常用数学建模方法_数学建模方法的流程图
数学建模常用方法
数学建模常用方法建模常用算法,仅供参考：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M a t l a b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L i n d o、L i n g o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M a t l a b进行处理）一、在数学建模中常用的方法：1.类比法2.二分法3.量纲分析法4.差分法5.变分法6.图论法7.层次分析法8.数据拟合法9.回归分析法10.数学规划（线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划、目标规划）11.机理分析12.排队方法13.对策方法14.决策方法15.模糊评判方法、16.时间序列方法17.灰色理论方法18.现代优化算法（禁忌搜索算法、模拟退火算法、遗传算法、神经网络)二、用这些方法可以解下列一些模型：优化模型、微分方程模型、统计模型、概率模型、图论模型、决策模型。
数学建模简介及数学建模常用方法
利用已知的数学方法来求解上一步所得到的数学问题，这时往往还要 做出进一步的简化或假设。在难以得出解析解时，也应当借助计算机求出 数值解。 5 ．模型分析。
数学建模是利用数学方法解决实际问题的一种实践。即通过抽象、简
化、假设、引进变量等处理过程后，将实际问题用数学方式表达，建立起
数学模型，然后运用先进的数学方法及计算机技术进行求解。简而言之
,
建立数学模型的这个过程就称为数学建模。
模型是客观实体有关属性的模
至于它是否真的能飞则无关紧要；
拟。陈列在橱窗中
然而参加航模比赛的飞机模
的飞机模型外形应
型则全然不同， 如果飞行性能
当像真正的飞机，
不佳， 外形再像飞机， 也不能
算是一个好的模型。模型不一定是 对实体的一种仿照，也可以是对实 体的某些基本属性的抽象，例如， 一张地质图并不需要用实物来模 拟，它可以用抽象的符号、文字和 数字来反映出该地区的地质结构。 数学模型也是一种模拟，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。 实际问题中有许多因素， 在建立数学模型时你不可能、也没 有必要把它们毫无遗漏地全部加以
常用数学建模方法
常用数学模型及建模方法本章介绍几类常见的数学模型：轮廓模型、拟合模型、机理模型、层次分析模型、优化模型和系统仿真模型。
通过介绍引入数学建模的基本思想和方法，使得我们在面对实际问题时有欲望、有信心、有能力运用自己学过的数学去尝试地解决问题。
本章用到的数学知识都比较粗浅，目的是降低初学数学应用的难度，一方面使我们马上看到数学是如何被应用于如此广泛的自然科学和社会科学领域，另一方面将激发我们学习数学研究数学的意识。
1. 量纲分析与轮廓模型在生活中，人们常常需要对自己未知的、不熟悉的事务做判断，根据已有经验做估计。
例如，人的身高增加5%，做衣服的用料将增加多少？商品由大包装变为小包装，成本将增加多少？等等诸如此类的问题。
在回答这些问题时，人们都有意或无意地使用了轮廓模型。
本节从物理学中量纲分析开始接触轮廓模型。
一. 量与量纲1. 量及其度量10. 模型所涉及的主要是量不是数20. 量（物理量）可以分为：基本量：基础的，独立的量: 长度、质量、时间、…导出量：由基本量通过自然规律导出的量: 速度、加速度、力、…30. 量的度量体系—单位制：基本量及其度量单位国际单位（SI）制基本量名称单位符号长度L 米m 质量M 千克kg时间T 秒s 电流强度I 安培 A温度 开尔文K 光强J 坎德拉cd物质的量N 摩尔mol导出量名称单位符号力牛顿N（kgms-2）能量焦耳J（kgm2s-2）功率瓦特W（kgm2s-3）频率赫兹Hz（s-1）压强帕斯卡Pa（kgm-1s-2）2. 量纲：10. 量纲：一个物理量Q一般都可以表示为基本量乘幂之积。
称这个乘幂之积的表达式[Q]=Lα MβTγ Iηθδ J ξ Nζ为该物理量对选定的这组基本量的量纲积或量纲表达式。
