数学建模常用软件介绍
数模常用软件
数学建模软件介绍一般来说学习数学建模,常用的软件有四种,分别是:matlab、lingo、Mathematica 和SAS下面简单介绍一下这四种。
1.MATLAB的概况MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。
除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多.当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox).工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类.开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包.2.Mathematica的概况Wolfram Research 是高科技计算机运算( Technical computing )的先趋,由复杂理论的发明者Stephen Wolfram 成立于1987年,在1988年推出高科技计算机运算软件Mathematica,是一个足以媲美诺贝尔奖的天才产品。
Mathematica 是一套整合数字以及符号运算的数学工具软件,提供了全球超过百万的研究人员,工程师,物理学家,分析师以及其它技术专业人员容易使用的顶级科学运算环境。
目前已在学术界、电机、机械、化学、土木、信息工程、财务金融、医学、物理、统计、教育出版、OEM 等领域广泛使用。
Mathematica 的特色·具有高阶的演算方法和丰富的数学函数库和庞大的数学知识库,让Mathematica 5 在线性代数方面的数值运算,例如特征向量、反矩阵等,皆比Matlab R13做得更快更好,提供业界最精确的数值运算结果。
数学建模常用软件功能介绍
1 Mathematica简介Mathematica是美国Wolfram公司开发的一套符号计算系统。
本章简要介绍windows平台下Mathematica5.0的基本操作。
Mathematica功能强大,内容丰富的函数覆盖了初等数学,微积分和线性代数等众多的数学领域,包含了数学多方向的新方法和新技术。
同时, Mathematica具有异常强大的作图函数,是非常好的可视化的工具。
Mathematica具有自由的集成环境和优良的系统开放性,吸引了众多的用户,在科研院所和高等学校非常流行。
Mathematica使用C语言编写,它吸收了不同类型的软件特点:•具有简单的Basic的交互方式操作;•具有类似于Matlab,MathCAD的强大的数值计算功能;•具有Maple那样强大的符号计算功能;•具有类似C和Pascal那样的结构化程序设计。
2 LINGO和LINDO简介LINGO和LINDO是专门用于求解数学规划问题的软件包。
由于执行速度快,而且能够方便地输入、求解和分析数学规划问题,因此在教学、科研和工业界得到广泛应用。
使用LINDO和LINGO,能够迅速的求解规划问题的最优决策,省去了大量难以想象的人工计算。
3 MATLAB简介MATLAB是由美国Mathworks公司开发,是一个交互式的以矩阵计算为基础的科学和工程计算软件。
其编程效率高,计算功能强,使用非常方便,并且易于扩充,绘图功能强大,并且提供了各种工具箱,为工程实践提供了强大的支持。
4 MATYPE简介MathType是一个强大的数学公式编辑器,与常见的文字处理软件和演示程序配合使用,能够在各种文档中加入复杂的数学公式和符号。
可以与常见文字处理工具紧密结合,支持OLE (对象的链接与嵌入),可以在任何支持OLE 的文字处理系统中调用(从主菜单中选择"插入->对象" 在新对象中选择"MathType Equation" ),帮助用户快速建立专业化的数学技术文档。
数学建模常用软件选讲1
数学建模常用软件选讲1数学建模常用软件选讲第3章 lingo 的使用LINGO 是Linear Interactive and General Optimizer 的缩写,即“交互式的线性和通用优化求解器”,由美国LINDO 系统公司(Lindo System Inc.)推出的,可以用于求解非线性规划,也可以用于一些线性和非线性方程组的求解等,功能十分强大,是求解优化模型的最佳选择。
其特色在于内置建模语言,提供十几个内部函数,可以允许决策变量是整数(即整数规划,包括 0-1 整数规划),方便灵活,而且执行速度非常快。
3.1 Lingo 程序特点:(1)目标函数必须由“min =”或“max =”开头;(2)每条语句后必须使用分号“;”结束。
(3)变量与其系数间要有乘号。
3.2 线性规划问题例如何在LINGO 中求解如下的LP 问题:,6002100350..32min 212112121≥≤+≥≥++x x x x x x x t s x x在模型窗口中输入如下代码:min=2*x1+3*x2; x1+x2>=350; x1>=100; 2*x1+x2<=600;然后点击工具条上的按钮即可。
3.3 二次规划问题目标函数是二次函数,约束条件是线性的规划问题例如:<=+>++-+=7.011.19.02.1..4.03min 22y y x y x t s y xy y x f min=3*x^2+y^2-x*y+0.4*y; 1.2*x+0.9*y>1.1; x+y=1; y<0.7;3.4 非线性规划问题《数学模型》(第三版)(姜启源等编)第四章第三节例1中,解法三得到一个非线性规划模型:123max 234z x x x =++ 123.. 1.535600s t x x x ++≤ 12328025040060000x x x ++≤ 11(80)0x x -≥ 22(80)0x x -≥ 33(80)0x x -≥123 , , x x x 均为整数输入lingo:MAX= 2 * X1 + 3 * X2 + 4 * X3 ;1.5 * X1 + 3 * X2 + 5 * X3 <= 600 ;280 * X1 + 250 * X2 + 400 * X3 <= 60000 ;X1*( X1-80) >= 0 ;X2*( X2-80) >= 0 ;X3*( X3-80) >= 0 ;@GIN( X1); @GIN( X2); @GIN( X3);注:变量界定函数实现对变量取值范围的附加限制,共4种:@bin(x) 限制x为0或1@bnd(L,x,U) 限制L≤x≤U@free(x) 取消对变量x的默认下界为0的限制,即x可以取任意实数@gin(x) 限制x为整数第5章 matlab的使用Matlab是matrix laboratory的缩写,是矩阵实验室的意思,它是一个功能强大的数学工具软件。
