工程数学论文
试论工程数学在工程建设管理中的应用
试论工程数学在工程建设管理中的应用摘要:工程数学是一门应用十分广泛的学科,对于社会生产具有十分重要的意义。
在工程建设过程中,工程造价、材料性能统计等许多方面都涉及到了数学的应用。
由此可见,对数学在工程建设管理中应用的研究,对于工程建设活动的高效开展具有极强的实践意义。
关键词:数学建模;工程建设;应用1数学建模的简介社会各领域的快速发展,数学建模也越来越被社会认可,人们认识到数学建模的重要性.但还是有很多人不了解什么是数学建模,数学建模是怎么样形成的。
本文浅谈数学建模的形成。
1.1数学建模的概念社会实际问题运用数学的逻辑关系,运用数学符号,数学公式把问题转化成数学的逻辑关系,并运算分析,得到的数学结果再反馈到社会的实际问题,并加以解决问题,这一建立数学公式的过程统一称为数学建模。
1.2数学建模运用的背景社会的进步,科技的发展,各方面都离不开数学,生活中交通信号、购房者的房贷计算、人民经济的预算,乃至国防、企业管理等都有数学的身影。
而社会工作中对数学的要求不仅是用数学的基本公式和逻辑关系来解决每天定量的工作问题,来获取经济效益和社会效益。
和学校里的数学应用题不一样的是他们是为了解决实际问题而需要运用数学,也很有可能运用其他的学科及领域的知识,要有一定的工作经验和尝识。
当下社会,计算机成为人们工作中的重要辅助工具,在实际工作生活中,几乎遇不到可以运用纯数学知识就能够解决的问题,处理问题的方法都是利用数据和其他的因素结合起来。
把问题分解成不同的数学量,进行公式的组合,寻找其中量与量之间的关系,寻找规律,在利用计算机强大的运算能力辅助完成,得出结果。
建立的量与量的数学公式称之为数学模型,这一过程称为数学建模。
2.工程数学在工程建设管理中的应用2.1利用线性回归分析法对施工造价进行科学预测建设工程的建设面积和工程造价之间存在一定的联系,因此可以以二者之间的关系为依据,利用线性回归方程对工程建设施工造价的合理性进行评价和验证。
工程应用数学论文3100字_工程应用数学毕业论文范文模板
工程应用数学论文3100字_工程应用数学毕业论文范文模板工程应用数学论文3100字(一):借助人工智能实现工程应用数学中的学习价值创造论文[摘要]工程应用数学是工科院校研究生培养的数学基础课程,针对其理论抽象、计算复杂的特点,文章借鉴神经网络的算法和逻辑构建智能化的数学模型与工程应用结合的知识网络。
在这一知识网络中,教师从传统的学习领导者转变成为学生学习的介导者,对学生的评价方式从传统的纸笔测试向人机互动、动态考核的方式转变,重视学生在自我评估中的主体作用,以自适应学习促进学习优化,实现持续的学习价值创造。
[关键词]人工智能;工程应用数学;学习价值创造工程应用数学是我校面向学历研究生和工程硕士研究生的数学基础课程,具有授课对象广、层次多、跨学科培养、应用性强的特点[1]。
由于工程应用数学理论比较抽象,在计算上比较复杂,再加上传统的注重理论的教学方法,致使工程应用数学的重要作用没有得到充分体现[2]。
鉴于传统教学中的这些不足之处,课程改革势在必行。
人工智能是基于大数据、超级计算和神经认知科学综合于一体的新兴技术[3]。
新一代人工智能发展浪潮对工程应用数学带来了机遇与挑战[4]。
2017年国务院发布的《新一代人工智能发展规划》,要求高校将人工智能作为技术手段,提升就业人员的专业技能,满足我国人工智能发展带来的高技能高质量就业岗位的需要[5]。
工程应用数学作为工程专业研究生培养的核心课程,具有鲜明的时代特征和应用性的特点,该课程需要紧跟时代脉搏的跳动不断发展创新。
随着化学产品设计的日益精细化和大数据处理的需求,要求我们跟踪人工智能技术发展的前沿,强化工程应用数学时代性、综合性、实践性、创造性、工具性。
随着计算方法的飞速发展,人工智能可以成为工程应用数学教学创新的新助力,即在化学产品设计中从普遍化的通用解到个性化的智能解的过程。
一、构建智能化的数学模型与工程应用结合的知识网络目前工程应用数学依据教材组织的教学内容为:数值计算→矩阵运算→数据回归与拟合→数值积分与数值微分→常微分方程的求解方法→偏微分方程的求解方法。
土木工程数学论文2700字_土木工程数学毕业论文范文模板
土木工程数学论文2700字_土木工程数学毕业论文范文模板土木工程数学论文2700字(一):基于土木工程专业群“高等数学”课程的改革与实践论文【摘要】经过对土木工程专业群的数学课程的教学调研,发现存在着较多问题,如学生的数学基础参差不齐、专业所需数学内容广泛而课时偏少、教学方式和考核单一等等,这些直接影响了数学教学质量的提高.针对这些实际问题,立足于本校,进行相应的具体教学改革,并始获收效,不仅提高了学生的数学学习兴趣,而且提高了学生的应用数学分析问题和解决问题的能力,从而更好地培养了学生的综合素质.【关键词】土木工程;专业群;高等数学《教育部关于深化职业教育教学改革全面提高人才培养质量的若干意见》中指出“发挥人文学科的独特育人优势,加强公共基础课与专业课间的相互融通和配合,注重学生文化素质、科学素养、综合职业能力和可持续发展能力培养,为学生实现更高质量的就业奠定基础.”“高等数学”课程作为高职院校土木工程各专业群的一门公共必修基础课,无论是对学生的综合素质,还是对学生日后持续发展能力均至关重要、影响深远.所以,各高职院校非常重视这门课程的教学效果和质量,当前高职教育迅猛发展,已有之前的“量”的发展转化到如今“质”的发展,提高内涵发展是关键.如今,“高等数学”的教师都致力于教学改革,使得这门课程能够适应时代的发展要求,适应高职教育的发展需求,取得了一些可喜的成绩.但在此过程中仍有一些问题存在,加之大部分教学改革滞留在理论层面,深入到实证研究的成果较少.本文以河北交通职业技术学院土木工程专业群为例,对高职数学课程的教学进行较深层次的改革探索,以更好地适应本校的学生,使教学效果得到提升.一、土木工程专业群高等数学教学现状及问题(一)生源结构多样,学习态度不积极和数学基础差距明显近年来,高等职业教育发生了翻天覆地的变化,招生规模占据高等教育的半壁江山,是高等教育的重要组成部分.