,其他的了解即可非线性规划包括:无约束问题、约束极值问题智能优化算法包括:模拟退火算法、遗传算法、改进的遗传算法、禁忌搜索算法、神经网络、粒子群等23、多目标规划和目标规划柔性约束,目标含糊,超过备用24、动态规划备用25、复杂网络优化多因素交错复杂备用,编程好的使用要掌握离散数学中经典的知识点——图论.26、排队论与计算机仿真高大上排队论包括、元胞自动机对编程能来要求较高,一般需要证明其机理符合实际情况,不能作为单独使用这也是大部分队伍使用元胞自动机不获奖的最大原因.27、模糊规划范围约束28、灰色规划难29、图像处理备用MATLAB图像处理,针对特定类型的题目,一般和数值分析的算法有联系.例如2013年国赛B 题,2014网络赛B题.30支持向量机31多元分析1、聚类分析必掌握,参考192、主成分分析必掌握3、因子分析必掌握4、判别分析5、典型相关分析6、对应分析7、多维标度法8、偏最小二乘回归分析32、分类与判别主要包括以下几种方法,1、距离聚类系统聚类常用2、关联性聚类常用3、层次聚类4、密度聚类5、其他聚类6、贝叶斯判别统计判别方法7、费舍尔判别训练的样本比较多8、模糊识别分好类的数据点比较少33、关联与因果1、灰色关联分析方法样本点的个数比较少2、Sperman或kendall等级相关分析3、Person相关样本点的个数比较多4、Copula相关比较难,金融数学,概率密度5、典型相关分析因变量组Y1234,自变量组X1234,各自变量组相关性比较强,问哪一个因变量与哪一个自变量关系比较紧密6、标准化回归分析若干自变量,一个因变量,问哪一个自变量与因变量关系比较紧密7、生存分析事件史分析难数据里面有缺失的数据,哪些因素对因变量有影响8、格兰杰因果检验计量经济学,去年的X对今年的Y有没影响。
常见数学建模模型
常见数学建模模型数学建模是数学与现实问题相结合的一门学科,通过数学方法和技巧对现实问题进行抽象和描述,从而得到问题的解决方案。
常见数学建模模型有线性规划模型、回归分析模型、离散事件模型和优化模型等。
下面将分别介绍这些常见数学建模模型的基本原理和应用领域。
一、线性规划模型线性规划模型是一种数学模型,用于解决具有线性约束条件的最优化问题。
其基本原理是通过线性目标函数和线性约束条件,找到使目标函数取得最大或最小值的变量取值。
线性规划模型广泛应用于生产调度、物流配送、资源优化等领域。
二、回归分析模型回归分析模型是通过建立变量之间的数学关系,预测或解释一个变量与其他变量之间的关系。
常见的回归分析模型包括线性回归模型、多项式回归模型和逻辑回归模型等。
回归分析模型在市场预测、金融风险评估等领域有广泛的应用。
三、离散事件模型离散事件模型是一种描述系统内离散事件发生和演化的数学模型。
该模型中,系统的状态随着事件的发生而发生改变,事件之间的发生是离散的。
离散事件模型广泛应用于排队系统、供应链管理、网络优化等领域。
四、优化模型优化模型是通过建立目标函数和约束条件,寻找使目标函数取得最大或最小值的变量取值。
常见的优化模型包括整数规划模型、非线性规划模型和动态规划模型等。
优化模型广泛应用于生产调度、资源分配、路径规划等领域。
以上是常见数学建模模型的基本原理和应用领域。
数学建模模型的应用能够帮助我们解决实际问题,优化决策过程,提高效率和准确性。
在实际应用中,我们可以根据具体问题的特点选择合适的数学建模模型,并通过数学方法求解得到最优解。
常用数学建模方法及实例
常用数学建模方法及实例数学建模是将实际问题转化为数学模型,通过数学方法进行求解和分析的过程。
常用的数学建模方法包括线性规划、整数规划、非线性规划、图论、动态规划等。
一、线性规划线性规划是一种用于求解线性约束下目标函数的最优值的方法。
它常用于资源分配、生产计划、供应链管理等领域。
