建立数学模型的方法、步骤
建立数学模型的一般过程或步骤
1.问题识别和定义建立数学模型的第一步是明确识别和定义需要解决的实际问题。
这个阶段包括:a) 确定研究对象: 明确我们要研究的系统、现象或过程是什么。
b) 明确目标: 确定我们希望通过模型解决什么问题,或得到什么样的结果。
c) 界定范围: 确定模型的适用范围和限制条件。
d) 收集背景信息: 了解问题的背景,包括已有的相关研究和理论。
e) 提出假设: 根据对问题的初步理解,提出一些合理的假设。
这个阶段的关键是要尽可能清晰、准确地描述问题,为后续的模型构建奠定基础。
2.变量选择和定义在明确问题后,下一步是确定模型中的关键变量:a) 识别相关变量: 列出所有可能影响问题的变量。
b) 分类变量: 将变量分为自变量、因变量、参数等。
c) 定义变量: 明确每个变量的含义、单位和取值范围。
d) 简化变量: 去除次要变量,保留最关键的变量以简化模型。
e) 考虑变量间关系: 初步分析变量之间可能存在的关系。
变量的选择直接影响模型的复杂度和准确性,需要在简化和精确之间找到平衡。
3.数据收集和分析为了构建和验证模型,我们需要收集相关数据:a) 确定数据需求: 根据选定的变量,明确需要收集哪些数据。
b) 选择数据来源: 可以是实验、观察、文献资料或已有数据库。
c) 设计数据收集方案: 包括采样方法、实验设计等。
d) 数据预处理: 对原始数据进行清洗、标准化等处理。
e) 探索性数据分析: 使用统计方法和可视化技术初步分析数据特征和规律。
f) 识别异常值和缺失值: 处理数据中的异常情况。
高质量的数据对于构建准确的模型至关重要。
4.模型结构选择基于问题定义、变量选择和数据分析,我们可以开始选择适当的模型结构:a) 考虑问题类型: 如静态或动态、确定性或随机性、线性或非线性等。
b) 研究已有模型: 调研该领域是否已有成熟的模型可以借鉴。
c) 选择数学工具: 如微分方程、概率论、优化理论等。
d) 确定模型类型: 如回归模型、微分方程模型、状态空间模型等。
建立数学模型的方法步骤
建立数学模型的方法步骤1.确定问题：明确问题的目标和约束条件。
了解问题的背景、需求，明确所要解决的问题是什么，以及有哪些限制条件。
2.收集数据：收集与问题相关的数据，可能包括实测数据、统计数据、文献资料等。
对数据进行整理和清洗，确保数据的准确性和完整性。
3.建立假设：在数学建模中，常常需要对问题进行简化和假设。
根据实际情况，设定适当的假设，并明确假设的范围和限制。
4.选择模型类型：根据问题的性质和特点，选择适合的数学模型类型。
常用的模型类型有优化模型、统计模型、微分方程模型、随机模型等。
不同的模型类型适用于不同的问题。
5.建立数学关系：确定问题中的关键变量和参数，并建立它们之间的数学关系。
这通常通过利用已知的理论知识和数学工具，如方程、不等式、差分方程、微分方程、概率分布等来表达。
6.模型求解：对建立的数学模型进行求解，即找到使得模型满足约束条件并达到最优目标的解。
常用的求解方法包括数值计算、优化算法、统计推断等。
选择合适的求解方法，进行计算和分析。
7.模型验证：对建立的数学模型进行验证，检验模型在实际情况下的适用性和准确性。
可以利用实验数据和实际观测来验证模型的预测结果和假设的有效性。
8.模型应用：根据模型的求解结果和验证结果，进行模型的应用和分析。
可以对问题进行预测、优化、决策等，为实际问题的解决提供有效的参考和指导。
需要注意的是，建立数学模型是一个循环迭代的过程。
在实际建模中，可能需要多次进行步骤的调整和重复，以不断优化模型的表达和求解效果。
在建立数学模型的过程中，还需要具备一定的数学知识和问题分析能力。
掌握数学方法和工具，了解问题背后的本质和规律，以及具备逻辑分析和抽象思维能力，能够将实际问题转化为数学形式并进行求解分析。
此外，还需要广泛阅读和学习数学建模的相关经验和方法，以丰富自己的建模思路和工具箱，提高建立数学模型的能力。
数学模型建立步骤
数学模型建立步骤数学模型是用数学语言描述现实问题的工具，建立数学模型的过程通常包括以下步骤：1. 问题定义：清晰地定义问题，明确需要解决的具体问题是什么。
将实际问题转化为数学问题的第一步是准确地理解和描述问题。
2. 建立变量：确定与问题相关的各种变量，并对它们进行定义。
这些变量可以是时间、空间、数量等与问题相关的量。
3. 制定假设：为了简化问题或使问题更容易处理，可能需要引入一些假设。
这些假设可能涉及到变量之间的关系、影响因素等。
4. 建立数学关系：将问题中的变量之间的关系用数学公式或方程表示。
这可能包括线性关系、非线性关系、微分方程、差分方程等，取决于问题的性质。
5. 解析求解或数值求解：对于一些简单的模型，可以尝试找到解析解，即用代数方法求解方程。
对于较为复杂的模型，可能需要使用数值方法，如数值模拟、计算机模拟等。
6. 模型验证：验证模型的准确性和可靠性。
通过实验数据或实际观测数据来检验模型的有效性，对模型的输出结果进行比较和分析。
7. 模型分析：分析模型的性质，如稳定性、收敛性、敏感性等。
理解模型的特点有助于更好地解释模型的行为和结果。
8. 模型优化：在验证和分析的基础上，对模型进行优化。
优化可能涉及调整参数、修正假设、改进数学形式等。
9. 模型应用：使用建立好的模型解决实际问题。
模型应用可能包括对未来情景的预测、对政策决策的支持、对系统行为的理解等。
10. 结果解释：将模型的输出结果转化为对实际问题的解释和建议。
这需要将数学语言翻译为实际问题的语言，并确保结果对决策者或问题的相关方具有实际意义。
建立数学模型是一个迭代的过程，可能需要多次调整和修改，以适应实际问题的复杂性和变化。
这一过程需要数学建模者有深厚的领域知识、数学技能以及对实际问题的深刻理解。
数学模型的建立方法
数学模型的建立方法数学模型是将现实问题抽象化、定量化和数学化的过程，它可以帮助我们理解问题的本质、预测未知情况、优化决策等。