αβγηδξζ称为量纲指数。
例. [长度]=L、[质量]=M、[时间]=T、[面积]=L2 [体积]=L3、[速度]=LT-1, [加速度]=LT-2、[力]=MLT-2,[能量]=ML2T-2.注 1. 物理量的量纲只依赖于基本量的选择，独立于单位的确定。
常用数学建模方法
数学建模常用方法以及常见题型核心提示：数学建模方法一、机理分析法从基本物理定律以及系统的结构数据来推导出模型 1.比例分析法--建立变量之间函数关系的最基本最常用的方法。
2.代数方法--求解离散问题（离散的数据、符号、图形）的主要方法。
3. 逻辑方法--是数学理论研的重要方法，对社会学和经济学等领域的实际问题，在决策，对策等学科中得到广泛应用。
4.常微分方程--解决两个变量之间的变化规律，关键是建立"瞬时变化率"的表达式。
5.偏微分方程--解决因变量与两个以上自数学建模方法一、机理分析法从基本物理定律以及系统的结构数据来推导出模型1.比例分析法--建立变量之间函数关系的最基本最常用的方法。
2.代数方法--求解离散问题（离散的数据、符号、图形）的主要方法。
3. 逻辑方法--是数学理论研的重要方法，对社会学和经济学等领域的实际问题，在决策，对策等学科中得到广泛应用。
4.常微分方程--解决两个变量之间的变化规律，关键是建立"瞬时变化率"的表达式。
5.偏微分方程--解决因变量与两个以上自变量之间的变化规律。
二、数据分析法从大量的观测数据利用统计方法建立数学模型1.回归分析法--用于对函数f（x）的一组观测值（xi,fi）I=1,2,…,n，确定函数的表达式，由于处理的是静态的独立数据，故称为数理统计方法。
2.时序分析法--处理的是动态的相关数据，又称为过程统计方法。
3.回归分析法--用于对函数f（x）的一组观测值（xi,fi）I=1,2,…,n，确定函数的表达式，于处理的是静态的独立数据，故称为数理统计方法。
4.时序分析法--处理的是动态的相关数据，又称为过程统计方法。
三、仿真和其他方法1.计算机仿真（模拟）--实质上是统计估计方法，等效于抽样试验。
①离散系统仿真--有一组状态变量。
②连续系统仿真--有解析达式或系统结构图。
2.因子试验法--在系统上作局部试验，再根据试验结果进行不断分析修改，求得所需的模型结构。
第二讲：数学建模的基本方法和步骤
第二讲 数学建模的基本方法和步骤数学建模面临的实际问题是多种多样的，建模的目的不同、分析的方法不同、采用的数学工具不同，所得模型的类型也不同，我们不能指望归纳出若干条准则，适用于一切实际问题的数学建模方法。
下面所谓基本方法不是针对具体问题而是从方法论的意义上讲的。
（注：用最初等的方法解决，越受人尊重）一 数学建模的基本方法一般说来数学建模的方法大体上可分为机理分析和测试分析两种。
⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩机理分析： 是根据对客观事物特性的认识，找出反映内部机理的数 量规律，建立的数学模型常有明确的物理或现实意义。
建模方法测试分析： 将研究对象看作一个“黑箱”（意思是内部机理看不清 楚），通过对测量数据的统计分析，找出与数据拟合最 好的模型。
面对于一个实际问题用哪一种方法建模，主要取决于人们对研究对象的了解程度和建模目的。
如果掌握了一些内部机理的知识，模型也要求具有反映内部特征的物理意义，建模就应以机理分析为主。
而如果对象的内部机理规律基本上不清楚，模型也不需要反映内部特征，那么可以用测试分析。
对于许多实际问题也常常将两种方法结合起来，用机理分析建立模型结构，用测试分析确定模型的参数。
二 数学建模的一般步骤建模要经过哪些步骤并没有一定的模式，通常与问题性质和建模的目的等有关。
下面给出建模的一般步骤，如图1.2所示。
⑴ 模型准备：了解实际背景，明确建模目的，搜索必要信息，弄清对象的主要特征，形成一个比较清晰的“问题”（即问题的提出）。
情况明才能方法对，在这个阶段要深入调查研究，虚心向实际工作者请教，尽量掌握第一手资料。
⑵模型假设：根据对象的特征和建模目的，抓住问题的本质，忽略次要因素，作出必要的、合理的简化假设。
对于建模的成败这是非常重要和困难的一步。
