生活中的简单数学模型
数学建模 几何在生活中应用
数学建模几何在生活中应用
数学建模在几何学的应用在生活中非常广泛,以下是一些具体的应用实例:
1.购房贷款:在购房过程中,数学模型可以帮助我们理解和分析贷款的各种可能方案。
例
如,利用数学模型,我们可以比较等额本金和等额本息这两种不同的还款方式,并计算出在不同利率和还款期限下,每种方式的还款总额和每月还款金额。
这样,我们就可以选择最适合自己的还款方案。
2.时尚穿搭:高跟鞋是一种时尚单品,但穿多高的高跟鞋才能达到最佳的视觉效果呢?这
时,我们可以借助数学模型来解决这个问题。
根据黄金分割原理,当女生的腿长和身高比值是0.618时,身材会显得最迷人。
因此,我们可以计算出最适合女生身高的高跟鞋高度,使她们在穿搭上更加出彩。
3.银行利率:在金融领域,数学建模也发挥着重要作用。
例如,我们可以通过建立数学模
型来分析银行利率的变化对存款或贷款的影响。
这种分析可以帮助我们更好地理解金融市场的运作,从而做出更明智的决策。
生活中的数学建模问题例子
生活中的数学建模问题例子生活中的数学建模问题数学建模是将实际问题抽象为数学模型的过程,通过数学模型的建立和求解,可以对问题进行分析、预测和优化。
在生活中,我们会遇到许多需要用数学建模来解决的问题。
下面是一些常见的例子。
1. 交通拥堵问题问题描述在城市交通流量较大时,往往会出现交通拥堵的情况。
为了合理规划交通流量,我们需要建立一个能预测交通拥堵程度的数学模型。
建模过程•收集数据:首先,我们需要收集一段时间内的交通数据,包括车辆数量、行驶速度等信息。
•分析数据:根据收集到的数据,我们可以分析交通拥堵的原因和模式。
例如,可以通过分析车辆密度和速度的关系来确定交通流量的阈值。
•建立数学模型:基于分析结果,我们可以建立一个数学模型来描述交通拥堵程度。
例如,可以使用流体力学中的守恒方程,考虑车辆的流入、流出和流动等因素。
•模型求解:通过求解建立的数学模型,我们可以得到交通拥堵程度的预测结果。
•模型评估和优化:根据模型预测的结果,我们可以评估当前交通规划的效果,并提出优化建议。
2. 疫情传播问题问题描述在疫情爆发时,我们希望能够及早预测疫情的传播趋势和规模,以便采取相应的措施来控制疫情。
建模过程•收集数据:收集疫情传播的相关数据,包括感染人数、治愈人数、病毒传播速度等信息。
•分析数据:利用收集到的数据,我们可以分析疫情传播的特点和规律。
例如,可以通过分析感染人数的增长速度来预测疫情的传播趋势。
•建立数学模型:基于分析结果,我们可以建立一个数学模型来描述疫情传播的过程。
例如,可以使用传染病数学模型中的传染病传播动力学模型,考虑人群的感染、康复和死亡等因素。
•模型求解:通过求解建立的数学模型,我们可以得到疫情传播的预测结果。
•模型评估和优化:根据模型预测的结果,我们可以评估当前疫情防控的效果,并提出优化建议。
3. 资产投资问题问题描述在投资领域,我们希望能够通过建立数学模型来分析不同投资策略下的收益和风险,并进行优化选择。
生活中的数学模型案例
生活中的数学模型案例吉林省松原市宁江区第五中学二年三班许立伟指导教师:李光辉生活中的数学模型案例吉林省松原市宁江区第五中学许立伟生活与数学是分不开的,在很多领域中人们总在用不同的数学模型来描述、刻画某些生活现象或规律。
其实数学和数学模型离我们很近,它是和语言一样具有国际通用性的一种工具,无论你从事什么职业。
都不同程度地会用到数学知识与技能以及数学模型的思考方法。
本文是我对日常生活中一般数学模型的了解,并运用数学模型来分析和解决生活中常见的几个实际问题。
案例一三角形具有稳定性通过课本的学习我知道三角形具有稳定性,有着稳固、坚定、耐压的特点。
原因是一旦三角形的三个边长确定了,三角形就确定了,各个角的角度,三个边所围成的面积,等等都不会改变,我也学过三个点可以确定一个面。
一个三条腿的板凳不论在哪里都可以放稳。
所以其实三角形是稳定的。
埃及金字塔、钢轨、起重机、三角形吊臂、屋顶、三角形钢架、钢架桥中都应用三角形的原理。
案例二轴对称图形什么是轴对称图形呢?如果把一个图形沿着一条直线翻折过来,直线两旁的部分能够完全重合,这样的图形叫做轴对称图形。
在我们的生活中,有很多美丽的轴对称图形。
数字:0 3 8 字母:E H 汉字:中由日等,还有很多建筑如案例三黄金分割比黄金分割比是把一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。
近似值是0.618。
由于按此比例设计的造型十分美丽,因此称为黄金分割。
也称为中外比。
一个常见的生活案例:女士们多数喜欢穿高跟鞋.因为高跟鞋使人的身材更美,那穿多高的跟才能使女士显得迷人呢? 经过计算发现,人体的腿长与身高的比值近似0.618时(也即是黄金分割比值)。
其身材显得迷人漂亮(肚脐足理想的黄金分割点),也就是说,若此比值愈接近0.618.就愈给人一种美的感觉,一般女士由脚底至肚脐的长度与身高比都不能达到此比值,要通过高跟鞋来调节。
总之,生活中的数学和数学模型可以说是无处不在的。
简单数学建模应用例子
最后由于g(0)f(0)=0 ,即g(0)= f(0)=0.