下面是一个数学模型的建立方法的详细介绍：1.明确问题：首先需要明确问题的背景、目标和约束条件。
例如，我们可能需要建立一个模型来优化供应链管理问题，那么我们需要明确我们的目标是什么，有哪些约束条件。
2.收集数据：为了建立数学模型，我们需要收集相关的数据。
这包括实地调研、文献研究、统计数据等。
数据的质量和数量对模型的建立和准确性非常重要。
3.建立假设：建立数学模型需要做出适当的假设，以简化问题的复杂性。
假设应该基于对问题的理解和实际情况。
例如，在优化调度模型中，常见的假设包括可行解、稳定环境、线性关系等。
4.确定变量和关系：接下来，我们需要确定模型中的变量和它们之间的关系。
变量是描述问题状态和属性的因素。
关系是变量之间的数学表达式或约束条件。
我们可以使用数学公式、方程、不等式等来描述变量和关系。
5.建立数学模型：根据前面的步骤，我们可以构建数学模型。
数学模型可以分为多种类型，包括代数模型、几何模型、概率模型等。
根据问题的性质和需求选择合适的数学模型。
6.求解和优化：建立数学模型后，我们需要求解模型以获得有关问题的信息。
这可以通过数学分析、符号计算和算法求解等方法来实现。
通过求解模型，我们可以获得问题的最优解、稳定解、灵敏度分析等。
7.模型验证和修正：验证模型的准确性和适用性非常重要。
我们可以使用现有的数据进行模拟和实验，将模型的结果与实际情况进行对比和验证。
如果模型结果不符合预期，我们需要对模型进行修正和改进。
8.模型应用：最后，根据模型的结果，我们可以进行相应的决策和行动。
数学模型提供了对问题的深入理解和预测能力，可以指导实际环境中的决策和行动，从而达到优化和改善问题的目的。
总结起来，数学模型的建立需要明确问题、收集数据、做出假设、确定变量和关系、建立模型、求解和优化、模型验证和修正以及模型应用。
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。
建立数学模型的方法
建立数学模型的方法数学模型是指用数学语言和符号描述现实世界中某个问题的方法。
它是一种把复杂的现实问题转化为数学问题来进行研究和解决的手段。
建立数学模型的过程不仅需要数学知识，还需要对实际问题的深刻理解和把握。
本文将从以下几个方面介绍建立数学模型的方法。
一、分析问题建立数学模型的第一步是分析问题，要明确问题的性质、特点、目的和限制条件。
在分析问题的过程中，需要了解问题的背景和相关知识，明确问题的主要矛盾和关键因素，确定问题的量化指标和评价标准，以及考虑问题的可行性和实际性。
例如，对于一个生产企业来说，它需要分析如何提高生产效率，减少成本，同时保证产品质量和员工安全。
这就需要考虑生产设备的利用率、员工的工作效率、原材料的采购成本、产品的质量检测等因素，以及企业的资源和技术条件。
二、建立数学模型在分析问题的基础上，可以建立数学模型。
数学模型是用数学语言和符号来描述现实问题的形式化表达。
数学模型可以是代数方程、微分方程、差分方程、概率统计模型、图论模型、优化模型等等。
例如，对于上述生产企业的问题，可以建立一个生产效率的数学模型。
设生产效率为E，设生产设备的利用率为x1，员工的工作效率为x2，原材料的采购成本为x3，产品的质量检测为x4，则可以建立以下数学模型：E=f(x1,x2,x3,x4)其中，f为生产效率的函数。
可以根据实际情况选择不同的函数形式，例如线性函数、指数函数、对数函数、多项式函数等等。
三、模型求解建立数学模型后，需要进行模型求解。
模型求解是指利用数学方法和计算机技术来求解数学模型，得到问题的解答或决策。
例如，对于上述生产效率的数学模型，可以利用优化方法来求解。
假设企业的目标是最大化生产效率，同时满足设备利用率≥80%、员工工作效率≥90%、采购成本≤100万元、产品合格率≥95%等限制条件。
则可以建立以下优化模型：Max E=f(x1,x2,x3,x4)s.t. x1≥0.8, x2≥0.9, x3≤100, x4≥0.95其中，s.t.表示限制条件。
数学模型的建立
数学模型的建立引言数学模型是将现实世界中的实际问题转化为数学形式的表示。
通过建立数学模型，我们可以更好地理解和分析问题，并提供解决方案。
本文将讨论数学模型的基本概念、建立过程以及一些常用的建模方法。
数学模型的基本概念数学模型是一种以数学符号和方程组的形式来描述现实问题的工具。
它由变量、参数、约束条件和目标函数组成。
变量表示问题中的待求量，参数表示问题中的已知量，约束条件表示问题中的限制条件，目标函数表示问题中的目标。
数学模型的建立过程数学模型的建立通常包括以下几个步骤：1. 研究问题：首先，我们需要深入研究和了解问题的背景和相关知识，明确问题的目标和要求。
2. 定义变量和参数：根据问题的特点，我们需要定义适当的变量和参数来表示问题中的各个要素。
3. 建立方程或不等式：根据问题的描述和已知条件，我们可以建立方程或不等式来描述问题中的关系。
4. 添加约束条件：将问题中的限制条件加入到模型中，确保模型的可行性和准确性。
5. 确定目标函数：根据问题的目标，确定一个合适的目标函数，以便我们可以通过最大化或最小化目标函数来求解问题。
6. 解模型并验证：使用合适的数学工具和方法求解模型，并验证模型的解是否符合实际情况。
常用的建模方法建立数学模型的方法多种多样，常见的建模方法包括：- 数理统计方法：通过收集和分析数据，利用统计学方法建立数学模型。
- 最优化方法：使用最优化理论和方法，通过最大化或最小化目标函数来建立模型。
- 离散事件模拟方法：将连续事件转化为离散事件，使用模拟技术来解决问题。
- 动态系统建模方法：将问题描述为动态系统，通过建立微分方程和差分方程来建模。
- 概率模型方法：通过概率论的知识，建立和分析随机现象的数学模型。
结论数学模型的建立是解决实际问题的重要工具。
通过合理的建模方法和技巧，我们可以更好地理解问题，并提供有效的解决方案。
不同的问题需要选择适合的建模方法，根据实际情况进行灵活应用。