但随着高等职业教育招生制度的改革,笔者所在学院2017级新生约有一半来自单招生,其中包括中职生,他们的数学基础相对薄弱,不仅如此,各个专业群的统招生都是文理兼收,导致学生的数学基础参差不齐,在教学中“吃不饱”和“跟不上”的现象并存,使得教师对教学的内容及深度难以取舍,不能很好地组织教学.加之,大部分学生学习主体意识不强,对教师依赖或对学习厌烦,上课注意力不集中,玩手机现象严重.部分学生学习目标不明确,对数学的认知产生了“无用论”,这严重影响了其学习数学的积极性,因此,教学效果较差,期末成绩及格率普遍较低.(二)专业对数学的广泛需求与课时偏少并存为更好地了解土木工程各专业群对数学教学内容的需求,我们与专业教师以及部分大三学生进行了充分交流,很多教师和同学都提出了非常好的建议,我们整理出他们对数学的需求主要包括:一元或多元微积分、三角函数、平面坐标系、极坐标系、平面几何、立体几何、线性代数、概率和数理统计等.可以看出,此专业对数学的内容需求是很广泛的.据统计,笔者所在学校土木工程各专业开设高等数学课程,一学期总学时约为68学时.较少的教学学时和较多的教学内容,给数学教师提出了较大的挑战.(三)教学方式和期末总评过于单一由于当前我国大多数高职院校自身定位不准,有的办成了本科的“压缩饼干”,有的又成了中专的“发面馒头”.教学模式也和之前的中专教育或全日制的本科教育未有大的改变,造成教师讲的滔滔不绝,学生却不知所云,这和学生的基础有很大关系,但也和教师的教学方式单调密切相关.同时,学生数学的课程考核方式也仅限于通常意义下的闭卷考试,考核内容是数学课程的基础知识,近年来,教学内容上已分成了模块,也减小了教学难度,学生负担也有所降低,但学生的实际问题的分析能力、解决能力未得到较大提高.这就要求期末总评时要考虑学生实际能力的考查.根据以上存在的现象和问题,为更好地发挥土木工程各专业群数学课程素质教育和专业服务两大功能,我们认为,在重新认识数学课程的性质以及定位的基础上,必须从学生分层、教师能力、教学内容、教材建设等方面进行改革,加强教学资源建设.二、土木工程各专业群数学课程教学改革策略(一)教师充分了解所授专业群的专业背景以及学情高职院校的数学教师不应仅在自己的学科领域知识丰富,还应重视自己所教专业的专业背景及知识,甚至还要去主动了解、熟悉所教学院的招生情况,譬如招生批次、文理情况、学生特点等等,这样在列举专业案例时可以游刃有余,减少数学知识与专业知识的跨度,从而改变学生对数学的认识.(二)对不同学生实行分班、分层备课、授课,增加对学生数学能力的考查针对生源结构多样化,造成数学基础参差不齐的现状,笔者所在学校以高考成绩和学生意愿双层考量,对2017级土木工程系道桥专业的新生进行分班,为数学的分层教学做好准备,这样教师面对的学生群体缩小,授课的目的性增强,有利于教学内容以及教学难度的选取,可以很大程度上避免“吃不饱”和“跟不上”现象.学生的课程评价,除增加学生数学学习过程的评价外,还应重视学生应用数学知识解决实际问题的能力的考核.众所周知,知识并不等于能力,根据职业教育的人才培养目标,高职院校应以就业为导向,学生必须能在未来的职业岗位上解决实际问题,所以高职数学课程也应以培养学生的能力为目标.期末考核時,应增加以专业为背景的实际问题的考核内容.(三)以人为本,调整教学内容实际教学中,教师应结合具体专业,针对不同学生,讲解不同案例,编写数学讲义,进行教材开发,增加部分初等数学的代数知识,删、减与专业不相关的数学内容,降低学生的学习负担,重要知识点增加二维码,方便学生课下随时学习和复习,把重点放在与专业相关的数学内容上,增加与专业相关的案例和习题,以及MATLAB软件在数学计算中的应用,降低人的计算难度.授课时,为提高学生的学习兴趣和积极性、提高学生的动手操作能力,将数学知识学活、会用,教师应最大限度地进行项目、任务教学,教师应提高学生的获得感,增加学生的自信心.教学时,提高学生的参与意识,加强互动,注重启发式教学,着力培养和提高学生的思维能力,适时穿插一些小游戏、小故事和数学名人趣事.三、土木工程各专业群数学课程教学改革的意义经过将近一年的实践,教学改革取得了成效,如学生的学习目标更加明确、学习兴趣和主观性有所提高,学习成绩有明显提高;高等数学课程教学改革对学生专业课如“工程制图”“建筑力学”等课程的教学与学习有较为明显的正迁移作用,得到了学生和专业课教师的肯定.高等数学课程改革没有最好,只有更优,我们会一如既往地探索适应新形势的数学课程的教学改革.土木工程数学毕业论文范文模板(二):高等数学在土木工程中的应用分析论文摘要:土木工程专业一直以来都备受青睐,不论是高三的毕业生还是要上职业技术的学生都对土木工程这个专业情有独钟。
工程数学论文5500字_工程数学毕业论文范文模板
工程数学论文5500字_工程数学毕业论文范文模板工程数学论文5500字(一):基于Flow-3D的多阶明渠工程数学模型研究论文[摘要]【目的】研究灌区多级阶梯明渠水流的水动力特性及泥沙淤积问题,并评价其对多阶明渠工程的影响。
【方法】基于VOF方法,在Flow-3D平台上建立了山东省德州市牛角店输水工程的三维数学模型,通过模拟不同工况下的三维多阶明渠水流,对比分析水流流速分布、水面线变化及渠底泥沙淤积情况。
【结果】水流流态平稳后,最大流速出现在第二级阶梯上,挟沙水流流速较清水流速大0.50~0.86m/s;在挑坎及第二级阶梯上,水面线变化幅度较大;随着时间推移,泥沙主要淤积于挑坎前及第三级阶梯底部,200s时淤积厚度最高达0.143m m。
【结论】在牛角店输水工程施工及后期运行中,适当加固第二级阶梯渠底,提升第二级侧墙高度,并通过调控下游水位以保证灌渠的安全运行。
[关键词]多阶明渠;三维数学模型;Flow-3D;流速分布;水面线;泥沙淤积灌区渠道作为水工建筑物及农田水利中的重要输水工程之一[1],其设计方案的合理性必须得到保证。