数学建模软件介绍
数学建模软件介绍一般来说学习数学建模,常用的软件有四种,分别是:matlab、lingo、Mathematica 和SAS下面简单介绍一下这四种。
1.MATLAB的概况MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。
除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多.当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox).工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类.开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包.2.Mathematica的概况Wolfram Research 是高科技计算机运算( Technical computing )的先趋,由复杂理论的发明者Stephen Wolfram 成立于1987年,在1988年推出高科技计算机运算软件Mathematica,是一个足以媲美诺贝尔奖的天才产品。
Mathematica 是一套整合数字以及符号运算的数学工具软件,提供了全球超过百万的研究人员,工程师,物理学家,分析师以及其它技术专业人员容易使用的顶级科学运算环境。
目前已在学术界、电机、机械、化学、土木、信息工程、财务金融、医学、物理、统计、教育出版、OEM 等领域广泛使用。
Mathematica 的特色·具有高阶的演算方法和丰富的数学函数库和庞大的数学知识库,让Mathematica 5 在线性代数方面的数值运算,例如特征向量、反矩阵等,皆比Matlab R13做得更快更好,提供业界最精确的数值运算结果。
数学建模比赛需要什么软件及其介绍
数学建模比赛必备1matlab(矩阵实验室)2 lingo和lingo(线性规划)3 SPSS<统计)其中MATLAB是最重要的也是最常用的4还有就是最好学好c语言这个软件和有很多的相似之处其中统计软件:SPSS,SAS,STATA。
解决运筹学的模型:lingo5 PS:SAS很强大的,如果没有接触过还是不要学的好。
其实SPSS解决一下就可以了,只是SAS画出来的图很好看。
6另外还有时间可以看看另两个软件SMARTDRAWLATELX什么是数学建模数学建模(Mathematical Modelling)是一种数学的思考方法,是“对现实的现象通过心智活动构造出能抓住其重要且有用的特征的表示,常常是形象化的或符号的表示。
”从科学,工程,经济,管理等角度看数学建模就是用数学的语言和方法,通过抽象,简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学工具。
顾名思义,modelling一词在英文中有“塑造艺术”的意思,从而可以理解从不同的侧面,角度去考察问题就会有不尽的数学模型,从而数学建模的创造又带有一定的艺术的特点。
而数学建模最重要的特点是要接受实践的检验,多次修改模型渐趋完善的过程。
3、竞赛的内容竞赛题目一般来源于工程技术和管理科学等方面经过适当简化加工的实际问题,不要求参赛者预先掌握深入的专门知识,只需要学过普通高校的数学课程。
题目有较大的灵活性供参赛者发挥其创造能力。
参赛者应根据题目要求,完成一篇包括模型假设、建立和求解、计算方法的设计和计算机实现、结果的分析和检验、模型的改进等方面的论文(即答卷)。
竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。
4、竞赛的步骤建模是一种十分复杂的创造性劳动,现实世界中的事物形形色色,五花八门,不可能用一些条条框框规定出各种模型如何具体建立,这里只是大致归纳一下建模的一般步骤和原则:1)模型准备:首先要了解问题的实际背景,明确题目的要求,收集各种必要的信息.2)模型假设:为了利用数学方法,通常要对问题做必要的、合理的假设,使问题的主要特征凸现出来,忽略问题的次要方面。
数学建模 强大又简单spss统计分析
数学建模强大又简单spss统计分析一、软件介绍(一)简介SPSS(Statistical Product and Service Solutions),“统计产品与服务解决方案”软件,用于统计学分析运算、数据挖掘、预测分析和决策支持任务等相关数据统计分析。
SPSS是世界上最早采用图形菜单驱动界面的统计软件,它最突出的特点就是操作界面友好,输出结果美观。
它将几乎所有的功能都以统一、规范的界面展现出来,使用Windows的窗口方式展示各种管理和分析数据方法的功能,对话框展示出各种功能选择项。
用户只要掌握一定的Windows操作技能,精通统计分析原理,就可以使用该软件为特定的科研工作服务。
(二)操作窗口1.数据窗口也称为数据编辑器,此窗口类似于Excel窗口,SPSS处理数据的主要工作全在此窗口中进行。
又分为两个视图:数据视图用于显示具体的数据,一行代表个观测个体(在SPSS中称为Case),一列代表一个属性(在SPSS中称为 Variable);变量视图则专门显示有关变量的信息:变量名称、类型、格式等。