建立数学模型需要综合运用数学、统计学和实际领域的知识，从多个角度综合分析问题，得出准确的结果。
3建立数学模型方法和步骤
3建立数学模型方法和步骤建立数学模型是将实际问题转化为数学问题，以便进行定量分析和求解的过程。
建立数学模型能够帮助我们更好地理解问题背后的本质，为决策和预测提供依据。
下面将介绍建立数学模型的方法和步骤。
方法一：方程法方程法是一种常用的建立数学模型的方法，其基本步骤包括以下四个方面：1.确定问题的基本要素，包括变量、参数和指标。
变量是问题中可变的量，可以进行测量和观察，而参数是固定的量，通常是由以前的实验或者经验确定的。
指标是评价问题结果的标准。
2.建立数学方程或者不等式，用变量、参数和指标之间的关系来描述问题。
这些方程或者不等式可以是线性的，也可以是非线性的。
可以根据问题背景和要求，选择适当的数学模型，常见的数学模型包括数学规划模型、统计模型、差分方程模型等。
3.对建立的数学方程或者不等式进行求解，得到问题的解。
求解方法可以是数值求解，也可以是符号求解，具体方法取决于问题的特点和求解的难度。
4.对问题的解进行分析和解释，对模型的有效性进行验证。
通过对问题解的分析和解释，可以得出有关问题的结论，并对建立的模型的准确性和可靠性进行评估。
方法二：概率论和统计学方法概率论和统计学是建立数学模型的重要工具，其基本步骤如下：1.通过对问题的分析和理解，确定问题的基本要素，包括变量、参数和指标。
与方程法相似，变量是问题中可变的量，参数是固定的量，指标是评价问题结果的标准。
2.基于问题的特点和要求，选择适当的概率分布，建立数学模型。
常见的概率分布包括正态分布、泊松分布、指数分布等。
3.通过对问题相关数据的收集和分析，估计模型中的参数。
可以使用最大似然估计、矩估计等方法。
4.利用统计推断的方法对问题进行分析和预测。
可以通过置信区间、假设检验等方法对问题进行定量分析。
5.对模型的有效性和可靠性进行评估。
通过对实际数据和推断结果的比较，可以评估模型的准确性和可信度。
方法三：系统动力学模型系统动力学模型是一种常用的建立动态系统模型的方法，其基本步骤如下：1.确定问题的系统边界。
如何建立数学模型
如何建立数学模型建立数学模型是指将实际问题抽象化，通过数学语言和符号来描述和解决问题的过程。
数学模型的建立可以帮助我们更好地理解问题的本质，分析问题的规律，预测问题的结果，以及优化问题的解决方案。
以下是建立数学模型的一般步骤和方法。
一、明确问题：首先，需要明确所要解决的问题以及问题所涉及的背景和条件。
确保对问题的理解准确明确，同时将问题与数学建模相结合。
二、问题建模：1.确定变量：将问题中涉及的各种因素抽象为数学模型中的变量。
变量可以是数值、时间、物理量等，具体根据问题的特点进行确定。
2.建立关系：确定各个变量之间的关系，包括线性关系、非线性关系、概率关系等。
可以通过实际观测数据、统计分析等方法来确定变量之间的关系。
3.建立约束条件：确定对变量的约束条件，包括等式约束、不等式约束等。
这些约束条件可以是问题中固有的限制，也可以是为了使得模型更加逼真和实际而添加的额外限制条件。
三、数学描述：1.建立数学方程：将问题中的各个变量之间的关系用数学方程来表示。
可以根据问题的特点选择合适的数学公式和方程，如线性方程组、非线性方程、微分方程等。
2.建立目标函数：如果问题是优化问题，需要建立一个目标函数，该函数描述了所要优化的目标以及变量之间的关系。
目标函数可以是最大化、最小化或者使得一些条件满足的函数。
四、求解模型：建立完数学模型后，可以通过数学方法来求解模型。
具体的求解方法根据模型的特点和问题的要求而定，例如数值计算、迭代方法、优化算法等。
求解模型的目的是得到模型的解或近似解，以用于问题的研究和应用。
五、模型验证：对建立的数学模型进行验证是非常重要的。
通过将模型的解与实际数据进行比较，或者进行模拟实验来验证模型的有效性和准确性。
如果模型的结果与实际情况相符合或者较为接近，那么该模型可以被认为是有效的。
六、模型分析和应用：对于建立的数学模型，可以进行进一步的分析和应用。
例如，可以通过灵敏度分析，研究模型对于初始条件和参数变化的敏感度；通过稳定性分析，研究模型在不同情况下的行为；通过模型的推广和延伸，应用于解决其他类似问题等。
建立数学模型的方法步骤特点及分类
建立数学模型的方法步骤特点及分类方法：1.归纳法：通过观察和分析问题的特点，总结规律，建立数学模型。
这种方法适用于一些具有规律性的问题。
2.拟合法：通过收集和分析实际数据，找到数据之间的关系，并用数学函数来拟合数据，建立数学模型。
这种方法常用于实际问题中的数据分析和预测。
3.分析法：通过对问题进行分析，找出问题的关键因素和数学关系，建立数学模型。
这种方法适用于复杂和抽象的问题。
步骤：1.确定问题：明确问题的背景、条件和目标。
2.收集数据：收集相关的实际数据，了解问题的现状。
3.建立假设：对问题进行分析，提出一些可能的假设。
4.建立模型：根据问题的性质和假设，选择合适的数学方法和函数，建立数学模型，将实际问题转化为数学问题。
5.求解模型：通过数学计算和推理，解决建立的数学模型，得出结论。
6.模型验证：将模型的结果与实际情况进行比较和分析，检验模型的准确性和可靠性。
7.结果解释：将模型的结果解释给决策者或用户，提供对问题的认识和决策依据。
特点：1.抽象性：数学模型对实际问题进行了抽象和简化，从而能够更好地描述和解决问题。
2.精确性：数学模型具有精确的语言和推理，能够给出准确的数值结果。
3.可行性：数学模型能够通过计算和推理得出结果，帮助解决实际问题。
4.替代性：数学模型可以替代实验或观测，节省时间和成本。
分类：1.数量模型：用数学表达式和符号来描述问题的数量关系，包括线性模型、非线性模型、离散模型、连续模型等。
2.质量模型：用数学方法描述问题的质量关系，包括概率模型、统计模型、优化模型等。
3.动态模型：描述问题随时间变化的规律和趋势，包括微分方程模型、差分方程模型、随机过程模型等。