假设不合理或太简单，会导致错误的或无用的模型；假设作得过分详细，试图把复杂对象的众多因素都考虑进去，会使你很难或无法继续下一步的工作。
常常需要在合理与简化之间作出恰当的折衷，要不段积累经验，并注意培养和充分发挥对事物的洞察力和判断力。
第二讲：数学建模的基本方法和步骤
数学建模常用方法介绍
数学建模常用方法介绍数学建模是指利用数学方法对实际问题进行数学描述和分析的过程。
它是数学与实际问题相结合的一种科学研究方法。
在数学建模中，常用的方法有线性规划、非线性规划、动态规划、数值模拟、统计分析等。
下面将介绍这些常用的数学建模方法。
1.线性规划线性规划是一种优化问题的数学描述方法，可以用于求解最优化问题，例如最大化利润或最小化成本。
线性规划的基本思想是在一定的约束条件下，通过线性目标函数和线性约束条件，寻找最优解。
线性规划常用的算法有单纯形法、内点法等。
2.非线性规划非线性规划是一种在约束条件下求解非线性最优化问题的方法。
与线性规划不同，非线性规划中目标函数和/或约束条件是非线性的。
非线性规划的求解方法包括梯度下降法、牛顿法等。
3.动态规划动态规划是一种常用的求解最优化问题的方法，它可以用于求解具有重叠子问题结构的问题。
动态规划将原问题分解为一系列子问题，并通过保存子问题的解来避免重复计算，从而降低计算复杂度。
动态规划常用于求解最短路径问题、背包问题等。
4.数值模拟数值模拟是通过数值方法对实际问题进行计算机模拟和仿真的方法。
数值模拟在现代科学和工程中得到广泛应用。
数值模拟方法包括有限差分法、有限元法、蒙特卡洛方法等。
5.统计分析统计分析是通过数理统计方法对数据进行分析和推断的方法。
统计分析可以帮助我们了解数据的分布、关系和趋势，并做出科学的推断和预测。
统计分析方法包括假设检验、方差分析、回归分析等。
除了以上常用方法，还有一些其他常用的数学建模方法，例如图论、随机过程、优化算法等。
不同的问题需要选用不同的数学建模方法。
为了解决实际问题，数学建模需要结合实际背景和需求，在数学建模的过程中运用合适的数学方法，建立准确的模型，并通过数学分析和计算机辅助求解，得到符合实际情况的解答和结论。
数学建模的过程不仅仅是将数学工具应用于实际问题，更要注重问题的形式化、合理性和可行性。
在实际建模过程中，需要对问题进行适当的简化和假设，并考虑到模型的稳定性和可靠性。
数学建模中常用的十种算法
设针投到地面上的位置可以用一组参数（x,θ）来描述， x为针中心的坐标，θ为针与平行线的夹角，如图所示。 任意投针，就是意味着x与θ都是任意取的，但x的范围 限于［0，a］，夹角θ的范围限于［0，π］。在此情况下， 针与平行线相交的数学条件是
x ≤ l ⋅ sin θ
针在平行线间的位置
如何产生任意的（x,θ）？x在［0，a］上任意取值， 表示x在［0，a］上是均匀分布的，其分布密度函 数为：
遗传算法简介
遗传算法是一类借鉴生物界自然选择和自然遗传机制的随 机化搜索算法，由美国J.Holland教授提出，其主要特点 是群体搜索策略和群体中个体之间的信息交换，搜索不依 赖于梯度信息。它尤其适用于传统搜索方法难于解决的复 杂和非线性问题，可广泛用于组合优化、机器学习、自适 应控制、规划设计和人工生命等领域，是21世纪有关智 能计算中的关键技术之一。 在人工智能领域中，有不少问题需要在复杂和庞大的 搜索空间中寻找最优解或准最优解。象货郎担问题和规划 问题等组合优化问题就是典型的例子。在求解此类问题时， 若不能利用问题固有知识来缩小搜索空间则会产生搜索的 组合爆炸。
2、最优化理论的三大非经典算法
这十几年来最优化理论有了飞速发展，模拟退火法、神经 网络、遗传算法这三类算法发展很快。近几年的赛题越来 越复杂，很多问题没有什么很好的模型可以借鉴，于是这 三类算法很多时候可以派上用场，比如：97 年A 题的模 拟退火算法，00 年B 题的神经网络分类算法，象01 年B 题这种难题也可以使用神经网络，还有美国竞赛89 年A 题也和BP 算法有关系，当时是86 年刚提出BP 算法，89 年就考了，说明赛题可能是当今前沿科技的抽象体现。目 前算法最佳的是遗传算法。
i =1 i
N
作为积分的估计值（近似值）。
数学建模的一般步骤和案例