图1 数据窗口2.输出窗口也称为结果査看器,此窗口用于输出分析结果。
整个窗口分两个区:左边为目录区,是SPSS分析结果的一个目录;右边是内容区,是与目录一一对应的内容。
图2 输出窗口3.语法窗口也称为语法编辑器。
SPSS最大的优势在于其简单易用性,即菜单对话框式的操作。
语法编程适用于高级分析人员。
图3 语法窗口4.脚本窗口SPSS脚本是用Sax Basic语言编写的程序,它可构建一些新的自定义的对话框。
脚本可用于使SPSS内部操作自动化、使结果格式自定义化、实现SPSS新功能、将SPSS与VB和VBA兼容应用程序连接起来。
图4 脚本窗口二、主要功能(一)基本功能SPSS的基本功能包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等等。
(二)统计分析功能SPSS统计分析过程包括描述性统计、均值比较、一般线性模型、相关分析、回归分析、对数线性模型、聚类分析、数据简化、生存分析、时间序列分析、多重响应等几大类,每类中又分好几个统计过程,比如回归分析中又分线性回归分析、曲线估计、Logistic回归、Probit回归、加权估计、两阶段最小二乘法、非线性回归等多个统计过程,而且每个过程中又允许用户选择不同的方法及参数。
数学建模竞赛常用软件
数学建模竞赛软件
31
Matlab解法
m ax z 7 2 x1 6 4 x2
x1 x2 5 0
s
.t
.
1
2
x1 3
8x x1
2
1
4 00
8
0
x 1 0 , x 2 0
• 转化为最小值问题,用linprog求解
c=[-72 -64];A=[1 1;12 8;3 0];b=[50;480;100]; [x,f]=linprog(c,A,b,[],[],zeros(2,1))
数学建模竞赛软件
23
随机模拟
• rand - [0,1]区间均匀分布随机数 • randn - 标准正态分布随机数 • randperm - 1...n 随机排列 • normrnd – 一般正态分布随机数 • normpdf –正态分布概率密度函数 • normcdf –正态分布分布函数 • norminv –正态分布逆分布函数(分位数) • …….均匀分布,二项分布, 泊松分布等
• 数据分析和作图 • 统计分析(估计、检验、回归等)
1. 工具菜单:加载宏“分析工具库” 2. 工具菜单:数据分析
• 数学规划(最优化)
1. 工具菜单:加载宏“规划求解” 2. 工具菜单:规划求解
数学建模竞赛软件
5
Excel求解回归分析例题.xls
• 2004年竞赛B题: 电力市场的输电阻塞管 理
• 从因子载荷矩阵f看出:因子1代表第一组元素2, 4,7,8;因子2代表第2组元素3,6;因子2代表 元素1.从Stats.p可见模型解释了方差的28.51%
数学建模竞赛软件
30
最优化方法
• linprog - 线性规划 • fminbnd - 一元函数极值 • fminuc - 多元函数极值拟牛顿法 • fminsearch - 多元函数极值单纯形搜索法 • fmincon - 非线性规划 • quadprog - 二次规划
数学建模常用软件
一、MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB 的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。
二、LINGO是Linear Interactive and General Optimizer的缩写,即“交互式的线性和通用优化求解器”,可以用于求解非线性规划,也可以用于一些线性和非线性方程组的求解等,功能十分强大,是求解优化模型的最佳选择。
LINGO在教育、科研和工业界得到广泛应用. LINGO主要用于求线性规划、非线性规划、二次规划、整数规划和动态规划问题,也可用于一些线性和非线性方程组的求解以及代数方程求根等。
三、DPS:Data Processing System 的缩写。
表示:数据统计处理系统。
DPS=Excel+SPSS ,既有Excel那样方便的在工作表里面处理基础统计分析的功能,又实现了SPSS高级统计分析的计算。
DPS提供的十分方便的可视化操作界面,可借助图形处理的数据建模功能为您处理复杂模型提供了最直观的途径。
四、SPSS(Statistical Product and Service Solutions),“统计产品与服务解决方案”软件。
SPSS提供了从简单的统计描述到复杂的多因素统计分析方法,比如数据的探索性分析、统计描述、列联表分析、二维相关、秩相关、偏相关、方差分析、非参数检验、多元回归、生存分析、协方差分析、判别分析、因子分析、聚类分析、非线性回归、Logistic回归等。
数学建模中常用的软件
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三 SPSS
开发者:SPSS Inc.
/ SPSS名为社会学统计软件包,这是为了强 调其社会科学应 用的一面(因为社会科学研究 中的许多现象都是随机的,要使用统计学和概 率论的定理来进行研究)。 实际上它在社会科学、自然科学的各个领 域都能发挥巨大作用,并已经应用于经济学、 生物学、教育学、心理学、医学以及体育、工 业、农业、林业、商业和金融等各个领域。
数学模型
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二 SAS
开发者:SAS Institute Inc. /
SAS (Statistical Analysis System)是一个 模块化、集成化的大型应用软件系统。 它由数十个专用模块构成,功能包括数 据访问、数据储存及管理、应用开发、图形 处理、数据分析、报告编制、运筹学方法、 计量经济学与预测等等。
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三 SPSS
开发者:SPSS Inc.