例1:公司有两个工厂生产产品A和产品B,两种产品的生产过程需要使用原材料X和Y。
产品A和产品B的利润分别为10和8、工厂1每小时生产产品A需要1个单位的X和2个单位的Y,每小时生产产品B需要2个单位的X和1个单位的Y。
工厂2每小时生产产品A需要2个单位的X和1个单位的Y,每小时生产产品B需要1个单位的X和3个单位的Y。
公司给定了每种原材料的供应量,求使公司利润最大化的生产计划。
二、整数规划整数规划是线性规划的一种扩展,要求变量的取值为整数。
整数规划常用于离散决策问题。
例2:公司有5个项目需要投资,每个项目的投资金额和预期回报率如下表所示。
公司有100万元的投资资金,为了最大化总回报率,应该选择哪几个项目进行投资?项目投资金额(万元)预期回报率1207%2306%3409%4104%5508%三、非线性规划非线性规划是一种求解非线性目标函数下约束条件的最优值的方法。
它广泛应用于经济、金融和工程等领域。
例3:公司通过降低售价和增加广告费用来提高销售额。
已知当售价为p时,销量为q=5000-20p,广告费用为a时,销售额为s=p*q-2000a。
已知售价的范围为0≤p≤100,广告费用的范围为0≤a≤200,公司希望最大化销售额,求最优的售价和广告费用。
四、图论图论是一种用于研究图(由节点和边组成)之间关系和性质的数学方法,常用于网络分析、路径优化、社交网络等领域。
例4:求解最短路径问题。
已知一个有向图,图中每个节点表示一个城市,每条边表示两个城市之间的道路,边上的权重表示两个城市之间的距离。
求从起始城市到目标城市的最短路径。
五、动态规划动态规划是一种通过将问题划分为子问题进行求解的方法,常用于求解最优化问题。
数学建模30种经典模型matlab
一、概述数学建模是数学与实际问题相结合的产物,通过建立数学模型来解决现实生活中的复杂问题。
Matlab作为一个强大的数学计算工具,在数学建模中具有重要的应用价值。
本文将介绍30种经典的数学建模模型,以及如何利用Matlab对这些模型进行建模和求解。
二、线性规划模型1. 线性规划是数学建模中常用的一种模型,用于寻找最优化的解决方案。
在Matlab中,可以使用linprog函数对线性规划模型进行建模和求解。
2. 举例:假设有一家工厂生产两种产品,分别为A和B,要求最大化利润。
产品A的利润为$5,产品B的利润为$8,而生产每单位产品A 和B分别需要8个单位的原料X和10个单位的原料Y。
此时,可以建立线性规划模型,使用Matlab求解最大化利润。
三、非线性规划模型3. 非线性规划是一类更加复杂的规划问题,其中目标函数或约束条件存在非线性关系。
在Matlab中,可以使用fmincon函数对非线性规划模型进行建模和求解。
4. 举例:考虑一个有约束条件的目标函数,可以使用fmincon函数在Matlab中进行建模和求解。
四、整数规划模型5. 整数规划是一种特殊的线性规划问题,其中决策变量被限制为整数。
在Matlab中,可以使用intlinprog函数对整数规划模型进行建模和求解。
6. 举例:假设有一家工厂需要决定购物哪种机器设备,以最大化利润。
设备的成本、维护费用和每台设备能生产的产品数量均为已知条件。
可以使用Matlab的intlinprog函数对该整数规划模型进行建模和求解。
五、动态规划模型7. 动态规划是一种数学优化方法,常用于多阶段决策问题。
在Matlab 中,可以使用dynamic programming toolbox对动态规划模型进行建模和求解。
8. 举例:考虑一个多阶段生产问题,在每个阶段都需要做出决策以最大化总利润。
可以使用Matlab的dynamic programming toolbox对该动态规划模型进行建模和求解。