但由于投资成本、试验周期等因素的影响,小型灌渠工程在设计过程中一般仅采用单纯的水力计算,而鲜有进行物理模型试验的条件。
T hom等[2]最早采用手算方法得到了不可压缩黏性流体绕圆柱流动的差分数值解,之后数值研究方法在三维流体运动中的应用逐渐展开。
随着数值模拟技术的发展,通过应用相关流体计算方法及商业软件,便可验证工程设计方案的可行性及合理性[3]。
1材料与方法1.1模型理论1.1.1基本控制方程三维非恒定不可压缩流体的基本控制方程如下。
连续性方程:width=129,height=38,dpi=110(1)运动方程:width=448,height=132,dpi=110(2)式中:x、y、z为空间坐标分量;u、v、w分别为x、y、z方向的速度分量;t为时间;ρ为密度;p为压强;ν为流体运动黏性系数;fx、fy、fz分别为x、y、z方向的质量力分量。
工程数学论文课程建设论文
工程数学论文课程建设论文《工程数学》课程建设现状与对策摘要:经过多年大学数学教育工作的教学实践与课程建设的实施,就《工程数学》课程建设现状进行整理分析并对不足进行一些反思。
Abstract:After years of teaching practice in mathematics education and the implementation of curriculum construction, this paper analyzed on the current situation of the construction of "Engineering Mathematics" curriculum and made propound consideration on its shortages.关键词:工程数学;课程建设;理论与实践相结合;对策Key words:Engineering Mathematics; course construction; combination of theory and practice; countermeasures1《工程数学》课程概述与历史沿革1.1 本课程的性质与地位《工程数学》是继《高等数学》之后大学数学中又一门重要的公共基础课,是好几门数学的总称。
工科专业的学生大一学了高数后,就要根据自己的专业学“积分变换”、“复变函数”、“线形代数”、“概率论”等数学,这些都属《工程数学》。
这是一门逻辑严密,系统完整的学科,不仅成为其它许多数学分支的重要基础,而且在自然科学、工程技术、社会科学、经济管理等众多方面中获得了十分广泛的应用,是很重要的数学工具,也是其它许多专业很重要的数学基础课。
为了让工科学生用更加方便的理论工具来处理工程常见问题,数学大师们如:德沙格、欧拉、牛顿、拉格朗日、拉普拉斯、高斯等把数学和实体科学及工程的发展完美的结合到了一起。
工科留学生工程数学论文(全文)
工科留学生工程数学论文一、留学生工程数学学习的特点(一)留学生的社会文化背景存在很大差异留学生来自非洲不同的GJ和地区,文化背景、教育经历、价值观念、汉语水平、学习习惯、人生阅历等等都存在非常大的差异。
即使是同一届学生,他们年龄相差最大有七岁左右,有高中应届毕业生,也有高中毕业后参加工作数年后又继续学学课程。
他们对于数学学习的观点和看法与我国学生也存在很大的差异,例如:他们认为周末是属于自己支配的时间,老师不能占用或者布置过多的课后作业。
(二)留学生数学基础知识、基本技能薄弱目前我校留学生工程数学课程主要采纳为每一届留学生单独授课的方式,由于不同GJ的课程标准或教学大纲的差异,他们的数学学习水平参差不齐。
但总体而言,留学生的数学基础知识、基本技能非常薄弱。
他们不能牢固掌握高中数学的大部分基本概念,例如:将近一半的学生不知道特别角的三角函数值,将近一半的学生不理解复数的概念,不能正确找到复数的实部和虚部,甚至不知道2i1。
很多学生不清楚xbyc所表示的图形等等。
大部分留学生对初高中一些基本数学技能如因式分解、配方法等掌握较差。
留学生整体上的运算能力较低,甚至需要借助计算器进行简单的运算。
大部分的学生不能独立完成稍复杂的代数运算,需要老师在教学中逐步讲解和演示。
与留学生相比,我校工科专业的本科生几乎不存在上述的问题,他们普遍数学基础较好,具备扎实、牢固的数学基础知识、基本技能,逻辑推理能力较强。
(三)留学生缺乏数学学习的主动性大部分留学生学习比较散漫,上课经常迟到。
他们独立思考数学问题的能力很差,逻辑思维能力较差,数学学习有很大的依赖性,很少有学生主动完成老师在课堂上布置的练习和课后作业,需要老师督促才能完成作业。
二、对留学生工程数学课程教学的尝试与探讨(一)建立互动式教学方式受到文化教育背景等因素的影响,大多数留学生的自尊心强,他们抵触那些“师道尊严”、不苟言笑、甚至损害学生人格尊严的教师。
他们喜欢在平等和谐的师生关系模式中,与教师对话和交流。
《高等工程数学》课程论文
工程数学方法在力学分析中的运用
工程数学方法在力学分析中的运用引言:力学是研究物体运动和力的作用规律的学科,它在工程领域中起着至关重要的作用。
而在力学分析中,工程数学方法的运用则可以帮助工程师更好地理解和解决力学问题。
本文将探讨工程数学方法在力学分析中的应用,包括微积分、线性代数和概率论等方面。
微积分在力学分析中的应用:微积分是研究函数变化率和积分的数学工具,它在力学分析中有着广泛的应用。
例如,在力学中,速度和加速度是物体运动的重要参数。
通过微积分的方法,可以求解物体的速度和加速度函数,从而更好地理解物体的运动规律。
此外,微积分还可以用于求解力学中的最值问题,比如最大应力和最小位移等。
通过对力学问题建立适当的数学模型,运用微积分的方法可以得到更准确的结果,提高工程设计的可靠性。
线性代数在力学分析中的应用:线性代数是研究向量空间和线性变换的数学分支,它在力学分析中也有着重要的应用。
在力学中,往往需要处理大量的向量和矩阵,用于描述物体的受力和变形情况。
通过线性代数的方法,可以对这些向量和矩阵进行运算和求解。