/ SPSS(Statistical Package for the Social Science) —社会科学用软件包是世界上著名的统计分 析软件之一。 它和SAS(Statistical Analysis System,统计分 析系统)、BMDP(Biomedical Programs,生物 医学程序)并称为国际上最有影响的三大统计 软件。
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七 EViews 开发者:GMS /
计量经济学软件包
数学模型
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数学建模问题求解的工具
数学建模问题求解的工具数学建模作为一种综合运用数理知识和计算机技术的方法,能够帮助我们解决复杂的实际问题。
为了高效地进行数学建模,我们需要借助各种工具和软件来辅助求解。
本文将介绍数学建模问题求解过程中常用的工具及其功能。
一、数学软件工具1. MATLABMATLAB是一种强大的数学软件工具,它提供了丰富的数值计算、绘图和数据分析功能。
在数学建模问题求解中,我们可以利用MATLAB进行数值解法的实现,如差分法、积分法和线性规划等。
此外,MATLAB还具备绘制各类图表和数据可视化的能力,便于对数学模型的结果进行分析和展示。
2. MathematicaMathematica是一款综合的数学软件系统,广泛应用于科学计算、数据可视化和工程分析。
它提供了强大的符号计算能力,能够精确求解代数方程、微分方程等数学模型,并支持在各个领域进行建模和求解。
Mathematica还具备高级绘图功能,可以生成精美的图像,方便展示研究结果。
3. MapleMaple是一种常用的数学建模软件,它提供了丰富的数学函数库和符号计算功能。
Maple的特点是可以将建模问题转化为数学表达式,并进行符号推导和求解。
此外,Maple还支持二维和三维绘图,可以将数学模型的结果可视化,有助于更好地理解和分析问题。
二、优化建模工具1. GurobiGurobi是一个强大的数学规划求解器,能够解决线性规划、整数规划、二次规划等数学优化问题。
它具有高效的求解算法和优化引擎,能够在较短时间内求解大规模和复杂的优化问题。
Gurobi还提供友好的用户界面和多种编程接口,使得建模者能够方便地使用其功能进行建模求解。
2. AMPLAMPL是一种专业的建模语言和环境,适用于各类数学建模问题。
通过AMPL,建模者可以将数学模型表达为简洁的语句,并结合各种优化算法进行求解。
AMPL还提供了丰富的建模库和示例,方便初学者快速上手。
此外,AMPL支持与各种求解器的接口,可以与Gurobi、CPLEX等优化工具进行配合使用。
常用数学软件介绍Maple、Mathematica、Matlab、_MathCAD、_SAS、SPSS、LINDO、LINGO
数学软件是数学实验室的主要组成部分。 50年代计算机的强大功能主要表现在数值计算上。 60到80年代的Fortran以及Basic语言等可以说是数学软 件(Mathematical Software)的基础。 在70到80年代出现了数学软件包。 数学软件的发展经历了一个八仙过海各显神通的阶段。
使用LINDO的一些注意事项
“>”(或“<”)号与“>=”(或“<=”)功能相同 变量与系数间可有空格(甚至回车), 但无运算符 变量名以字母开头,不能超过8个字符 变量名不区分大小写(包括LINDO中的关键字) 目标函数所在行是第一行,第二行起为约束条件 行号(行名)自动产生或人为定义。行名以“)”结 束 7. 行中注有“!”符号的后面部分为注释。如: ! It’s Comment. 8. 在模型的任何地方都可以用“TITLE” 对模型命名 (最多72个字符),如: TITLE This Model is only an Example 1. 2. 3. 4. 5. 6.