理想和现实的比较结果及处理方法
1、利用MATLAB拟合此曲线方程，可得：V 0.084h3 0.151h2 0.058h 0.002 2、线性回归方式得到修正系数 m 1.035
3、计算得到的数据与实际测量数据吻合较好，相对误差始终很小，实际数据稍小可能是由于
探针，进出油罐管道等占一定体积及罐壁厚度造成的，为简化模型，本文忽略这部分影响。
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： 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． 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。 模型构成：根据所做的假设以及事物之间的联系，构 造各种量之间的关系。 （查资料得出数学式子或算法）
横向变位 后油液面
h0 h
图11 储油罐横向变位示意图
h R ( R h0 )cos R(1 cos ) h0 cos
2、球冠体积的计算
容易计算球冠的半径为1.625m
4. 事故发生后，2、3车道堵车对小轿车车速的影响比1、2车 道堵车大，小轿车平均速度减少值多5.6m/s。 5. 1、2车道发生事故和2、3车道发生事故对小轿车的影响比 公交车的影响明显。即小轿车速度对发生事故的车道位置 更敏感。 6. 公交车各时间段速度波动对发生事故的车道位置更敏感。
第二种处理方式：
油 位 探针
注油口 出油管 1.2m
油浮子
1.2m
油
h
α
水平线
1.78m
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）。
数学建模常见算法编程实现PPT课件
1.2 模糊综合评价法
基本思想：是以模糊数学为基础，应用模糊关系合成的原理，将一些边界不清、 不易定量的因素定量化，从多个因素对被评价事物隶属等级（或称为评语集） 状况进行综合性评价的一种方法。综合评判对评判对象的全体，根据所给的条 件，给每个对象赋予一个非负实数评判指标，再据此排序择优。
基本步骤：确定因素集、评语集；构造模糊关系矩阵；确定指标权重；进行模 糊合成和做出评价。
1.3 BP神经网络综合评价法
典型问题：
已知北京电影学院的女生魅力值主要由三部分构成，成绩、人品和颜值，目前计算 机学院准备开发一款魅力值自动评估软件，已知若干历届魅力大赛评估得到的数据， 请根据该数据实现对小美、小丽、小花的评估。
选手 A B C D E F
成绩 90 80 100 70 60 50
1.4 距离聚类
“类”指的是具有相似性的集合。聚类是指将数据集划分为若干类，使得类内 之间的数据最为相似，各类之间的数据相似度差别尽可能大。聚类分析就是以 相似性为基础，对数据集进行聚类划分，属于无监督学习。
监督学习知道从对象（数据）中学习什么，而无监督学习无需知道所要搜寻 的目标，它是根据算法得到数据的共同特征。比如用分类和聚类来说，分类事 先就知道所要得到的类别，而聚类则不一样，只是以相似度为基础，将对象分 得不同的簇。
1.1 层次分析法
案例解决： （1）选择好评价对象和指标体系 待选对象：小李、小张、小王 评价指标：财富、人品、成绩、健康水平、长相、身高 （2）构建判断矩阵 第一个判断矩阵：指标体系之间的 第二个判断矩阵：针对某个指标各对象之间的 （3）编程实现，相乘即可
1.1 层次分析法
注意点： 当遇到因素众多，规模较大的评价问题时，该模型容易出现问题，它要求
数学建模中常用的思想和方法
数学建模中常用的思想和方法（1）knowledge 2010-08-19 00:42:51 阅读160 评论0字号：大中小在数学建模中常用的方法：类比法、二分法、量纲分析法、差分法、变分法、图论法、层次分析法、数据拟合法、回归分析法、数学规划（线性规划，非线性规划，整数规划，动态规划，目标规划）、机理分析、排队方法、对策方法、决策方法、模糊评判方法、时间序列方法、灰色理论方法、现代优化算法（禁忌搜索算法，模拟退火算法，遗传算法，神经网络）。
用这些方法可以解下列一些模型：优化模型、微分方程模型、统计模型、概率模型、图论模型、决策模型。