例如,在结构力学中,通过建立刚度矩阵和位移向量的关系,可以求解结构物的变形情况。
此外,线性代数还可以用于求解力学中的特征值和特征向量问题,从而得到物体的固有振动频率和模态形态等信息。
概率论在力学分析中的应用:概率论是研究随机事件和概率的数学分支,它在力学分析中也有着一定的应用。
在实际工程中,往往存在着各种不确定性因素,比如材料的强度、外界载荷的大小等。
通过概率论的方法,可以对这些不确定因素进行量化和分析,从而评估工程设计的可靠性。
例如,在结构力学中,可以通过概率论的方法计算结构物的破坏概率,以确定结构物的安全性。
此外,概率论还可以用于分析力学中的随机振动问题,比如地震荷载对结构物的影响等。
结论:工程数学方法在力学分析中的应用具有重要的意义。
微积分可以帮助工程师更好地理解和解决力学问题,线性代数可以用于描述和求解力学中的向量和矩阵问题,概率论可以评估工程设计的可靠性和分析力学中的随机性问题。
高等数学在工程设计中的应用期末结课论文
高等数学在工程设计中的应用期末结课论文随着现代科技的不断发展,高等数学作为一门学科已经被广泛应用于各个领域中,特别是在工程设计中的应用越来越广泛。
本文将探讨高等数学在工程设计中的应用,并分析其重要性和优势。
一、高等数学在工程设计中的应用高等数学作为一种数学方法,为工程设计提供了强有力的工具。
其中,微积分学、线性代数、概率统计学等学科在工程设计中应用最为广泛。
(一)微积分学微积分学是高等数学研究的核心内容之一,它是研究函数的极限、导数和积分等的学科。
在工程设计中,微积分学广泛应用于电子、机械、土木等工程领域中。
例如,在机械工程设计中,计算机在程序设计时需要根据机械系统中物体的运动情况进行模拟,而微积分学可以提供对运动学和动力学的深入理解,这对于程序的设计具有重要意义。
(二)线性代数线性代数是研究向量、线性空间和线性变换等的学科。
在工程设计中,线性代数的应用主要体现在矩阵运算、方程组求解等方面。
例如,在机械工程设计中,一些运动学和控制问题可以转化为矩阵运算的形式进行求解,这给工程设计带来了便利。
(三)概率统计学概率统计学是研究概率和统计的学科。
在工程设计中,概率统计学的应用很广泛,例如风险评估、可靠性分析等问题。
例如,在建筑工程设计中,设计师需要对建筑的可靠性和安全性进行评估,而概率统计学可以提供一种可靠的工具。
二、高等数学在工程设计中的重要性和优势高等数学在工程设计中的应用主要有以下几个方面的优势和重要性。
(一)优化设计高等数学中的优化理论和方法可以用来解决一些复杂的工程问题。
通过对系统的建模和分析,可以实现在要求质量和效率的前提下,尽可能地减少成本。
例如,在汽车工程设计中,可以使用高等数学工具对发动机燃烧过程进行优化,以提高燃料效率和减少尾气排放。
(二)加速决策高等数学中的数学模型和计算方法可以帮助工程师快速做出决策,提高决策的准确性。
例如,在航空工程设计中,一个新的飞机设计可能涉及上千种变量和要素,利用高等数学建立的数学模型可以极大地加速决策过程。
高等工程数学论文
浅谈数理统计的一般特点及其应用研究摘要:伴随着科学技术的飞跃发展以及社会物质条件水平的不断进步,人们对自己的各方面的生活质量要求越来越精益求精。
数理统计作为一项长期的社会实践活动,已经伴随着人类文明的发展有几千年的历史。
在最初始阶段,人们对数理统计的简单认识便是“统而记之”,但是随着社会经济的不断发展,当代的数理统计分析已经不能仅仅满足于“统而记之”的范畴,数理统计已经在数据统计分析中占有举足轻重不可或缺的地位,在日常生活中也随处可见其广泛应用。
关键词:数理统计;数据分析;应用翻开本学期高等工程数学目录,映入眼帘的很醒目的第四章内容便是“数理统计的基本概念与抽样分布”,说到这方面内容大家并不陌生,甚至从小学、中学阶段就已经略知一二,直到现在的研究生阶段,我们仍然要学习数理统计方面的相关知识,可见其对与人们的应用价值是相当高的。
当我们用数理统计研究某个问题时,往往会把研究对象的全体看成总体或者母体,而把组成总体的每一个单元或元素看成个体,例如抽样检测一批小灯泡的质量时,生产出来的总灯泡数就是总体,被抽检的个别灯泡就是个体单元。
显而易见,总体中所含个体的总数称为总体的容量,它可以是有限的,也可以是无限的,因此我们有有限总体和无限总体之说。
在数理统计中,我们所研究的是与它们的性能相联系的某个数量指标以及这个数量指标的概率分布情况。
也就是说,我们把总体和一个随机变量联系起来。
因此对总体的研究就自然而然落实到对表示总体的随机变量的统计规律的研究,所以我们研究的总体一般是指具有确定概率分布的随机变量,而其个体则是随机变量可能取的每一个值。
众所周知,数理统计的主要任务是要通过样本来推断总体的统计规律,因此,顺理成章,我们对样本的特征是有一定要求的,需要加以说明的有以下两点:1.代表性,每个Xi都具有总体的特征,即每个Xi都与总体有相同的分布;2.独立性,每一次对样本的抽样都是独立进行的,结果彼此互不影响。
从数理统计的学科特征来看,数理统计是应用数学中最重要、最活跃的学科之一。
通信工程数学论文3400字_通信工程数学毕业论文范文模板
通信工程数学论文3400字_通信工程数学毕业论文范文模板通信工程数学论文3400字(一):数学建模思想在通信工程人才培养中的应用研究论文【摘要】高校的通信工程专业学生是我国通信行业未来的主力军。
为促進通信工程专业教学改革,笔者针对数学建模思想的特点以及当前通信工程专业人才培养的现状,提出从课程建设、课堂改革、教师研究探讨、学生积极参与四个角度将数学建模思想融合到通信工程专业的人才培养中,以提高学生解决实际问题的能力,提升学生学习的积极性和创造性。
【关键词】数学建模;通信工程;教学改革随着第五代移动通信(5G)技术的飞速发展,各行各业对通信工程专业人才的需求日益增加。
目前,高校对通信工程专业学生的培养也在逐步向创新、专业、多维等方向过渡。
数学建模思想是指建立数学模型来解决实际问题,从定量的角度研究和分析问题[1]。