理功能,允许用户从Word访问Matlab的数值计算和
可视化结果。
2.人机界面友好,编程效率高 Matlab语言易学易用,不要求用户有高深的数学 和程序语言知识,不需要用户深刻了解算法及编程技 巧。Matlab的语言规则更接近数学表示,与我们习惯 的笔算式极为相似,命令表达方式与标准的数学表达 式非常相近。它以解释方式工作,键入算式无需编译 立即得出结果,若有错误也立即做出反应,便于编程 者立即改正。 Matlab具有图形用户接口(GUI),允许用户把 Matlab当作一个应用开发工具来使用。Matlab还包含 几十个 PDF帮助文件,从Matlab的使用入门到其他专 题应用均有详细的介绍。
数学建模常用软件
数学建模常用软件Matlab Mathematica lingo SAS详细介绍:数学建模软件介绍一般来说学习数学建模,常用的软件有四种,分别是:matlab、lingo、Mathematica和SAS下面简单介绍一下这四种。
1.MATLAB的概况MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。
除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多. 当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(T oolbox).工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类. 开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包. 2.Mathematica的概况Wolfram Research 是高科技计算机运算( Technical computing )的先趋,由复杂理论的发明者Stephen Wolfram 成立于1987年,在1988年推出高科技计算机运算软件Mathematica,是一个足以媲美诺贝尔奖的天才产品。
Mathematica 是一套整合数字以及符号运算的数学工具软件,提供了全球超过百万的研究人员,工程师,物理学家,分析师以及其它技术专业人员容易使用的顶级科学运算环境。
目前已在学术界、电机、机械、化学、土木、信息工程、财务金融、医学、物理、统计、教育出版、OEM 等领域广泛使用。
数学建模必备
数学建模必备软件(转)数学建模必备软件所谓欲善其事,先利其器,推荐一些竞赛中常用的必备软件。
1、微软家族。
撰写竞赛文章微软的word自然是首选;辅以公式编辑器Mathtype更是如虎添翼。
当然还有其它的选择就是Science Word这个软件,还可以使用Tex格式。
绘制流程图微软的Visio当仁不让。
还有powerpoint等这些就不必多说了。
2、计算软件。
大块头大智慧的Matlab,一些常用的数值计算、符号运算、作图都是靠它完成的。
尤其是Matlab的ANN工具箱更是爱不释手。
还有同样优秀的Mathematica,Maple。
3、统计软件。
和数据打交道喜欢用SPSS,界面有些像Excel,面对很多问题都是几乎不需要编写一行程序,动动鼠标就可以完成。
也许很多人认为SAS更优秀,但SPSS更适合初学者。
还有优秀的、免费的R软件,只是资料很少。
4、运筹帷幄Lingo软件。
最新版是Lingo11.0。
关于Lindo和Lingo,它们都是Lindo公司的产品,但是Lindo 的功能已经整合到Lingo中,所以大家可以不用再去理会Lindo没有关系。
5、阅读软件。
PDF文档的阅读使用官方的Adobe Reader可以,Foxit Reader也是极其优秀。
在CNKI下载论文准备一下CAJViewer以备万一。
无论是在竞赛过程中还是平时练习中,很多功能类似的软件精通其中一种即可,要因人而异,找到适合自己的才是最好的。
除了这些软件之外,其实还用该掌握一门语言譬如说C、C++、Pascal 等。
还有下载试题所用的下载软件诸如迅雷或者快车等自然更不必说了。
总之,这些都应该在竞赛之前充分准备好。
以免到时手忙脚乱。
数学建模 常见软件包简介1
第二章常见软件包简介在数学实验或数学建模中,我们都需要利用一些软件来辅助我们开展工作,比如对实验问题进行量或形观察,原始数据进行加工处理,对建立的模型进行求解、分析等等,因此有必要掌握一些常用的数学软件包的使用。
本章对常用的三款软件:Mathematica、Matlab以及Lingo进行介绍。
这三款软件各有千秋,各有各的特长,掌握它们对于数学实验或数学建模大有裨益。
§2.1 Mathematica简介Mathematica是由美国物理学家Stephen Wolfram领导的一个小组开发的,后来他们成立了Wolfram研究公司。
1988年推出了Mathematica 1.0版本,因系统精致的结构和强大的计算能力而广泛流传。
经过二十多年的不断扩充和修改,生产的一种数学分析型的软件,以符号计算见长,也具有高精度的数值计算功能和强大的图形功能。
一、Mathematica的启动和运行假设在Windows环境下已安装好Mathematica7.0,启动Windows后,通过“开始/Wolfram Research/ Wolfram Mathematica7”启动Mathematica7,在屏幕上显示如图2.1.1的Notebook(笔记本)窗口,系统暂时取名Untitled-1,直到用户保存时重新命名为止。
图2.1.1 Notebook(笔记本)窗口输入1+1,然后按下Shif+Enter键,这时系统开始计算并输出计算结果,并给输入和输出附上次序标识In[1]和Out[1],注意In[1]是计算后才出现的;再输入第二个表达式,要求系统将一个二项式展开,按Shift+Enter输出计算结果后,系统分别将其标识为In[2]和Out[2],如图2.1.2。
在Mathematica的Notebook界面下,可以用这种交互方式完成各种运算,如函数作图,求极限、解方程等,也可以用它编写C程序。
在Mathematica系统中定义了许多功能强大的函数,我们称之为内建函数(built-in function), 直接调用这些函数可以取到事半功倍的效果。
数学专业的数学软件与工具