4.静态模型：描述问题的状态和平衡点，包括线性规划模型、非线性规划模型、输入输出模型等。
总之，建立数学模型是解决实际问题的重要方法之一、根据问题的性质和要求，选择合适的建模方法和模型类型，通过建立、求解和验证数学模型，可以得出有关问题的结论和解决方案。
如何建立一个数学模型
如何建立一个数学模型建立一个数学模型是为了描述和解释现实问题而进行的一种抽象和形式化表示。
数学模型可以帮助我们理解现象背后的原理、预测和控制系统行为，以及进行决策和优化。
下面是一个关于如何建立一个数学模型的详细步骤。
1.确定问题：明确你要建立数学模型解决的问题。
这可能是一个实际问题，比如交通拥堵、疾病传播等，也可以是一个理论问题，比如优化问题、随机过程等。
2.收集数据：收集与问题相关的数据，并对数据进行整理和清洗。
数据可以来自实验、观测、调查等，尽量确保数据的准确性和可靠性。
3.定义假设：根据你对问题的理解和直觉，提出一些假设。
假设是对问题的简化和抽象，可以帮助我们建立数学模型。
假设可以是关于系统结构、参数、限制条件等方面的。
4.建立数学模型：选择适当的数学工具和方法来建立数学模型。
常用的数学工具包括微积分、线性代数、概率论、统计学等。
数学模型可以是方程、方程组、函数、图表等形式。
5.模型分析：分析数学模型的特性和行为。
这包括解析求解、数值求解、稳定性分析、敏感性分析等。
模型分析可以帮助我们理解和解释模型，以及对模型进行验证和调整。
6.模型验证：使用实际数据和观测结果来验证数学模型的准确性和适用性。
如果模型与实际情况相符，则可以进一步用于预测和决策。
7.模型优化：优化数学模型，使其更符合实际需求和目标。
优化可以包括调整模型参数、修正模型假设、改进模型算法等。
8.模型应用：将数学模型应用于实际问题，并进行预测、控制和优化。
根据模型的结果，制定合理的决策和行动方案。
9.模型评估：评估数学模型的效果和影响。
这包括模型的准确性、稳定性、可行性、可解释性等方面。
模型评估可以帮助我们改进和完善模型，以及对模型进行比较和选择。
总而言之，建立一个数学模型是一个复杂和系统的过程，需要深入理解问题、严谨的数据分析和数学推理能力。
一个好的数学模型可以帮助我们更好地理解和解决现实问题，促进科学研究和社会发展。
建立数学模型的基本步骤和技巧
建立数学模型的基本步骤和技巧在现代科学和工程领域中，数学模型是解决问题和预测现象的重要工具。
建立一个准确有效的数学模型，不仅需要深厚的数学功底，还需要一定的实践经验和创造力。
本文将介绍建立数学模型的基本步骤和技巧，帮助读者更好地理解和应用数学模型。
第一步：问题定义和背景分析建立数学模型的第一步是明确问题的定义和背景分析。
我们需要了解问题的起源、目标和约束条件，以及问题所涉及的物理、化学或生物过程。
通过深入分析问题的本质和特点，我们可以确定适用的数学方法和模型类型。
第二步：建立假设和简化在建立数学模型时，我们通常需要进行一些假设和简化。
这些假设和简化可以使问题更易于处理，但也可能导致模型与实际情况存在一定差异。
因此，在建立模型时，我们需要权衡精确性和可行性，并确保模型的假设和简化与问题的实际情况相符合。
第三步：选择数学方法和模型类型根据问题的特点和要求，我们需要选择适当的数学方法和模型类型。
常见的数学方法包括微积分、线性代数、概率论和统计学等。
而模型类型则包括差分方程、微分方程、优化模型和统计模型等。
选择合适的数学方法和模型类型是建立准确有效模型的关键一步。
第四步：建立数学方程和关系在建立数学模型时，我们需要根据问题的特点和数学方法的要求，建立相应的数学方程和关系。
这些方程和关系可以描述问题中的物理规律、动力学过程或统计关系。
我们可以利用已有的数学理论和公式，或者根据问题的特点和需求，自行推导和建立数学方程和关系。
第五步：参数估计和模型验证在建立数学模型后，我们需要进行参数估计和模型验证。
参数估计是指根据实验数据或观测结果，估计模型中的未知参数值。
而模型验证则是通过与实际数据的比较，评估模型的准确性和可靠性。
参数估计和模型验证可以帮助我们优化模型，提高模型的预测能力和适用性。
第六步：模型分析和应用建立数学模型后，我们可以进行模型分析和应用。
模型分析可以帮助我们理解模型的行为和特性，探索模型的稳定性、收敛性和灵敏度等。
建立数学模型的方法步骤
建立数学模型的方法步骤第一步：明确问题和目标在建立数学模型之前，我们首先要明确问题的本质和我们的目标。
问题可以是实际生活中的各种各样的情况，例如商业决策、物理过程、社会现象等。
目标可以是预测结果、优化决策、揭示规律等。
第二步：收集数据第三步：确定变量和参数变量是数学模型中的未知数，它们的取值会随着问题的不同而变化。
参数是数学模型中的已知量，它们的取值是固定的。
在建立数学模型之前，我们需要明确问题中的变量和参数，并给予它们合适的符号表示。
第四步：建立数学关系第五步：选择合适的数学方法根据问题的特点和数学关系的形式，选择合适的数学方法来求解模型。
常用的数学方法包括线性代数、微积分、最优化方法、概率统计等。
需要根据具体情况灵活运用。
第六步：验证和调整模型在建立数学模型之后，我们需要对模型进行验证和调整，以确保它的合理性和准确性。
这可以通过与实验数据对比、观察模型的行为等方法来实现。
如果模型与实际情况不符，我们需要对模型进行修正。
第七步：模型应用和分析当模型验证通过后，我们可以应用模型来解决实际问题。
通过计算和分析模型的输出结果，我们可以得出结论、为决策提供支持、揭示问题的本质等。
第八步：模型解释和沟通最后，我们需要对模型的结果进行解释和沟通。
这意味着我们需要用通俗易懂的语言和方法向非专业人士解释模型的意义和结果。
这有助于模型的应用和建议能够得到各方的认可和接受。
建立数学模型是一个复杂而有挑战性的过程，需要综合运用数学知识、问题分析能力、数据分析技巧等。
此外，每个具体问题都有其特殊性，需要根据具体情况进行调整和改进。
因此，在建立数学模型的过程中，灵活性和创造性也是非常重要的。