拟合与插值方法（给出一批数据点，确定满足特定要求的曲线或者曲面，从而反映对象整体的变化趋势）：matlab可以实现一元函数，包括多项式和非线性函数的拟合以及多元函数的拟合，即回归分析，从而确定函数；同时也可以用matlab实现分段线性、多项式、样条以及多维插值。
在优化方法中，决策变量、目标函数（尽量简单、光滑）、约束条件、求解方法是四个关键因素。
其中包括无约束规则（用fminserch、fminbnd实现）线性规则（用linprog实现）非线性规则、（用fmincon实现）多目标规划（有目标加权、效用函数）动态规划（倒向和正向）整数规划。
回归分析：对具有相关关系的现象，根据其关系形态，选择一个合适的数学模型，用来近似地表示变量间的平均变化关系的一种统计方法（一元线性回归、多元线性回归、非线性回归），回归分析在一组数据的基础上研究这样几个问题：建立因变量与自变量之间的回归模型（经验公式）；对回归模型的可信度进行检验；判断每个自变量对因变量的影响是否显著；判断回归模型是否适合这组数据；利用回归模型对进行预报或控制。
相对应的有线性回归、多元二项式回归、非线性回归。
逐步回归分析：从一个自变量开始，视自变量作用的显著程度，从大到地依次逐个引入回归方程：当引入的自变量由于后面变量的引入而变得不显著时，要将其剔除掉；引入一个自变量或从回归方程中剔除一个自变量，为逐步回归的一步；对于每一步都要进行值检验，以确保每次引入新的显著性变量前回归方程中只包含对作用显著的变量；这个过程反复进行，直（主要用SAS 至既无不显著的变量从回归方程中剔除，又无显著变量可引入回归方程时为止。
数学建模方法详解三种最常用算法
数学建模方法详解三种最常用算法数学建模是指将实际问题转化为数学模型，并通过数学方法进行求解和分析的过程。
在数学建模中，常用的算法有很多种，其中最常用的有三种，分别是线性规划、整数规划和动态规划。
一、线性规划线性规划是一种优化方法，用于在给定的约束条件下，寻找目标函数最大或最小值的一种方法。
它的数学形式是以线性约束条件为基础的最优化问题。
线性规划的基本假设是目标函数和约束条件均为线性的。
线性规划通常分为单目标线性规划和多目标线性规划，其中单目标线性规划是指在一个目标函数下找到最优解，而多目标线性规划则是在多个目标函数下找到一组最优解。
线性规划的求解方法主要有两种：单纯形法和内点法。
单纯形法是最常用的求解线性规划问题的方法，它的核心思想是通过不断迭代改进当前解来达到最优解。
内点法是一种相对较新的求解线性规划问题的方法，它的主要思想是通过从可行域的内部最优解。
二、整数规划整数规划是线性规划的一种扩展形式，它在线性规划的基础上增加了变量必须取整数的限制条件。
整数规划具有很强的实际应用性，它能够用于解决很多实际问题，如资源分配、生产优化等。
整数规划的求解方法通常有两种：分支定界法和割平面法。
分支定界法是一种常用的求解整数规划问题的方法，它的基本思想是通过将问题划分为若干个子问题，并通过求解子问题来逐步缩小解空间，最终找到最优解。
割平面法也是一种常用的求解整数规划问题的方法，它的主要思想是通过不断添加线性割平面来修剪解空间，从而找到最优解。
三、动态规划动态规划是一种用于求解多阶段决策问题的数学方法。
多阶段决策问题是指问题的求解过程可以分为若干个阶段，并且每个阶段的决策都受到之前决策的影响。
动态规划的核心思想是将问题划分为若干个相互关联的子问题，并通过求解子问题的最优解来求解原始问题的最优解。
动态规划通常分为两种形式：无后效性和最优子结构。
无后效性是指一个阶段的决策只与之前的状态有关，与之后的状态无关。
最优子结构是指问题的最优解能够由子问题的最优解推导而来。
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。
常用数学建模方法数学建模方法的流程图
常用数学建模方法数学建模方法的流程图数学建模少见微积分方法以及常见题型核心提示：数学建模方法一、机理分析法从基本磁学物理定律以及系统内的结构数据来推导出模型 1. 比例分析法--建立变量之间函数关系的最基本最常用的方法。
2. 代数方法--求解离散问题（离散的数据、符号、图形）的主要方法。