数学专业的数学软件与工具数学专业是一门需要大量计算和分析的学科,而数学软件和工具成为了数学专业学习和研究的重要辅助。
本文将探讨数学专业中常用的数学软件和工具,侧重介绍它们的功能和应用。
一、数学建模软件数学建模是数学专业的重要研究方向之一,数学建模软件的使用极大地提高了数学建模的效率和准确性。
常见的数学建模软件包括Matlab、Mathematica和Maple等。
1. MatlabMatlab是数学计算和科学工程计算的强大工具,主要用于数值计算和数据分析。
它提供丰富的函数库和编程环境,可以方便地实现各种数学模型的求解和数据处理。
对于线性代数、微积分、概率统计等数学专业的核心内容,Matlab提供了高效的算法和函数,使得解决复杂的数学问题变得简单。
2. MathematicaMathematica是一款综合性的数学软件,用于符号计算、数值计算和可视化。
它具有强大的计算能力和丰富的数学库,可以处理各种数学问题,并进行高质量的图像渲染。
它在数学建模、微积分、离散数学等领域都有广泛的应用,对于数学专业的学习和研究具有重要意义。
3. MapleMaple是一种用于数学建模和科学计算的软件,具有强大的符号计算功能。
它可以进行高级数学计算、数值计算、绘图以及数据分析等,它的强大功能和友好的用户界面使其成为了数学专业学习的重要工具。
它广泛应用于代数、微积分、微分方程、概率统计等领域。
二、数学绘图工具数学绘图是数学专业中常用的一种表达和展示方式,它能够帮助学者更好地理解和解释数学问题。
以下是几种常见的数学绘图工具。
1. GeoGebraGeoGebra是一款免费的数学绘图和几何建模工具,它结合了几何、代数、微积分和统计等功能。
它提供了一个直观和交互式的界面,用户可以通过绘制图形、操作函数等方式来学习和探索数学知识。
对于数学专业的学生来说,GeoGebra是一个很好的辅助工具,可以用于绘制各种数学图形和进行几何推导。
数学建模专题(软件)
1、matlab概述
(2)Matlab的特点: 1)运算符和库函数极其丰富,语言简洁,编 程效率高,MATLAB除了提供和C语言一样 的运算符号外,还提供广泛的矩阵和向量 运算符。利用其运算符号和库函数可使其 程序相当简短,两三行语句就可实现几十 行甚至几百行C或FORTRAN的程序功能。
感受matlab的效率
算法框图
程序代码
function y=kaifang(a,eps,x0) %a是被开方数; %eps精度指标; %x0表示初始值; x(1)=x0; x(2)=(x(1)+a/x(1))/2; k=2; while abs(x(k)-x(k-1))>=eps x(k+1)=(x(k)+a/x(k))/2; k=k+1; end y=x';
思考 对于前面例题的算法还有什 么问题应该讨论? 1、迭代是否收敛? 2、收敛的速度如何?
随机模拟
随机模拟与系统仿真 例:浦丰投针问题
2l P d
赌徒输光问题
两个赌徒甲、乙将进行一系列的赌博。 在每一局中甲获胜的概率为p,而乙获胜的 概率为q,p+q=1。在每一局后,失败者都 要付一元钱给胜利者。在开始时甲拥有资 本a元,而乙有资本b元,两个赌徒直到甲 输光或乙输光而停出 概率为:
b ab * P b 1 g a b 1 g g p/q
p 1/ 2 p 1/ 2
利用随机模拟方法可以计算
function [Po,P]=dt(a,b,p,m,N) %输入赌徒甲的初始资金a,乙为b %输入p为甲获胜的概率,m为随机数状态 %N为模拟次数 S=0; rand('state',m); % 设置随机数状态 for k=1:N; at=a; bt=b; while at>0.5&bt>0.5; r=[(rand<p)-0.5]*2; % 算输赢 at=at+r; bt=bt-r; end S=S+(at<0.5); % 累加甲输的次数 end P=S/N; % 模拟的概率值 g=p/[1-p]; Po=[1-g^b]/[1-g^(a+b)]; %概率的理论值
数学专业的数学软件与工具推荐
数学专业的数学软件与工具推荐数学是一门抽象而又具体的学科,许多数学问题需要通过计算和图形来解决。
为了提高数学专业学生的学习效率和解题能力,选择合适的数学软件和工具非常重要。
本文将推荐几款在数学专业中常用的数学软件与工具,帮助学生更好地学习和应用数学知识。
一、数学建模软件数学建模是数学专业的重要内容之一,它将数学模型与实际问题相结合,通过计算机模拟和仿真等方法解决实际问题。
在数学建模中,使用一些专业的数学建模软件可以极大地提高建模的效率和精度。
1. MATLABMATLAB是一款功能强大的数学建模和仿真软件,广泛应用于数学、工程、物理、经济等领域。
它提供了丰富的数学函数库和绘图功能,可以方便地进行数值计算、符号计算、图像处理等操作。
MATLAB还支持各种文件格式的导入和导出,便于与其他软件和工具进行数据交互。
2. MapleMaple是一款专业的数学软件,它提供了强大的数学计算和符号计算功能。
通过Maple,用户可以进行复杂的代数运算、微分方程求解、概率统计分析等操作。
Maple还具有良好的可视化界面和图形绘制功能,可以直观地展示数学模型和计算结果。
二、数据分析与统计软件在数学专业的学习和研究中,数据分析和统计是必不可少的工作。
选择合适的数据分析和统计软件能够帮助学生更好地处理和分析数据,并得出科学、准确的结论。
1. RR是一种开源的数据分析和统计软件,它提供了丰富的数据处理、数据可视化和统计分析功能。
R语言具有简洁而灵活的语法,用户可以自定义函数和算法,方便进行个性化的数据分析。
此外,R还有大量的包和插件可供使用,扩展了它的功能和应用领域。
2. SPSSSPSS是一款专业的统计软件,广泛应用于社会科学、生物医学、市场调查等领域。
SPSS提供了丰富的统计方法和数据处理功能,包括描述性统计、回归分析、方差分析等。
SPSS还有友好的图形界面和报告功能,使用起来非常方便。
三、数学绘图工具数学专业中常常需要绘制各种图形来表达数学模型和计算结果,选择合适的数学绘图工具可以使图形更加精美和直观。
数学建模常用统计方法 与软件介绍(2013)
MATLAB
SAS R
SPSS
C++