数学建模的一般步骤和案例
数学建模的一般步骤和案例数学建模是将实际问题转化为数学问题，并通过数学方法解决问题的过程。
下面将介绍数学建模的一般步骤，并结合一个实际案例进行说明。
一般步骤如下：1.理解问题：首先需要全面理解问题的背景和要解决的核心问题。
这包括收集相关数据和文献，与相关领域的专家进行沟通等。
2.建立数学模型：在理解问题的基础上，将问题转化为数学问题。
这包括选择适当的数学方法和工具，并确定模型的输入、输出和决策变量。
3.假设和简化：为了简化问题，通常需要进行一些假设。
这些假设应该是合理的，并能够准确地描述问题的主要特征。
4.构建数学模型：根据问题的特点，选择适当的数学方法构建数学模型。
常见的数学方法包括优化、方程组、概率统计等。
通常需要根据模型的特点进行变量的定义、函数关系的建立和约束条件的添加等。
5.求解数学模型：使用适当的数学工具和软件对模型进行求解。
根据问题的要求，可以使用手工计算或计算机程序求解。
在求解过程中，需要对结果进行验证和分析。
6.模型评价与优化：对模型的结果进行评价，并根据评价结果对模型进行进一步优化。
评价可以包括对模型结果的合理性、鲁棒性和稳定性等。
如果模型结果不理想，可以对模型进行调整和改进。
7.结果解释与应用：根据模型的结果进行解释，并将结果应用于实际问题中。
对于实际问题的决策和预测，需要权衡模型结果、背景知识和实际情况的差异。
下面以城市的交通问题为例进行说明：假设一座城市拥有多个公交路线，每条路线有固定的车辆数量和发车时间表。
每辆车上可以搭载一定数量的乘客，每个乘客有特定的上下车站点和时间。
城市的交通管理部门希望通过优化公交路线和车辆的调度，提高乘客的出行效率和服务质量。
1.理解问题：收集该城市的公交线路、车辆运行数据和乘客出行数据，了解公交运营的现状和问题。
与交通管理部门的相关人员进行访谈，明确问题的关键点。
2.建立数学模型：将公交路线和车辆调度问题转化为优化问题。
选择整数规划方法，以最小化总乘客等待时间为目标函数，确定模型的输入为各条公交线路的行车时间、车辆容量和乘客的出行需求。
建立数学模型的方法步骤特点及分类
建立数学模型的方法步骤特点及分类一、建立数学模型的方法1.形象化方法：通过对问题的直观观察和理解，用图表、关系、函数等形式来表示问题，并通过观察找出问题中的数学关系。
2.分解合成方法：将复杂的问题分解成若干个相对简单的子问题，通过研究每个子问题建立相应的数学关系，最后通过合成得到整体问题的数学模型。
3.类比方法：将问题和已有的类似问题进行比较，找出相似之处，借鉴已有模型的建模思路和方法。
4.假设推理方法：根据对问题的了解和背景知识，提出假设并进行推理，从而建立相应的数学模型。
二、建立数学模型的步骤1.确定问题：明确问题的背景、目标和限制条件，明确问题的具体要求。
2.分析问题：对问题进行归纳、提炼和分析，找出问题的关键要素和数学关系。
3.建立假设：根据对问题的了解和分析，提出相应的假设，假设可能对解决问题有帮助。
4.建立数学模型：根据问题的关键要素和数学关系，选取适当的数学方法和理论，建立数学模型。
5.模型求解：对建立的数学模型进行求解，得到问题的解析解或近似解。
6.模型评估：对求解结果进行评估，比较模型的合理性和可行性。
7.模型验证：利用实际数据和实验进行模型验证，检验模型的有效性和准确性。
8.模型应用：将建立好的数学模型与实际问题相结合，进行实际应用和测试。
三、建立数学模型的特点1.抽象化：数学模型通过抽象化将实际问题转化为数学语言和符号，简化问题的复杂性，更容易进行分析和求解。
2.理论性：数学模型建立在数学理论的基础上，具有一定的科学性和理论支持。
3.系统性：数学模型采用系统的方法，通过建立各个部分之间的关系，形成一个完整的系统。
4.程序化：数学模型具有可操作性，可以通过特定的数学方法和算法来进行求解和分析。
5.可变性：数学模型可以根据问题的不同，采用不同的数学方法和参数进行调整和改进。
四、建立数学模型的分类根据研究对象和数学描述的方法，数学模型可以分为以下几类：1.静态模型和动态模型：静态模型是在特定时间点观察系统状态的模型，动态模型是研究系统随时间变化的模型。
建立数学模型的基本步骤与技巧
建立数学模型的基本步骤与技巧数学模型是现代科学研究中不可或缺的工具，它可以用来描述和解释各种实际问题，并为问题的分析和解决提供指导。
建立一个有效的数学模型需要经过一系列的步骤和技巧。
本文将介绍建立数学模型的基本步骤与技巧，并通过实例来说明。
第一步是问题的抽象。
在建立数学模型之前，首先需要对实际问题进行抽象和概括。
这包括确定问题的关键要素、变量和参数，并理清它们之间的关系。
例如，假设我们要研究一个城市的交通拥堵问题，那么我们需要确定影响交通拥堵的因素，如道路的容量、车辆的数量和速度等。
第二步是建立数学表达式。
在抽象问题的基础上，需要建立数学表达式来描述问题的关系。
这可以通过数学公式、方程和不等式等来实现。
例如，对于交通拥堵问题，我们可以建立一个简单的数学模型：拥堵指数 = 车辆数量 / 道路容量。
这个数学表达式可以帮助我们量化交通拥堵的程度。
第三步是确定模型的参数和变量。
在建立数学模型时，需要确定模型中的参数和变量。
参数是模型中的常数，而变量是随着问题的变化而变化的量。
在确定参数和变量时，需要考虑其物理意义和范围。
例如，在交通拥堵模型中，车辆数量和道路容量是变量，而拥堵指数是参数。
第四步是模型的验证和调整。
建立数学模型后，需要对模型进行验证和调整，以确保其准确性和可靠性。
这可以通过与实际数据进行比较和分析来实现。
如果模型的预测结果与实际情况相符，则可以认为模型是有效的；如果不符，则需要对模型进行调整和改进。
第五步是模型的解析和求解。
建立数学模型后，需要对模型进行解析和求解，以获得问题的解。
这可以通过数学方法和技巧来实现，如微积分、线性代数和优化理论等。
例如，在交通拥堵模型中，可以使用微积分方法来计算拥堵指数的最大值和最小值。