3. 逻辑方法--是数学理论研的重要分析方法，对社会学和经济学等教育领域领域的实际缺陷，在决策，对策等重新得到学科中曾得到广泛应用。
4. 常微分方程--解决两个变量之间的变化规律，关键是建立" 瞬时变化率" 的表达式。
5. 偏微分方程--逐步解决因变量与两个以上自数学建模方法一、机理分析法以及基本物理定律从系统的结构数据来推导出模型1. 比例分析法--建立变量之间函数隔阂的最基本最常用的方法。
2. 代数方法--求解离散问题（离散的数据、符号、图形）的主要方法。
3. 逻辑方法--是数学理论研的关键性方法，人类学对社会学和经济学等领域的实际难题，在决策，对策等学科中所得到广泛应用。
4. 常微分方程--解决两个变量之间的癸日变化规律，关键是建立" 瞬时变化率" 的表达式。
5. 偏微分方程--解决因变量与四个以上自变量之间的变化规律。
二、数据分析法从大量的观测数据利用统计方法建立数学模型1. 回归分析法--用于对函数f （x ）的一组观测值（xi,fi ）I=1,2,…,n，确定函数的表达式，由于处理的是静态的独立资料，故称为数理统计方法。
2. 时序分析法--处理的是动态的相关数据，又称为原核细胞统计方法。
3. 回归分析法--用于对函数f （x ）的一组观测值（xi,fi ）I=1,2,…,n，确定函数的表达式，于处理统合的是静态的分立数据，故称为数理统计方法。
4. 时序分析法--处理的是动态的相关数据，又称为过程统计数据方法。
三、仿真和其他方法1. 计算机仿真（模拟）--实质上是统计估计方法，等效于抽样试验。
干货分享！20种数学建模方法！
一、数学模型分类首先，既然是数模，你所知道的数学模型具体有哪些呢？按建立模型的数学方法，数学模型主要分为以下几种：几何模型、代数模型、规划模型、优化模型、微分方程模型、统计模型、概率模型、图论模型、决策模型 等。
其次，想要完成一篇优秀的数模论文，我们需要对建模方法有基本的了解，在审题时就可以快速找出最适合的方法。
二、建模方法分类目前，在数学建模中常用的方法有:通用型：类比法、二分法、量纲分析法、图论法；进阶型：差分法、变分法、数据拟合法、回归分析法、数学规划法(线性规划，非线性规划，整数规划，动态规划，目标规划)、 机理分析、排队方法、决策方法；高能型：层次分析法、主成分分析法、因子分析法、聚类分析法、TOPSIS法、模糊评判方法、时间序列方法；灰色理论方法、蒙特卡罗法、现代优化算法（模拟退火算法、遗传算法、神经网络法)等。
三、通用型1、类比法类比法建模一般在 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、二分法二分法 常用于数据的排序与查找，当数据量很大时宜采用该方法 。
3、量纲分析法量纲分析法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。
4、图论法图论方法是数学建模中一种独特的方法，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，也是数学建模的一个必备工具。
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)。
数学建模中常用的思想、方法和软件
数学建模中常用的思想和方法在数学建模中常用的方法：类比法、二分法、量纲分析法、差分法、变分法、图论法、层次分析法、数据拟合法、回归分析法、数学规划（线性规划，非线性规划，整数规划，动态规划，目标规划）、机理分析、排队方法、对策方法、决策方法、模糊评判方法、时间序列方法、灰色理论方法、现代优化算法（禁忌搜索算法，模拟退火算法，遗传算法，神经网络）。
用这些方法可以解下列一些模型：优化模型、微分方程模型、统计模型、概率模型、图论模型、决策模型。
拟合与插值方法（给出一批数据点，确定满足特定要求的曲线或者曲面，从而反映对象整体的变化趋势）：matlab可以实现一元函数，包括多项式和非线性函数的拟合以及多元函数的拟合，即回归分析，从而确定函数；同时也可以用matlab实现分段线性、多项式、样条以及多维插值。
在优化方法中，决策变量、目标函数（尽量简单、光滑）、约束条件、求解方法是四个关键因素。