Excel: 严格说来并不是统计软件,但作为数据表格软件,必然 有一定统计计算功能。而且凡是有Microsoft Office的计 算机,基本上都装有Excel。但要注意,有时在装Office 时没有装数据分析工具箱,那就必须装了才行。当然, 画图功能是都具备的。对于简单分析,Excel还算方便, 但随着问题的深入,Excel就不那么“傻瓜”,需要使 用函数,甚至根本没有相应的方法了。多数专门一些的 统计推断问题还需要其他专门的统计软件来处理。
系统聚类分析用到的函数
函 数 pdist squareform 功 能 计算观测量两两之间的距离 将距离矩阵从上三角形式转换为方形 形式,或从方形形式转换为上三角形 式 创建系统聚类树
linkage
dendrogram cophenet cluster clusterdata inconsistent
(1) Probability distributions(概率分 布):分布,参数估计,随机数等; (2)Descriptive statistics(描述统计): 样本的各种描述统计量; (3)Linear models (线性模型):线性 回归分析,方差分析; (4) Nonlinear models(非线性模型): 非线性回归,Logistic回归; (5) Hypothesis test(假设检验):参数 非参数检验,分布检验;
判别分析
判别分析是利用原有的分类信息Байду номын сангаас得到体 现这种分类的函数关系式(称之为判别 函数,一般是与分类相关的若干个指标 的线性关系式),然后利用该函数去判 断未知样品属于哪一类。 对于给定的数据,用classify函数进行线 性判别分析,用mahal函数计算马氏距离。
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1.2.1 主菜单
主菜单上有9个菜单项。点击菜单项会弹出下拉式 菜单。
File菜单中的New、Open、Close、Save、Save As命 令分别用于新建、打开、关闭、保存、另存为,功能与 其它常用软件类似。File菜单中还有一个比较常用的选 项Palettes,当鼠标指向它时,会弹出下一级子菜单, 用来打开各种基本输入模版。
Tanh[x] 双曲正切函数; Coth[x] 双曲余切函数。
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2.2 自定义函数
Mathematic允许用户使用自己定义的函数, 定义方法有 2.2.1初等函数 例
结果为 27 + E^3
注意:定义函数时自变量后面一定要加下划线。冒号是 只运行不显示
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(3)输入键盘上没有的字符或数学记号,可以点击File 菜单中Palettes 项里的“Basic Input”,打开特殊符号 表单。 (4)Mathematica中的标点符号必须要切换到英文状态 下输入。引号“;”放在一行命令后,表示执行运算但 不显示结果。圆括号( )仅用来改变运算次序,花 括号{ }则用于命令中的选项或表示集合,注意各种 括号必须成对出现。
(1)系统的所有函数(命令)都必须以大写英文字母开 头,并注意区分大小写,自变量要放在方括号[ ]内。 变量名最好用小写字母,否则容易与软件内部函数 (命令)名冲突,比如大写字母C和D都不能用来作为 变量名。 (2)Mathematica中常用的运算符号有5个(加、减、乘、 除、乘方):+、-、*(或空格)、/、^,空格的用法 比较特殊,要特别注意。
-1
-0.5
-0.5
-1
-1.5
-2
0.5
1
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3.2 参数方程作图
命令格式
ParametricPlot[参数方程,参数范围,可选项]
例
画函数
x y
2*(t 2 * (1
sin t) 的图形
cos t)
ParametricPlot[{2*(t-Sin[t]),2*(1-Cos[t])},{t,0,4*Pi}]
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1.2.2 Notebook窗口(工作区)
界面左边的空白区域为工作区,是用户输入、输出 一切信息的窗口,用户的所有操作都在这里完成,可以 同时打开多个工作区窗口,该窗口被称为Notebook。
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在Notebook窗口输入命令,比如输入计算式: N[Pi,100],然后同时按下快捷键Shift+Enter或直接 按小键盘Enter,系统执行运算并输出结果。
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在Mathematica中变量如果赋了值,在以后的表达式 中一直以该值出现,这一点常常被初学者忽略,造 成计算结果出错。 例如
//N表示对计算取小数
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系统输出了一个数值,是将看x作π/3的结果,而 不是一个表达式。要第二次使用一个变量,必须 清除原来的值,用“Clear”命令,格式为Clear[变 量]或Clear[变量1,变量2],也可以用格式 变量名=. 表示将原来的定义取消。
2
2
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一些特别函数,其表达式为:
Round[x]
最接近x的整数(四舍五入);
Floor[x]
不大于x的最大整数,即取整函数;
Abs[x]
绝对值函数;
Max[x1,x2,…] 取x1,x2,…中的最大值;
Min[x1,x2,…] 取x1,x2,…中的最小值;
Mod[m,n]
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感受Mathematica的效率
1、求
lim
x0
x sin x x3
Mathematica命令: Limit[(x-Sin[x])/(x^3),x->0]