除了上述基本步骤外，建立数学模型还需要一些技巧和经验。
首先，需要选择合适的数学工具和方法来解决问题。
不同的问题可能需要不同的数学技巧，因此需要根据具体情况选择适当的方法。
其次，需要进行合理的假设和简化。
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。
如何建立数学模型
如何建立数学模型数学模型是将现实问题数学化的工具，用于描述和分析问题，并为问题提供解决方案。
下面是建立数学模型的基本步骤：1.理解问题：首先，我们需要全面理解给定问题的背景和要解决的目标。
明确问题的各个方面，确定我们要具体研究的内容。
2.收集数据：在建立数学模型之前，我们需要收集相关的数据。
这可以通过实地调查、文献研究、统计数据等方式进行。
数据的质量和准确性对模型的准确性和可靠性至关重要。
3.建立假设：在建立数学模型之前，我们通常需要进行一些假设。
假设可以简化问题，使之更易于数学处理。
但是，假设必须合理，并与实际情况密切相关。
4.确定变量：确定数学模型中所需的变量。
通常会有自变量和因变量。
自变量是我们要控制或调整的变量，而因变量是我们想要预测、分析或优化的变量。
5.建立数学方程：使用合适的数学工具来建立表示问题的数学方程。
这可能涉及代数方程、微分方程、概率分布等。
我们需要根据问题的特点选择合适的数学方法。
6.模型求解：解决建立的数学模型，通常可以使用解析方法或数值方法。
解析方法是通过数学公式推导获得解析解的方法，而数值方法是通过数值计算获得近似解的方法。
7.模型验证：验证数学模型的准确性和可靠性。
可以通过与已知数据进行比较或使用其他方法进行验证。
如果模型与现实相符，那么我们可以信任它，并进一步应用于问题的解决和分析。
8.模型分析和解释：对模型的结果进行分析和解释，提取有关问题的有用信息。
这可能涉及到观察模型中的趋势、寻找关联、确定影响因素等。
9.模型优化和改进：如果模型结果与实际情况存在显著差异，我们可以对模型进行优化和改进。
这可能包括重新建立模型、调整参数、增加变量等。
10.模型应用：将建立的数学模型应用于实际问题的解决和决策。
这可能包括预测未来趋势、优化决策、制定策略等。
总结起来，建立数学模型需要深入理解问题，收集数据，建立合理的假设，并使用适当的数学方法建立数学方程。
通过求解、验证、分析和优化模型，我们可以得到对问题的深刻理解，并为问题提供解决方案。
建立数学模型的方法
建立数学模型的方法
建立数学模型通常包含以下步骤：
1.问题情境的抽象化：将问题中的关键信息提炼出来，抽象成数学符号和形式。
2.建立变量和参数：将问题中的所有量划分为变量和参数两类，并逐一定义。
3.构建数学方程：根据问题情境的不同，选用合适的数学工具和技巧，构建数学模型的核心方程。
4.模型求解：根据所建模型的不同，选用适当的计算方法和算法，得出数学模型的解析解或近似解。
5.模型验证和优化：比较模型预测结果和实际观测结果，对模型进行优化和修正，使其更符合实际情况和预测精度要求。
6.应用和推广：将建立好的数学模型应用到具体问题中，探索解决实际问题的有效途径和方法，同时推广模型应用的范围和领域。
在建立数学模型的过程中，需要不断地调整和改进，才能使模型更加精确有效。
同时，对于不同的问题，建立数学模型的方法也不尽相同，需要灵活运用数学知识和思维方法，从不同角度探索有效解决方案。
数学模型的建立与分析
数学模型的建立与分析数学模型是指将实际问题抽象化和数学化，使用数学符号和方程进行描述和解决的工具。
它在各个领域的科学研究、工程设计等方面起着至关重要的作用。
本文将介绍数学模型的建立与分析的基本过程和方法。
一、数学模型的建立数学模型的建立一般分为四个步骤：问题的描述、选择适当的数学工具、建立数学模型、模型的求解和验证。
首先，问题的描述是建立数学模型的第一步。
需要准确地描述问题的背景、目标和具体的约束条件。
这有助于我们明确问题的关键因素和参数。
接下来，选择适当的数学工具是建立数学模型的关键。
根据问题的特点和要求，可以选择代数方程、微分方程、概率论、优化理论等数学工具。
需要对所选择的数学工具有充分的了解和掌握。
然后，建立数学模型是将问题转化为数学语言的过程。
可以利用方程、不等式、函数等数学符号来描述问题的关系。
需要注意的是，数学模型应该简化和抽象问题的实际情况，以便进行求解和分析。
最后，模型的求解和验证是数学模型建立的最后一步。
可以使用数值方法、解析解法或计算机模拟等手段来求解模型，并将结果与实际情况进行比较和验证。
如果模型的结果与实际情况吻合度较高，那么此模型就可以用来解决实际问题。
二、数学模型的分析数学模型的分析是对数学模型进行定性和定量分析的过程。
通过数学分析，可以揭示模型的内在规律和性质，理解问题的本质并提出解决方案。
在数学模型的分析中，一般会涉及到以下几个方面：解的存在性和唯一性、稳定性、收敛性、最优性等。
解的存在性和唯一性是分析模型是否有解以及解的数量和性质。
稳定性是对模型解的行为和变化趋势进行研究。
收敛性是研究模型的解是否趋向于某个特定值。
最优性是研究如何找到使目标函数取得最优值的解。
在进行数学模型的分析时，需要运用数学分析的方法和理论。
例如，可以使用微分方程的稳定性理论、最优化理论、变分法等。
同时，还可以利用计算机模拟和数值计算等方法对模型进行分析。
通过数值计算，可以得到模型的近似解，并对模型进行灵敏度分析和参数优化。
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§16.3 建立数学模型的方法、步骤、特点及分类[学习目标]1.能表述建立数学模型的方法、步骤；2.能表述建立数学模型的逼真性、可行性、渐进性、强健性、可转移性、非预制性、条理性、技艺性和局限性等特点；；3.能表述数学建模的分类；4.会采用灵活的表述方法建立数学模型；5.培养建模的想象力和洞察力。