将数学建模思想融入到通信工程专业的教学中,可以促进学生专业课程的学习,培养学生的创新能力,提升学生理论联系实际的能力,对于深化通信工程专业的教学改革具有重要的促进作用。
1数学建模思想概述数学建模起源于西方,在20世纪60年代进入西方大学,中国的大学在80年代初将数学建模引入课堂[2]。
数学建模是将数学思想、数学知识、典型的科学研究方法以及计算机工具等要素进行综合运用,解决实际问题的过程[3]。
在这个过程中,强调采用数学符号、公式、程序等将实际问题抽象化,提取出实际问题的数学特征,并进行分析、转化、建模、求解,最后得出较为优化的解决方法,并推广到其他案例中[4]。
数学建模过程能够极大地提升学生的检索和阅读文献能力、归纳和概括能力、推理能力、写作能力、创造力以及团队意识,促进学生主动思考,增强学习的趣味性,使学生体会到学有所用的满足感。
如在解决2019年全国大学生数学建模竞赛B题的“同心协力策略分析”时,需要考虑人数、绳子的受力角度及大小、发力时间、鼓面切斜角度、延时等多个方面的因素,要进行全方位、多角度、层次清晰的分析;同时,这个问题对应着生活中常见的同心鼓游戏,具有较强的趣味性,能够有效提升学生的主观能动性。
论高等数学在工程性学科以及生活中的应用
论文题目:高等数学在生活以及工程学科中的应用学生:学号:学院:论文主要内容:本文阐述了高等数学的这门学科在现实生活以及工程学科,如电子产业硬件软件的开发,土建工程类各种数据的计算测量等等。
论述了课本中各种定理公式的应用以及数值的处理,对各种工程学科的作用。
查阅的参考资料说明:【1】刘景林,黄振友《微积分(上)》国际工程出版社;【2】华东师范大学数学系《数学分析(上)》华东师范大学出版社;【3】裴礼文《数学分析中的典型分析与方法》高等教育出版社;【4】曹志江,王刚《微积分学简明教程》高等教育出版社;【5】同济大学数学教研室《高等数学(上)》;摘要:随着社会经济的迅猛发展,数学在经济生活作用日益突出。
数学的理论和方法越来越广泛地应用到物理、化学、生物、医学、经济管理、军事战争等不同学科领域以及日常生活中。
21世纪对数学需求表现得越来越突出,无论是数学建模、企业管理,还是经济分析,数学都是至关重要的。
数学是一种思想方法,学习数学的过程就是思维训练的过程数学培养的就是你的思维能力,是分析问题、解决问题的思维方式。
许多实际问题都需要建立数学模型来解决,而你建立模型地基础就是你怎样把实际问题转化为数学问题。
这样就更容易的去解决问题、处理问题。
不敢预测也不可能断言,在未来的各个领域研究中数学会占据统治地位,但是数学越来越渗透到各个领域研究中并且发挥着越来越重要的作用已成为事实。
人类社会的进步,与数学这门科学的广泛应用是分不开的。
关键词:高等数学各个领域数学建模经济应用泰勒公式柯西管理学数学既是一门理论学科,又是一门应用广泛的工具性学科,在理学、工学、管理学、经济学等各个领域都发挥着重要的作用,如何将抽象的数学理论应用到具体的经济科学实践中去,作为学管理学、经济学的我们更应该对数学有更深的认识,下面浅谈我的理解。
一、数学在管理中的应用科学管理之父泰勒通过对管理活动的认识和研究,提出了科学管理,这就是数学在管理中应用的开始。
工程数学提高论文
工程数学提高论文工程数学理论在生活中有很大作用,他可以处理生活中很多有关数学的问题。
工程数学学科包括很多领域,我们这学期主要学习的是线性代数。
线性代数是一门对理工科学生极其重要数学学科。
线性代数主要处理的是线性关系的问题,随着数学的发展,线性代数的含义也不断的扩大。
它的理论不仅渗透到了数学的许多分支中,而且在理论物理、理论化学、工程技术、国民经济、生物技术、航天、航海等领域中都有着广泛的应用。
同时,该课程对于培养学生的逻辑推理和抽象思维能力、空间直观和想象能力具有重要的作用。
通过线性代数的学习,能使我们学生获得应用科学中常用的矩阵、线性方程组等理论及其有关基本知识,并具有较熟练的矩阵运算能力和用矩阵方法解决一些实际问题的能力。
线性代数中行列式按行或列展开公式的证明就是从更简单的特殊情况开始证起;解线性方程组时先解对应的齐次方程组,这些都是先考虑特殊情况。
高数上解二阶常系数线性微分方程时先解其对应的齐次方程,这用的也是这种思路。
由此可以看出学习工程数学是一件很不容易的事情,很多人把它视为“天书”。
因此我们在学习工程数学时一定要重视上课听讲,不能使线代的学习退化为自学。
上课时干别的会受到老师讲课的影响,那为什么不利用好这一小时四十分钟呢?上课时,老师的一句话就可能使你豁然开朗,就可能改变你的学习方法甚至改变你的一生。
上课时一定要“虚心”,即使老师讲的某个题自己会做也要听一下老师的思路。
上完课后不少同学喜欢把上课的内容看一遍再做作业。
实际上应该先试着做题,不会时看书后或做完后看书。
这样,作业可以帮你回忆老师讲的内容,重要的是这些内容是自己回忆起来的,这样能记得更牢,而且可以通过作业发现自己哪些部分还没掌握好。
作业尽量在上课的当天或第二天做,这样能减少遗忘给做作业造成的困难。
做作业时遇到不会的题可以问别人或参考同学的解答,但一定要真正理解别人的思路,绝对不能不弄清楚别人怎么做就照抄。
适当多做些题对学习是有帮助的。
高等工程数学课程小论文
摘要:线性代数主要研究线性问题,本文从线性相关性证明过程分析了若矩阵A经过行初等变换化为矩阵B,则A与B的列向量组具有完全相同的线性关系,并以此为基础分析了线性相关性在线性代数中的一些应用。
关键词:初等变换;线性相关性;线性表示线性相关(无关)概念是线性代数理论的基本概念,它与向量空间(包括基、维数)、子空间、生成空间等概念有密切关系。
一般而言,凡是线性问题常可以用向量空间的观点和方法加以讨论,因此向量空间成了线性代数的基本概念和中心内容。
向量空间理论的核心问题是向量间的线性关系。
其基本概念有向量的线性表示、向量组线性相关与线性无关、向量组等价、向量组的极大无关组,以及向量空间的基与维数等。
这些问题通常转化为解线性方程组或解齐次线性方程组。