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数学建模方法模型一、统计学方法1 多元回归1、方法概述:在研究变量之间的相互影响关系模型时候用到。
具体地说:其可以定量地描述某一现象和某些因素之间的函数关系,将各变量的已知值带入回归方程可以求出因变量的估计值,从而可以进行预测等相关研究。
2、分类分为两类:多元线性回归和非线性线性回归;其中非线性回归可以通过一定的变化转化为线性回归,比如:y=lnx 可以转化为 y=u u=lnx 来解决;所以这里主要说明多元线性回归应该注意的问题。
3、注意事项在做回归的时候,一定要注意两件事:(1) 回归方程的显著性检验(可以通过 sas 和 spss 来解决)(2) 回归系数的显著性检验(可以通过 sas 和 spss 来解决)检验是很多学生在建模中不注意的地方,好的检验结果可以体现出你模型的优劣,是完整论文的体现,所以这点大家一定要注意。
4、使用步骤:(1)根据已知条件的数据,通过预处理得出图像的大致趋势或者数据之间的大致关系; (2)选取适当的回归方程;(3)拟合回归参数;(4)回归方程显著性检验及回归系数显著性检验(5)进行后继研究(如:预测等)2 聚类分析1、方法概述该方法说的通俗一点就是,将 n个样本,通过适当的方法(选取方法很多,大家可以自行查找,可以在数据挖掘类的书籍中查找到,这里不再阐述)选取 m 聚类中心,通过研究各样本和各个聚类中心的距离 Xij,选择适当的聚类标准,通常利用最小距离法(一个样本归于一个类也就意味着,该样本距离该类对应的中心距离最近)来聚类,从而可以得到聚类结果,如果利用sas 软件或者 spss 软件来做聚类分析,就可以得到相应的动态聚类图。
这种模型的的特点是直观,容易理解。
2、分类聚类有两种类型:(1) Q型聚类:即对样本聚类;(2) R型聚类:即对变量聚类;通常聚类中衡量标准的选取有两种:(1) 相似系数法(2) 距离法聚类方法:(1) 最短距离法(2) 最长距离法(3) 中间距离法(4) 重心法(5) 类平均法(6) 可变类平均法(7) 可变法(8) 利差平均和法在具体做题中,适当选区方法;3、注意事项在样本量比较大时,要得到聚类结果就显得不是很容易,这时需要根据背景知识和相关的其他方法辅助处理。
4、方法步骤(1)首先把每个样本自成一类;(2)选取适当的衡量标准,得到衡量矩阵,比如说:距离矩阵或相似性矩阵,找到矩阵中最小的元素,将该元素对应的两个类归为一类,(3)重新计算类间距离,得到衡量矩阵(4)重复第 2 步,直到只剩下一个类;补充:聚类分析是一种无监督的分类,下面将介绍有监督的分类。
3 数据分类1、方法概述数据分类是一种典型的有监督的机器学习方法,其目的是从一组已知类别的数据中发现分类模型,以预测新数据的未知类别。
这里需要说明的是:预测和分类是有区别的,预测是对数据的预测,而分类是类别的预测。
2、分类方法:(1)神经网路(2)决策树(这里不再阐述,有兴趣的同学,可以参考数据挖掘和数据仓库相关书籍) 3、注意事项神经网路适用于下列情况的分类:(1) 数据量比较小,缺少足够的样本建立数学模型;(2) 数据的结构难以用传统的统计方法来描述(3) 分类模型难以表示为传统的统计模型神经网路的优点:分类准确度高,并行分布处理能力强,对噪声数据有较强的鲁棒性和容错能力,能够充分逼近复杂的非线性关系,具备联想记忆的功能等。
神经网路缺点:需要大量的参数,不能观察中间学习过程,输出结果较难解释,会影响到结果的可信度,需要较长的学习时间,当数据量较大的时候,学习速度会制约其应用。