一、建立数学模型的方法和步骤—般说来建立数学模型的方法大体上可分为两大类、一类是机理分析方法，一类是测试分析方法．机理分析是根据对现实对象特性的认识、分析其因果关系，找出反映内部机理的规律,建立的模型常有明确的物理或现实意义.§16.2节的示例都属于机理分析方法。
测试分折将研究对象视为一个“黑箱”系统，内部机理无法直接寻求，可以测量系统的输人输出数据、并以此为基础运用统计分析方法，按照事先确定的准则在某一类模型中选出一个与数据拟合得最好的模型。
这种方法称为系统辨识(System Identification)．将这两种方法结合起来也是常用的建模方法。
即用机理分析建立模型的结构，用系统辨识确定模型的参数．可以看出，用上面的哪一类方法建模主要是根据我们对研究对象的了解程度和建模目的决定的．如果掌握了机理方面的一定知识，模型也要求具有反映内部特性的物理意义。
那么应该以机理分析方法为主．当然,若需要模型参数的具体数值，还可以用系统辨识或其他统计方法得到．如果对象的内部机理基本上没掌握，模型也不用于分析内部特性,譬如仅用来做输出预报，则可以系统辩识方法为主．系统辨识是一门专门学科，需要一定的控制理论和随机过程方面的知识．以下所谓建模方法只指机理分析。
建模要经过哪些步骤并没有一定的模式，通常与实际问题的性质、建模的目的等有关，从§16.2节的几个例子也可以看出这点．下面给出建模的—般步骤，如图16-5所示．图16-5 建模步骤示意图模型准备首先要了解问题的实际背景，明确建模的目的搜集建模必需的各种信息如现象、数据等，尽量弄清对象的特征,由此初步确定用哪一类模型，总之是做好建模的准备工作．情况明才能方法对，这一步一定不能忽视，碰到问题要虚心向从事实际工作的同志请教，尽量掌握第一手资料.模型假设根据对象的特征和建模的目的，对问题进行必要的、合理的简化，用精确的语言做出假设，可以说是建模的关键一步．一般地说，一个实际问题不经过简化假设就很难翻译成数学问题，即使可能，也很难求解．不同的简化假设会得到不同的模型．假设作得不合理或过份简单，会导致模型失败或部分失败，于是应该修改和补充假设；假设作得过分详细，试图把复杂对象的各方面因素都考虑进去，可能使你很难甚至无法继续下一步的工作．通常，作假设的依据，一是出于对问题内在规律的认识，二是来自对数据或现象的分析，也可以是二者的综合．作假设时既要运用与问题相关的物理、化学、生物、经济等方面的知识，又要充分发挥想象力、洞察力和判断力，善于辨别问题的主次，果断地抓住主要因素，舍弃次要因素，尽量将问题线性化、均匀化．经验在这里也常起重要作用．写出假设时，语言要精确，就象做习题时写出已知条件那样．模型构成根据所作的假设分析对象的因果关系，利用对象的内在规律和适当的数学工具，构造各个量(常量和变量)之间的等式(或不等式)关系或其他数学结构．这里除需要一些相关学科的专门知识外，还常常需要较广阔的应用数学方面的知识，以开拓思路.当然不能要求对数学学科门门精通,而是要知道这些学科能解决哪一类问题以及大体上怎样解决．相似类比法，即根据不同对象的某些相似性，借用已知领域的数学模型，也是构造模型的一种方法．建模时还应遵循的一个原则是，尽量采用简单的数学工具，因为你建立的模型总是希望能有更多的人了解和使用,而不是只供少数专家欣赏.模型求解可以采用解方程、画图形、证明定理、逻辑运算、数值计算等各种传统的和近代的数学方法，特别是计算机技术．模型分析对模型解答进行数学上的分析，有时要根据问题的性质分析变量间的依赖关系或稳定状况，有时是根据所得结果给出数学上的预报，有时则可能要给出数学上的最优决策或控制，不论哪种情况还常常需要进行误差分析、模型对数据的稳定性或灵敏性分析等．模型检验把数学上分析的结果翻译回到实际问题，并用实际的现象、数据与之比较，检验模型的合理性和适用性．这一步对于建模的成败是非常重要的，要以严肃认真的态度来对待．当然，有些模型如核战争模型就不可能要求接受实际的检验了．模型检验的结果如果不符合或者部分不符合实际，问题通常出在模型假设上，应该修改、补充假设，重新建模．有些模型要经过几次反复，不断完善，直到检验结果获得某种程度上的满意．模型应用应用的方式自然取决于问题的性质和建模的目的，这方面的内容不是本书讨论的范围。
应当指出，并不是所有建模过程都要经过这些步骤，有时各步骤之间的界限也不那么分明．建模时不应拘泥于形式上的按部就班，本书的建模实例就采取了灵活的表述方式．二、数学模型的特点我们已经看到建模是利用数学工具解决实际问题的重要手段。
数学模型有许多优点，也有弱点。
建模需要相当丰富的知识、经验和各方面的能力，同时应注意掌握分寸．下面归纳出数学模型的若干特点，以期在学习过程中逐步领会．模型的逼真性和可行性一般说来总是希望模型尽可能逼近研究对象，但是一个非常逼真的模型在数学上常常是难于处理的，因而不容易达到通过建模对现实对象进行分析、预报、决策或者控制的目的，即实用上不可行．另一方面，越逼真的模型常常越复杂，即使数学上能处理，这样的模型应用时所需要的“费用”也相当高，而高“费用”不一定与复杂模型取得的“效益”相匹配．所以建模时往往需要在模型的逼真性与可行性，“费用”与“效益”之间做出折衷和抉择．模型的渐进性稍微复杂一些的实际问题的建模通常不可能一次成功，要经过上一节描述的建模过程的反复迭代，包括由简到繁，也包括删繁就简，以获得越来越满意的模型．在科学发展过程中随着人们认识和实践能力的提高，各门学科中的数学模型也存在着一个不断完善或者推陈出新的过程．从19世纪力学、热学、电学等许多学科由牛顿力学的模型主宰，到20世纪爱因斯坦相对论模型的建立，是模型渐进性的明显例证．模型的强健性模型的结构和参数常常是由对象的信息如观测数据确定的，而观测数据是允许有误差的．一个好的模型应该具有下述意义的强健性：当观测数据(或其他信息)有微小改变时，模型结构和参数只有微小变化，并且一般也应导致模型求解的结果有微小变化．模型的可转移性模型是现实对象抽象化、理想化的产物，它不为对象的所属领域所独有，可以转移到另外的领域．在生态、经济、社会等领域内建模就常常借用物理领域中的模型．模型的这种性质显示了它的应用的极端广泛性．模型的非预制性虽然已经发展了许多应用广泛的模型，但是实际问题是各种各样、变化万千的，不可能要求把各种模型做成预制品供你在建模时使用。