其中包括无约束规则（用fminserch、fminbnd实现）线性规则（用linprog实现）非线性规则、（用fmincon实现）多目标规划（有目标加权、效用函数）动态规划（倒向和正向）整数规划。
回归分析：对具有相关关系的现象，根据其关系形态，选择一个合适的数学模型，用来近似地表示变量间的平均变化关系的一种统计方法（一元线性回归、多元线性回归、非线性回归），回归分析在一组数据的基础上研究这样几个问题：建立因变量与自变量之间的回归模型（经验公式）；对回归模型的可信度进行检验；判断每个自变量对因变量的影响是否显著；判断回归模型是否适合这组数据；利用回归模型对进行预报或控制。
相对应的有线性回归、多元二项式回归、非线性回归。
逐步回归分析：从一个自变量开始，视自变量作用的显著程度，从大到地依次逐个引入回归方程：当引入的自变量由于后面变量的引入而变得不显著时，要将其剔除掉；引入一个自变量或从回归方程中剔除一个自变量，为逐步回归的一步；对于每一步都要进行值检验，以确保每次引入新的显著性变量前回归方程中只包含对作用显著的变量；这个过程反复进行，直至既无不显著的变量从回归方程中剔除，又无显著变量可引入回归方程时为止。
数学建模及常用方法
数学与数学建模
数论 研究整数的性质和相互关系的学科。 现在包括：初等数论、解析数论、代数数论 和几何数论。
数学与数学建模
几何学 研究物体形状、性质的学科。 现在包括：解析几何、代数几何、微分几何、 射影几何等。
数学与数学建模
非欧几何学 狭义的非欧几何单指罗巴切夫斯基（17921856）几何；广义的非欧几何泛指一切与欧 氏几何不同的几何。
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近年来CUMCM的竞赛题目
2005年A题：长江水质的评价和预测 B题：DVD在线租赁 2006年A题：出版社的资源配置 B题：艾滋病疗法的评价及疗效的预测 2007年A题：中国人口增长预测 B题：乘公交，看奥运 2008年A题：数码相机定位 B题：高等教育学费标准探讨 2011年A题： 城市表层土壤重金属污染分析 B题：交巡警服务平台的设置与调度
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参赛学校：1995年：259所，2008年：1022所 参赛队数：1995年：1234队，2008年：12834队
14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 95年 96年 97年 98年 99年 00年 01年 02年 03年 04年 05年 06年 07年 08年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年 年
数学与数学建模
1.3 从数学的起源看数学建模 数学源于打结记数、分配物品和丈量土地等 社会实践。 社会生产实践的需要是数学起源和发展的原 始动力！
数学与数学建模
什么是数学建模？ “本质上说，在物理和生物世界中的任何现 实情形，无论它是天然的或是与技术和人的 干预有关的，只要它可以用定量的术语来描 述，就能够通过建立模型使它服从解析的规 律。” ——《简明不列颠百科全书》
数学与数学建模
数学建模分析方法过程
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总结词
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利用微积分的知识来建模和解决 问题的方法。
详细描述
微积分法是数学建模中常用的方 法之一，它利用微积分的知识来 建模和解决各种实际问题。例如 ，在经济学中，可以使用微积分 法来建立描述商品需求和供给关 系的模型。
代数法
01 总结词
通过代数方程和不等式来描述 和解决问题的方法。
02
详细描述
数学建模在科学研究、工程设计、商 业分析、金融预测等领域中发挥着越 来越重要的作用，已经成为现代社会 不可或缺的技能之一。
数学建模的应用领域
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自然科学