1线性相关性证明设有矩阵A=(α1,α2,···,αn),αi∈P m,若矩阵A经过行初等变换化为矩阵B,则A与B的列向量组具有完全相同的线性关系。
证明矩阵A、B具有相同线性关系,只需要证明矩阵A、B具有线性相关性即可。
在证明过程中,确定有满秩矩阵P使得P A=B,若矩阵P满足一定条件即可证明矩阵A、B。
证明如下。
证明:设A m×n,A经过行初等变换化为B,将A,B分别按列分块为A=(α1,α2,…,αn),B=(β1, β2,···,βn)。
由于对A只进行有限次行初等变换,故可知有满秩矩阵P,使P A=B,即P(α1,α2, ···,αn)=(β1, β2, ···,βn),于是有i1βj = Pαj(j=1,2,3, ···,n) (1)设A和B对应的列向量组为αi1,αi2, ···,αir和βi1, βi2,···,βir(1≤i1<i2<···<i r≤n),由(1)式得βik = Pαik(k=1,2,3, ···,r)因此,如果αi1,αi2, ···,αir有线性关系式k1αi1+k2αi2+ ···+k rαir=0(k r为实数),则k1,k2…k r也必使得k1βi1+k2βi2+···+k rβir=k1(Pαi1)+ k2(Pαi2)+ ···+ k r(Pαir)=P(k1αi1+k2αi2+ ···+k rαir)=P0=0反之,如果βi1, βi2,···,βir有线性关系式,得λ1βi1+λ2βi2+ ···+λrβir=0则由P的满秩性可知αj=P-1βj (j=1,2,3, ···,n),于是有λ1αi 1+λ2αi 2+ ···+λr αi r =λ1P -1βi 1 +λ2P -1βi 2 + ···+λr P -1βi r= P -1(λ1βi 1+λ2βi 2+ ···+λr βi r )= P -10=0这表明向量组αi 1,αi 2, ···,αi r 与向量组βi 1, βi 2,···,βi r 有相同的线性相关性。
工程数学论文
《数值计算方法》小论文二分法在无阻尼SDOF系统简谐激励问题中的应用学院专业:土木工程学院班级:2014级结构工程硕士5班学号:S1401W0030姓名:刘子健指导老师:孟纯军完成时间:2014年12月9日二分法在无阻尼SDOF 系统简谐激励问题中的应用刘子健湖南大学土木工程学院 湖南长沙 410082摘要:本文主要介绍了数值计算方法中的二分法在土木工程领域中的应用,并以结构动力学中求解无阻尼单自由度系统简谐激励响应中的非线性方程为例,给出了计算过程和相应代码。
关键词:二分法;无阻尼SDOF 系统;简谐运动;激励响应一、 数值计算方法在SDOF 系统简谐激励问题中的应用结构动力学是一门研究结构在动力荷载作用下的反应的学科,其中很多问题涉及到用有限自由度代替无限自由度,出现的求解方程大部分是非线性方程,而且问题极其复杂,要想得到解比较难,此外费时费力。
如果采用数值计算方法来求解并结合计算机软件MATLAB 来编程,即可轻松实现问题解决。
单自由度(SDOF )系统简谐激励响应是结构动力学中常见的一类问题, SDOF 系统的运动方程都有如下形式()mu cu ku p t ++= 两边除以m 以后为222()n n nu u u p t k ωζωω⎛⎫++= ⎪⎝⎭, 其中n ω=, ζ= 当不考虑其阻尼时即是无阻尼SDOF 系统简谐响应问题,此时0c ζ==。
该线性常系数的常微分方程的解即是SDOF 系统的总响应,它由两个不同性质的部分线性组合:强迫振动()p u t ,直接与p(t)有关;自由振动()c u t 。
他们都是由三角函数组成的,在求解三角函数构成的非线性方程中,有时候会用到数值计算方法中的二分法。
二、无阻尼SDOF 系统简谐激励响应问题算例如图系统在t=0时为静止状态,后来作用一简谐荷载0()sin p t p t =Ω。
(a ) 确定其稳态响应的表达式。
(b ) 确定其总响应的表达式。
工程数学论文-zzc
傅里叶变换在机械振动中的应用
摘要:应用傅里叶变换变换分析位于弹性半空间上,受竖向稳态荷载作用下矩形基础的振动问题。
通过分析得到位移的积分变换解,并由该解得到矩形基础稳态振动下的动刚度。
通过解的数值计算分析,讨论了泊松比和基础形状对动刚度的影响。
关键词:弹性半空间;稳态振动;动刚度
分析上部结构与地基动力相互作用时,核心的问题是建立自由场地地震动与基础地震动的转换关系,在建立该转换关系时,有效的途径是利用子结构法将焦点集中在分析基础的运动和受力上,这时基础将受到上部结构作用的振动力和基底地面的反作用力。
这些力都将以基底下的表面位移来表达。
正如文献所说,关键是建立动反力和动位移的关系,即基础动刚度。
基础动刚度一旦求得即可代入整体运动方程,对动力相互作用进行求解。
另一方面动力机器基础分析中,基础动刚度的意义是众所周知的,基础动刚度问题一类混合边值问题。
由于数学上的复杂性使得这类问题的讨论相当困难。
出于上述目的,本文利用双重Fourier 变换求解位于弹性半空间之上受竖向稳态振动的矩形基础问题,并建立该问题的动力刚度表达式。
从数值计算分析结果讨论了泊松比和基础形状对动刚度的影响,文中结论可用于上部结构与地基动力相互作用分析和动力机器基础分析。
工程数学的应用
工程数学的应用[摘要] 不论是在日常生活中,还是在最前沿的科学领域中,数学发挥着极其重要的作用。
工程数学广泛应用于自然科学、农业科学、医药科学、工程与技术科学、人文与社会科学等,本论文主要谈论在化学与物流工程中的应用[关键词]工程数学化学物流工程应用[内容提要]工程数学是好几门数学的总称。
一般包括:“积分变换”,“复变函数”“线性代数”“概率论”“场论”等数学,这些都属工程数学。
工程数学是为了让工科学生用更加方便的理论工具来处理工程常见问题学院:化学与生物工程学院班级:化工0902姓名:郭强文学号:200933090231一:工程数学在化学上的应用化学式一门很广泛的科学,如果以研究的范围来分,它包含了有机化学、无机化学、生物化学、物理化学及分析化学等。