4、步骤(1)初始化全系数(2)输入训练样本(3)计算实际输出值(4)计算实际输出值和期望输出值之间的误差(5)用误差去修改权系数(6)判断是否满足终止条件,如果满足终止,否则进入第二步4 判别分析1、概述其是基于已知类别的训练样本,对未知类别的样本判别的一种统计方法,也是一种有监督的学习方法,是分类的一个子方法~具体是:在已经研究过分类的样本基础上,根据某些判别分析方法建立判别式,然后对未知分类的样本进行分类~2、分类根据判别分析方法的不同,可分为下面几类:(1) 距离判别法(2) Fisher 判别法(3) Bayes 判别法马氏距离判决法(江南大学胃癌疾病的诊断) (4) 逐步判别法关于这几类的方法的介绍,大家可以参考《多元统计学》,其中比较常用的是bayes 判别法和逐步判别法3、注意事项:判别分析主要针对的是有监督学习的分类问题。
共有四种方法,这里重点注意其优缺点: (1) 距离判别方法简单容易理解,但是它将总体等概率看待,没有差异性; (2) Bayes 判别法有效地解决了距离判别法的不足,即:其考虑了先验概率——所以通常这种方法在实际中应用比较多~(3) 在进行判别分析之前,应首先检验各类均值是不是有差异(因为判别分析要求给定的样本数据必须有明显的差异),如果检验后某两个总体的差异不明显,应将这两个总体合为一个总体,再由剩下的互不相同的总体重现建立判别分析函数。
(4) 这里说明下 Fisher 判别法和 bayes 判别法的使用要求:两者对总体的数据的分布要求不同,具体的,Fishe要求对数据分布没有特殊要求,而 bayes 则要求数据分布是多元正态分布,但实际中却没有这么严格~(5) 可以利用 spss,sas 等软件来轻松实现4、方法步骤这里以 bayes 判别法为例讲述(1) 计算各类中变量的均值 xj 及均值向量xh,各变量的总均值 xi 及均值向量x (2) 计算类内协方差及其逆矩阵(3) 计算 bayes 判别函数中,各个变量的系数及常数项并写出判别函数 (4) 计算类内协方差矩阵及各总协方差矩阵做多个变量的全体判别效果的检验 (5) 做各个变量的判别能力检验(6) 判别样本应属于的类别5层次分析法6主成分分析1、概述主成分分析是一种降维数的数学方法,具体就是,通过降维技术将多个变量化为少数几个主成分的统计分析方法。
在建模中,主要用于降维,系统评估,回归分析,加权分析等等。
2、分类(无)3、注意事项在应用主成分分析时候,应该注意:(1) 综合指标彼此独立或者不想关(2) 每个综合指标所反映的各个样本的总信息量等于对应特征向量的特征值。
通常要选取的综合指标的特征值贡献率之和应为80%以上(3) 其在应用上侧重于信息贡献影响力的综合评价(4) 当主成分因子负荷的符号有正也有负的时候,综合评价的函数意义就不明确~4、方法步骤大家可以参考《多元统计学》这本书籍,在这里就不做阐述7 因子分析1、概述其实也是将变量总和降为数量较少的几个因子,是降维的一种数学技术~它和主成分分析的最大区别是:其是一种探索性分析方法,即:通过用最少个数的几个不可观察的变量来说明出现在可观察变量中的相关模型(有点类似于前面讲述的分类和聚类的区别)它提供了一种有效的利用数学模型来解释事物之间的关系,体现出数据挖掘的一点精神~他可以用来解决降维,系统评估,加权分析等方法。
2、分类因子分析是R 型,即对变量研究3、注意事项(1)其不是对研究总体的变量的降维,而是根据原始变量信息构造新的变量,作为共同因子。
(2)它通过旋转可以使得因子变量具有可解释性(3)因子分析和主成分分析的区别和联系<1>两者都是降维数学技术,前者是后者的推广和发展<2>主成分分析只是一般的变量替换,其始终是基于原始变量研究数据的模型规律;而因子分析则是通过挖掘出新的少数变量,来研究的一种方法,有点像数据挖掘中的关联关则发现~ 4、方法步骤(略)大家可以去论坛上下载相关电子资源,也可以参考《多元统计学》 8残差分析1、概述在实际问题中,由于观察人员的粗心或偶然因素的干扰,常会使我们所得到的数据不完全可靠, 即出现异常数据。