物理、化学、生物等领域的数 学建模被广泛应用于研究自然 现象和解决实际问题。
工程学
机械、电子、航空航天、土木 工程等领域中的数学建模被用 于优化设计、预测性能和解决 复杂问题。
数值分析法
总结词
通过数值计算和近似推理来解决问题的方法。
详细描述
数值分析法是数学建模中常用的方法之一，它通过数值计算和近似推理来解决问题。例如，在物理学中，可以使 用数值分析法来模拟物体运动轨迹或气体流动情况。
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数学建模的常见问题与解决方法
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数学建模的常见问题与解决方法
如何选择合适的数学模型
线性回归模型案例
总结词
线性回归模型是一种常用的数学建模方法，用于探索变量之间的 关系并预测未来趋势。
详细描述
线性回归模型通过最小化预测值与实际值之间的残差平方和，来 找到最佳拟合直线的参数。在案例分析中，我们可以通过收集数 据、建立模型、评估模型和预测未来趋势等步骤，来应用线性回 归模型解决实际问题。
选择合适的数学模型是 数学建模的关键步骤， 需要根据问题的性质和 目标进行选择。
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数学建模常用方法以及常见题型
核心提示
数学建模方法一、机理分析法从基本物理定律以及系统的结构数据来推导出模型比例分析法--建立变量之间函数关系的最基本最常用的方法。
代数方法--求解离散问题（离散的数据、符号、图形）的主要方法。
逻辑方法--是数学理论研的重要方法，对社会学和经济学等领域的实际问题，在决策，对策等学科中得到广泛应用。
常微分方程--解决两个变量之间的变化规律，关键是建立" 瞬时变化率" 的表达式。
偏微分方程--解决因变量与两个以上自
数学建模方法
一、机理分析法从基本物理定律以及系统的结构数据来推导出模型
比例分析法--建立变量之间函数关系的最基本最常用的方法。
代数方法--求解离散问题（离散的数据、符号、图形）的主要方法。
逻辑方法--是数学理论研的重要方法，对社会学和经济学等领域的实际问题，在决策，对策等学科中得到广泛应用。
常微分方程--解决两个变量之间的变化规律，关键是建立" 瞬时变化率" 的
表达式。
偏微分方程--解决因变量与两个以上自变量之间的变化规律。
二、数据分析法从大量的观测数据利用统计方法建立数学模型
回归分析法--用于对函数f （x ）的一组观测值（xi,fi ）I=1,2,…,n，确定函数的表达式，由于处理的是静态的独立数据，故称为数理统计方法。
时序分析法--处理的是动态的相关数据，又称为过程统计方法。
回归分析法--用于对函数f （x ）的一组观测值（xi,fi ）I=1,2,…,n，确定函数的表达式，于处理的是静态的独立数据，故称为数理统计方法。
时序分析法--处理的是动态的相关数据，又称为过程统计方法。
三、仿真和其他方法
计算机仿真（模拟）--实质上是统计估计方法，等效于抽样试验。
①离散系统仿真--有一组状态变量。
②连续系统仿真--有解析达式或系统结构图。
因子试验法--在系统上作局部试验，再根据试验结果进行不断分析修改，求得所需的模型结构。
人工现实法--基于对系统过去行为的了解和对未来希望达到的目标，并考虑到系统有关因素的可能变化，人为地组成一个系统。
数学建模题型
赛题题型结构形式有三个基本组成部分
一、实际问题背景
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。
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
只有过程、规则等定性假设，无具定量数据；
给出若干实测或统计数据；
给出若干参数或图形；
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。
三、要求回答的问题往往有几个问题（一般不是唯一答案）:
比较确定性的答案（基本答案）；
更细致或更高层次的讨论结果（往往是讨论最优方案的提法和结果）。