模型的这种非预制性使得建模本身常常是事先没有答案的问题(Open—end problem)．在建立新的模型的过程中甚至会伴随着新的数学方法或数学概念的产生．模型的条理性从建模的角度考虑问题可以促使人们对现实对象的分析更全面、更深入、更具条理性，这样即使建立的模型由于种种原因尚未达到实用的程度，对问题的研究也是有利的。
模型的技艺性建模的方法与其他一些数学方法如方程解法、规划解法等是根本不同的，无法归纳出若干条普遍适用的建模准则和技巧．有入说。
建模目前与其是一门技术、不如说是一种艺术．是技艺性很强的技巧．经验、想象力、洞察力、判断力以及直觉、灵感等在建模过程中起的作用往往比一些具体的数学知识更大．模型的局限性这里有几方面的含义．第一，由数学模型得到的结论虽然具有通用性和精确性，但是因为模型是现实对象简化、理想化的产物，所以一旦将模型的结论应用于实际问题，就回到了现实世界，那些被忽视、简化的因素必须考虑，于是结论的通用性和精确性只是相对的和近似的．第二，由于人们认识能力和科学技术包括数学本身发展水平的限制，还有不少实际问题很难得到有着实用价值的数学模型．如一些内部机理复杂、影响因素众多、测量手段不够完善、技艺性较强的生产过程，像生铁冶炼过程，需要开发专家系统，与建立数学模型相结合才能获得较满意的应用效果．专家系统是一种计算机软件系统，它总结专家的知识和经验，模拟人类的逻辑思维过程，建立若干规则和推理途径，主要是定性地分析各种实际现象并做出判断．专家系统可以看成计算机模拟的新发展．第三，还有些领域中的问题今天尚未发展到用建模方法寻求数量规律的阶段，如中医诊断过程，目前所谓计算机辅助诊断也是属于总结著名中医的丰富临床经验的专家系统．建模过程是一种创造性思维过程，除了想象、洞察、判断这些属于形象思维、逻辑思维范畴的能力之外，直觉和灵感往往也起着不可忽视的作用。
当由于各种限制利用已有知识难以对研究对象做出有效的推理和判断时，凭借相似、类比、猜测、外推等思维方式及不完整、不连续、不严密的，带启发性的直觉和灵感，去“战略性”地认识对象，是人类创造性思维的特点之一，也是人脑比按程序逻辑工作的计算机、机器人的高明之处．历史上不乏在科学家的直觉和灵感的火花中诞生的假说、论证和定律．当然，直觉和灵感不是凭空产生的，它要求人们具有丰富的背景知识，对问题进行反复思考和艰苦探索，对各种思维方法运用娴熟．相互讨论和思想交锋，特别是不同专业的成员之间的探讨，是激发直觉和灵感的重要因素．所以由各种专门人才组成的所谓团队工作方式(Team work)越来越受到重视．前面说过，建模可以看成一门艺术．艺术在某种意义下是无法归纳出几条准则或方法的．一名出色的艺术家需要大量的观摩和前辈的指教，更需要亲身的实践．类似地，掌握建模这门艺术培养想象力和洞察力，一要大量阅读、思考别人做过的模型，二要亲自动手，认真做几个实际题目．三、数学模型的分类数学模型可以按照不同的方式分类，下面介绍常用的几种．1.按照模型的应用领域(或所属学科)分．如人口模型、交通模型、环境模型、生态模型、城镇规划模型、水资源模型、再生资源利用模型、污染模型等．范畴更大一些则形成许多边缘学科如生物数学、医学数学、地质数学、数量经济学、数学社会学等．2.按照建立模型的数学方法(或所属数学分支)分．如初等数学模型、几何模型、微分方程模型、图论模型、马氏链模型、规划论模型等．按第一种方法分类的数学模型教科书中，着重于某一专门领域中用不同方法建立模型，而按第二种方法分类的书里，是用属于不同领域的现成的数学模型来解释某种数学技巧的应用．在本书中我们重点放在如何应用读者已具备的基本数学知识在各个不同领域中建模．3.按照模型的表现特性又有几种分法：确定性模型和随机性模型取决于是否考虑随机因素的影响．近年来随着数学的发展，又有所谓突变性模型和模糊性模型．静态模型和动态模型取决于是否考虑时间因素引起的变化．线性模型和非线性模型取决于模型的基本关系，如微分方程是否是线性的．离散模型和连续模型指模型中的变量(主要是时间变量)取为离散还是连续的．虽然从本质上讲大多数实际问题是随机性的、动态的、非线性的，但是由于确定性、静态、线性模型容易处理，并且往往可以作为初步的近似来解决问题，所以建模时常先考虑确定性、静态、线性模型．连续模型便于利用微积分方法求解，作理论分析，而离散模型便于在计算机上作数值计算，所以用哪种模型要看具体问题而定．在具体的建模过程中将连续模型离散化，或将离散变量视作连续，也是常采用的方法．4.按照建模目的分．有描述模型、分析模型、预报模型、优化模型、决策模型、控制模型等．5.按照对模型结构的了解程度分．有所谓白箱模型、灰箱模型、黑箱模型．这是把研究对象比喻成一只箱子里的机关，要通过建模来揭示它的奥妙．白箱主要包括用力学、热学、电学等一些机理相当清楚的学科描述的现象以及相应的工程技术问题，这方面的模型大多已经基本确定，还需深入研究的主要是优化设计和控制等问题了．灰箱主要指生态、气象、经济、交通等领域中机理尚不十分清楚的现象，在建立和改善模型方面都还不同程度地有许多工作要做．至于黑箱则主要指生命科学和社会科学等领域中一些机理(数量关系方面)很不清楚的现象．有些工程技术问题虽然主要基于物理、化学原理，但由于因素众多、关系复杂和观测困难等原因也常作为灰箱或黑箱模型处理．当然，白、灰、黑之间并没有明显的界限，而且随着科学技术的发展，箱子的“颜色”必然是逐渐由暗变亮的．习题16.3为了培养想象力、洞察力和判断力，考察对象时除了从正面分析外还常常需要从侧面或反面思考．试尽可能迅速地回答下面的问题：1、某甲早8时从山下旅店出发沿一条路径上山，下午5时到达山顶并留宿．次日早8时沿同一路径下山，下午5时回到旅店．某乙说，甲必在两天中的同一时刻经过路径中的同一地点．为什么?2、37支球队进行冠军争夺赛，每轮比赛中出场的每两支球队中的胜者及轮空者进入下一轮，直至比赛结束。