2、求
4 x2 dx
0 2x 1
Mathematica命令:
Integrate[(x+2)/((2*x+1)^(1/2)),{x,0,4}]
数学建模常用软件介绍
理学院 程涛 2013.7
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工欲善其事 必先利其器
数学建模中的几大利器
Mathematica MATLAB LINGO Excel DPS ……
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Mathematica篇
Mathematica是Wolfram研究公司在1987年 推出的产品, 是一种用来进行数值、符号和 图形的数学处理的数学软件系统。自1987年推出 1.0版本,到现在已经发展到9.0版本, 各版本 用法大同小异。
1.5 Mathematica文件的保存
Mathematica中所做的工作,在“File”菜单中点 取“Save As…”,弹出对话框 ,和大多数软件一 样,在文件名处键入你所要保存文件的文件名, 并选择好你打算保存文件的存储位置,回车即完成 文件的保存。保存的文件以“.nb”(Notebook的缩
写) 为后缀。是系统默认的Mathematica语言程序文件。
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1.6 Mathematica的扩展
Mathematica一个比较重要的特点就是其可扩展性某 些专门领域的计算会用到外挂的软件包。所谓软件包, 就是已经编写好的一些程序文件,但这些文件并不在软 件的内核中,要使用的时候必须先调入。软件包调用的 命令格式为:<<软件包名称`文件名称`或者<<软件包名 称`只调用软件包,撇号“`”利用Tab键上方的按键输入。 常用的外挂软件包有代数Algebra、分析Calculus、几何 Geometry、图形Graphics、线性代数LinearAlgebra以 及统计Statistics。
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1. Mathematica入门
1.1 Mathematica的启动 正确安装Mathematica软件,在开始菜单里或者
桌面上找到Mathematica,双击便会出现下面的窗口, 表示Mathematica已经启动。
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1.2 Mathematica的工作界面 空白区域为Notebook窗口(工作区),其上方为主
整数m被n除的余数;
Quotient[m,n]
整数m被n除的整数部分;
GCD[n1,n2,…]
一组整数的最大公约数;
LCM[n1,n2,…]
一组整数的最小公倍数;
Factor[表达式]
表达式的因式分解;
Expand[表达式]
表达式展开;
Together[表达式]
表达式通分;
Sinh[x] 双曲正弦函数; Cosh[x] 双曲余弦函数;
3.1 基本一元函数作图
命令格式: Plot[f[x] ,{x,xmin,xmax},可选项] 其中f[x]代表一个函数表达式,x表示函数的自变量, xmin,xmax分别表示所要做的图形中x取值的下、上 限。可选项是对图形参数的设定,如果不写可选项, 则系统按内定的参数输出图形。
0.02
Plot[x^3,{x,-1,1}]
“%”表示前一次运算输出的结果。为了得到更 多 位数的近似值,可以加上参数指定位数。 例
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Mathematica中常用的数学常数有 π 用Pi表示 e 用E表示
用Infinity表示
i 用I表示 Mathematica中的变量名用字母或数字组成,第1
个字母用小写. 例如data1,list2,等等. 变量的赋值用"=".例data=25
5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5
1
1
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ListPlot[{{-1,2},{0,2.5},{1,3},{2,4},{3,4.5},{4,5.5}}, PlotJoined->True]
5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5
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Edit为编辑命令菜单,其中的Cut、Copy、Paste、 Select All、Undo命令分别用于剪切、复制、粘贴、全 选、取消。
Help是帮助菜单,使用时可打开Help Browser项, 获得系统帮助文件。帮助文件实际上就像是使用说明 书,在帮助文件里可以了解Mathematica软件的所有函 数、命令的使用格式和功能。使用时,只要在帮助窗 口内输入命令或函数名称,系统就会显示该命令或函 数的使用格式及其它相关信息。
1 0.5
-2
-1.5
-1
-0.5
-0.5
-1
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3.4 隐函数作图
首先输入命令 <<Graphics`
调出函数ImplicitPlot,再输入 ImplicitPlot[表达式,{x,x1,x2}]
如:作隐函数 x3 y3 3xy 的图像。
ImplicitPlot[x^3+y^3==3x*y,{x,-3,3}]
Sin[x]
正弦函数;
Cos[x] 余弦函数;
Tan[x]
正切函数;
Cot[x] 余切函数;
Sec[x]
正割函数;
Csc[x] 余割函数;
ArcSin[x]
反正弦函数; ArcCos[x] 反余弦函数;
ArcTan[x]
反正切函数;
ArcCot[x]
反余切函数,注意值域为 ( ,0) (0, )
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