有时即使通过相关系数或 F检验证实回归方程可靠,也不能排除数据存在上述问题。
残差分析的目的就在于解决这一问题。
所谓残差是指实际观察值与回归估计值的差。
2、分类无3、应用(1)通过残差分析来排除异常数据(2)通过残差分析来检验模型的可靠性还有很多应用,大家在使用过程中据情况选取,灵活应用~9 典型相关分析1、概述前面介绍的方法主要是一个变量和多个变量之间的关系,而典型相关分析研究的是多个变量和多个变量之间的关系,或者是一组变量和一组变量之间关系~其可以揭示两组变量之间的关系,从而供大家研究两个现象之间的关系,例如:蔬菜的产出水平和影响产出水平的变量之间的关系~2、分类多对多的变量关系研究~3、注意事项(1)其可以很好地解决组合相关性的问题(2)其还局限于两组变量的研究,而且要求这两组变量都是连续变量且需服从多元正态分布10 时间序列1、概述时间序列预测法是一种定量分析方法,它是在时间序列变量分析的基础上,运用一定的数学方法建立预测模型,使时间趋势向外延伸,从而预测未来市场的发展变化趋势,确定变量预测值。
其基本特点是:假定事物的过去趋势会延伸到未来;预测所依据的数据具有不规则性; 撇开市场发展之间的因果关系。
2、分类时间序列的变动形态一般分为四种:长期趋势变动,季节变动,循环变动,不规则变动。
方法分类:(1) 平均数预测(简单算术平均法,加权算术平均法,几何平均数法) (2) 移动平均数预测(一次移动平均法,二次移动平均法)(3) 指数平滑法预测(一次,二次,三次指数平滑法)(4) 趋势法预测(分割平均法,最小二乘法,三点法)(5) 季节变动法(简单平均法,季节比例法)3(注意事项(1)季节变动法预测需要筹集至少三年以上的资料(2)移动平均法在短期预测中较准确,长期预测中效果较差;(3)移动平均可以消除或减少时间序列数据受偶然性因素干扰而产生的随机变动影响。
(4)一次移动平均法适用于具有明显线性趋势的时间序列数据的预测;一次移动平均法只能用来对下一期进行预测,不能用于长期预测,必须选择合理的移动跨期,跨期越大对预测的平滑影响也越大,移动平均数滞后于实际数据的偏差也越大。
跨期太小则又不能有效消除偶然因素的影响。
跨期取值可在 3~20 间选取。
(5)二次移动平均法与一次移动平均法相比,其优点是大大减少了滞后偏差,使预测准确性提高;二次移动平均只适用于短期预测。
(6)最小二乘法既适用于直线趋势的预测,也适用于曲线趋势的预测。
4(方法步骤 (略)统计学的分析方法结束~二、优化方法1、概述在一系列的条件限制下,寻求最优方案,使得目标达到最优的问题统称为优化问题。
解决这类问题的方法,自然就称之为优化方法,又成为数学规划~其是运筹学的一个重要分支~ 2、分类优化问题可以归结为优化模型,按照优化模型求解方法的不同,可以分为以下类别: (1) 按照有无约束条件:无约束和约束最优化问题(2) 按照决策变量是否连续分为:a) 数学规划或连续规划:LP,NLP,QPb) 离散优化或组合优化:IP(3) 单目标规划和多目标规划(4) 确定性规划和不确定性规划(5) 目标规划,动态规划,非线性规划,多目标规划等3、注意事项(1)约束优化问题可以转化为无约束优化问题来解决(2)多目标规划可以通过适当的方法转化为但目标规划来解决(3)非线性规划,在一定的条件下,可以近似为线性规划来解决(4)不确定性规划可以通过适当的技巧转化为确定性方法解决这些转化,大家可以参阅优秀论文,注意学取人家的经验,从而建立自己的能力提升~也可以参考相关优化书籍和运筹学书籍来学习,书上都有介绍~4、步骤简要概括(1)建立规划模型(2)选择方法(3)结果解释三、排队论1.概述在我们的生活中,经常会做和排队想关的事情,比如:银行等待取钱,医院挂号排队,理发排队等等,都会涉及到排队问题,并且2009 年国赛 B 题第五小题就考了和排队论相关的问题。