如再加上工程上的应用,化学工程又是很广泛的领域。
化学一直是一门实验科学,而在可见的将来,它也仍会以实验为中心,那数学又怎么和它拉上关系的呢?这问题要从两方面来讲。
一方面,现代化学渐渐朝微观的方向探讨物质的组成、构造及反应,也就是从原子的观点来研究,所以受近代物理学很大的影响(无论是理论或实验上),其中主要是量子力学与统计力学的应用,它所采取的语言遂也有数学化的倾向。
另一方面,化学在实际上的应用,现在也越来越需要更严格定量的 (quantitative) 知识,举凡分析化学乃至化工计算,我们都需要更多更精确的化学计算工作,这就涉及到更多的应用数学。
所以数学在化学的应用大致可分为两个层次,其一是语言上的,其二是技术上的。
前者是以数学化的语言来讨论化学上的问题,侧重观念性,后者则是以数学的技术来做更复杂的计算工作。
本文将分别举例讨论,然后综结它们在化学教育上的问题。
当然以上的分类并不是很严格的,很多东西(譬如统计)在两个层次上都有运用,数学的应用本身是活的,它的分类在本文仅是为了讨论方便。
化学上一个很重要的问题是讨论化学键的形成与分子构造间的关系。
自十九世纪末以来,人们就开始讨论原子之间结键的问题。
浅谈大数据学习中工程数学的应用
浅谈大数据学习中工程数学的应用第一篇:浅谈大数据学习中工程数学的应用《工程数学》课程论文学院:软件学院专业:管理科学与工程学号:姓名:浅谈大数据学习中工程数学的应用在信息技术迅猛发展的当今社会,随着各行业各领域数据量的爆炸式增长,大数据的热度与日俱增,其应用在相关领域也扮演着越来越重要的作用。
人们在互联网活动的信息会形成数据,通过对数据的收集、整理、挖掘、分析和深度应用,我们可以创新技术、思维、产品、营销和风险管理。
在精准营销、信用评估、资产定价、风险管理和指数编制方面,大数据都发挥着非常重要的作用。
大数据不仅仅是指数据,也是技术,更是应用。
要解决好应用的问题,首先要有灵活而又扎实的理论基础。
从数据的前期处理,到中期的研究分析,包括后期结论的形成,大数据应用的每一步都离不开工程数学的理论支撑。
在使大数据更好地应用到各行业各领域的相关研究中,工程数学发挥着至关重要的作用。
本人研究生学习阶段,跟随导师学习的便是大数据方向,在学习的过程中,经常遇到许多工程数学相关问题,发现工程数学在大数据研究的过程中的应用是随处可见,本文将主要从工程数学对专业学习的重要性、与大数据有关的主要工程数学知识、大数据中工程数学的应用三方面讲述。
一、工程数学对专业学习的重要性我们知道, 人类的活动离不开思维, 钱学森教授曾指出: “教育工作的最终机智在于人脑的思维过程。
”思维活动的研究, 是教学研究的基础, 数学与思维的关系十分密切, 数学思维的发展规律, 对工程数学的实践活动具有根本性的指导意义, 工程数学对于专业学习的重要性不言而喻。
1.工程数学是专业课建设和发展的阶梯和桥梁从专业课程建设体系来探讨, 工程数学是专业课建设和发展的阶梯和桥梁。
从大一到研究生阶段的学习过程中,我们不难看出工程数学总是优于专业课, 一般排在大一、大二或者研一开课。
而专业课一般排在大三、大四或研二研三。
为什么, 不妨举例说明: 机械原理课程中工业机械人的姿态矩阵及位置矩阵优化离不开线性代数课程的学习;机械制造技术基础中的产品加工质量正态分布离不开概率统计课程的学习;控制工程中的控制系统的传递函数离不开积分变化课程的学习。
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《数值计算方法》小论文二分法在无阻尼SDOF系统简谐激励问题中的应用学院专业:土木工程学院班级:2014级结构工程硕士5班学号:S1401W0030**************完成时间:2014年12月9日二分法在无阻尼SDOF 系统简谐激励问题中的应用刘子健湖南大学土木工程学院 湖南长沙 410082摘要:本文主要介绍了数值计算方法中的二分法在土木工程领域中的应用,并以结构动力学中求解无阻尼单自由度系统简谐激励响应中的非线性方程为例,给出了计算过程和相应代码。
关键词:二分法;无阻尼SDOF 系统;简谐运动;激励响应一、 数值计算方法在SDOF 系统简谐激励问题中的应用结构动力学是一门研究结构在动力荷载作用下的反应的学科,其中很多问题涉及到用有限自由度代替无限自由度,出现的求解方程大部分是非线性方程,而且问题极其复杂,要想得到解比较难,此外费时费力。
如果采用数值计算方法来求解并结合计算机软件MATLAB 来编程,即可轻松实现问题解决。
单自由度(SDOF )系统简谐激励响应是结构动力学中常见的一类问题, SDOF 系统的运动方程都有如下形式()mu cu ku p t ++= 两边除以m 以后为222()n n nu u u p t k ωζωω⎛⎫++= ⎪⎝⎭, 其中n ω=, ζ= 当不考虑其阻尼时即是无阻尼SDOF 系统简谐响应问题,此时0c ζ==。
该线性常系数的常微分方程的解即是SDOF 系统的总响应,它由两个不同性质的部分线性组合:强迫振动()p u t ,直接与p(t)有关;自由振动()c u t 。
他们都是由三角函数组成的,在求解三角函数构成的非线性方程中,有时候会用到数值计算方法中的二分法。
二、无阻尼SDOF 系统简谐激励响应问题算例如图系统在t=0时为静止状态,后来作用一简谐荷载0()sin p t p t =Ω。
(a ) 确定其稳态响应的表达式。
(b ) 确定其总响应的表达式。
(c ) 当激励比 1.5n ωΩ=时,其最大总响应与最大稳态响应之比为多少?0,n n ωωΩΩ注:为激励频率,为自振频率,r=k 为弹簧刚度, m 为系统质量,u 为相对位移,p 为激励幅值解:根据结构动力学相关知识,解得(a )稳态响应表达式为:2sin p p u t k m =Ω-Ω(b )总响应的表达式为:0022sin sin n p p ru t t k m k m ω=Ω--Ω-Ω对于(c ),r 1.5n ω=Ω=,由(a )最大稳态响应的表达式可知,最大稳态响应为:000022222=111n p p k p k u u k m rm k ω===-Ω-Ω--Ω稳 总响应的表达式为:()()()0022202sin sin sin sin sin sin 1 sin sin n n n n n n p p ru t t k m k m p t r t k m u r t r t ru r t r t ωωωωωω=Ω--Ω-Ω=Ω--Ω=--=-稳 则 1.5n r =Ω=时,求解最大总响应和最大稳态响应之比转化成了求解()sin sin n n f t r t r t ωω=-最值的问题。
三、 二分法在问题解决中的应用求解函数的最值问题我们一般采取先对其求导,然后令其导数为零建立方程,求解出使该方程为零的值(即极值)。
由于本例中只需求出求两者比值的绝对值最大值,故不考虑它是最大值还是最小值。
令 n x t ω=,则 ()sin1.5 1.5sin f x x x =-,周期4π1()sin1.5f x x =、2() 1.5sin f x x =在区间[0,4]π的函数图像大致如图01234567891011121314-1.5-1-0.50.511.5f(x)=sin1.5x 与 f(x)=1.5sin x由图可知,函数图像关于点(2π,0)中心对称,取前半部分计算分析。
()f x 最大时,两曲线对应竖轴距离最大。
初步判断()f x 在[4,6]区间取得最大值。
下面介绍简要二分法。
函数f (x )在区间[a ,b]上连续且满足f(a)f(b)<0,则由介值定理,函数在区间[a,b]内必存在一个根,即存在(),a b α∈ ,使得()0f α=。
二分法正是建立在连续函数的介值定理之上。
其思想可描述如下:设连续函数f(x)满足f(a)f(b)<0。
令[][]00,,a b a b =并取之中点0002a b x +=。
如果0()0f x =,则得到函数f (x )在区间[],a b 上的一个零点0x 。
如果0()0f x ≠,则当f(0x )f(b)<0时,令110,;a a b x ==否则,令101,.a x b b ==则函数f(x)在区间[]11,a b 内必有一个零点。
这样,我们得到函数f(x)的一个新的含根区间[]11,a b ,其长度时原来区间[a,b]的一半。
如此这般,我们可以得到一个区间序列[],k k a b ,序列中的每个区间都是函数f(x)的含根区间且区间的长度依次减半(如下图所示)。
因此,当k 充分大时,我们可用02k ka b x +=作为函数f(x)的一个根的近似,即2k kk a b x α+≈=。
此时有误差估计 122k k k k b a b ax α+---≤=在本文中的例题中,()sin1.5 1.5sin f x x x =- ,[4,6]x ∈对方程求导得()'() 1.5cos1.5 1.5cos 1.5cos1.5cos 0f x x x x x =-=-=即本例实际上要求出f ’(x)=0的根(要求误差不超过410-)。
由于''(4) 2.42070(6) 2.80700f f =>=-< , 以及[]''() 1.5(sin 1.5sin1.5)0,4,6,f x x x x =-<∀∈ 函数f ’(x)在区间[4,6]上存在位移的零点(根)。
由误差估计式1,2k k b ax α+--≤所需迭代次数k 满足416410,2k -+-≤即取13.3k ≥便可。
因此可取k=14.下表列出了用二分法进行求解的计算过程。
由表可知,14 5.02655029296625x α≈=kk a (+)k b (-)k x'()k f x0 4.0 6.0 5.0 0.09446 15.06.05.5-1.6416四、 用MATLAB 编程对比用MATLAB 软件求算()'() 1.5cos1.5cos 0f x x x =-=的精确值,编程如下:>> x=linspace(4,6,100); >> y1=cos(1.5*x); >> y2=cos(x);>> plot(x,y1,'r',x,y2,'b');>> solve('cos(1.5*x)-cos(x)=0',x,y1); >> x=linspace(4,6,100); >> y1=cos(1.5*x); >> y2=cos(x);>> plot(x,y1,'r',x,y2,'b');>> solve('1.5(cos(1.5*x)-cos(x))=0',x,y1)输出结果为:ans =0.2.51327412287183459077011470662365.0265482457436691815402294132472第一个值表示f’(x)在其他区域的零点,但相应的f(x)更小,α=故实际此处不考虑。
在本例中,问题的精确解为 5.02654824.-误差为0.0000020472五、结语二分法程序简单,且必收敛,是一种可靠的算法,但在二分法中,每迭代一次,区间缩小一半,也就是说,解的不定范围每次只缩小一半。
因此,它是一种收敛速度非常缓慢的方法,并且,它只能用于求实函数的实零点。
尽管如此,对于初学者来说,二分法不失为一种简单易上手的算法。
此外,在结构动力学问题中,解的精度不需要达到本例中所要求的410-,本文为说明二分法的具体步骤所以要求求解到这个精度。
像本例中的求解,保留到小数点后三位即可取得较高的可靠度。
随着计算机软件应用的范围不断推广,类似于Matlab的软件其强大的功能可以使我们集中精力于工程试验分析本身,而非繁琐的数值计算方法,从而节省大量宝贵的时间与精力,提高研究工作的效率。
参考文献:[1]曾金平,李郴良.数值计算方法.湖南大学出版社,2004,20-23[2]Roy R .Craig,Jr结构动力学.高等教育出版社,2006,37-80.[3]万顺.数值计算方法在结构动力学的应用.城市建设理论研究,2013,(16)。