建模实例
评注:这个模型的巧妙之处在于用一元变量
表示椅子的位置,用 的两个函数表示椅子的 四脚与地面的距离,利用正方形的中心对称及 旋转900并不是本质的,大家可以考虑四脚呈 长方形的情形(作业)
x (t t) x (t) r(tx ) t
建模实例
于是x(t)满足如下方程:
dx rx dt x ( 0 ) x 0
易知其解为 x(t) x0ert
(2) (3)
建模实例
上式表明了人口增长的指数规律,此时将t离 散化,并认为r较小,则可得(1)式,即(1) 为指数增长模型的一种离散形式的近似表示。 人们发现,在地广人稀的加拿大领土上,法国 移民后代的人口比较符合指数增长模型,而同 一血统的法国本土居民人口的增长却远低于这 个模型。
建模实例
在xoy坐标系上画出如图所示的方格,方格点 上的坐标同时也表示状态s = ( x , y ). 允许状 态集是沿方格 线移动1或2格,k为奇数时向左、 下方移动,k为偶数
时向右、上方移动。 要确定一系列的dk使 由s1=(3,3)经过那些 点最终移至原点(0, 0),左图中给出了 一种决策方案,最终 有s12=(0,0).
建模实例
安全渡河条件下的状态集称为允许状态集合, 记作S,不难写出
S={(x,y)|x=0, y=0, 1, 2, 3; x=y=1,2} - (1)
记第k次渡船上的商人数为uk ,随从数为vk ,将 二维向量dk = (uk,vk)定义为决策,允许决集合 记作D,由小船的容量可知
D={(u,v)| u + v = 1 , 2 }-
数学建模简单13个例子
出,黄灯起的是警告的作用,意思是马上
要转红灯了,假如你能停住,请立即停车。
停车是需要时间的,在这段时间内,车辆
仍将向前行驶一段距离 L。这就是说,在
离街口距离为 L处存在着一条停车线(尽
管它没被画在地上),见图。对于那些黄
D
灯亮时已过线的车辆,则应当保证它们仍 能穿过马路。
L
马路的宽度D是容易测得的,问题的关键在于L的确
则所提问题变为在自然数集上求解方程
7
(2ki 1) 26
i 1
于是,我们有了该问题的数学语言表达——数学模型
求解: 用反证法容易证明本问题的解不存在。
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3、相遇问题
某人平时下班总是按预定时间到达某处,然 然后他妻子开车接他回家。有一天,他比平时提早 了三十分钟到达该处,于是此人就沿着妻子来接他 的方向步行回去并在途中遇到了妻子,这一天,他 比平时提前了十分钟到家,问此人共步行了多长时 间?
1、从包汤圆(饺子)
通常,1公斤面, 1公斤馅,包100个汤圆(饺子)
今天,1公斤面不变,馅比 1公斤多了,问应多包几 个(小一些),还是少包几个(大一些)?
问题
圆面积为S的一个皮,包成体积为V的汤圆。若 分成n个皮,每个圆面积为s,包成体积为v。
S
s s … s (共n个)
vv
v
V
V和 nv 哪个大? 定性分析
4、爬山问题
某人早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,则这人在两天中的同一时刻经过途中的 同—地点,为什么?
解法一: 将两天看作一天,一人两天的运动看作一天两人 同时分别从山下和山顶沿同一路径相反运功,因为两 人同时出发,同时到达目的地,又沿向一路径反向运 动,所以必在中间某一时刻t两人相遇,这说明某人在 两天中的同一时刻经过路途中的同一地点。
小学数学中的简单数学模型
小学数学中的简单数学模型数学模型是数学与其他学科交叉融合的产物,它可以帮助我们更好地理解和解决实际问题。
在小学数学中,简单的数学模型可以帮助学生建立数学思维,培养解决问题的能力。
本文将介绍小学数学中常见的简单数学模型,并以具体例子说明它们的应用。
一、图片拼接模型图片拼接模型是指将不同形状的图片拼接在一起,通过计算面积或周长来求解问题。
例如,小明拿到一张纸板,上面分别贴着一个正方形和一个长方形,他想计算纸板上图形的总面积。
我们可以利用图片拼接模型来解决这个问题。
首先,我们可以将纸板上的正方形和长方形分别拆分成小矩形,然后将这些小矩形拼接在一起。
接着,我们计算每个小矩形的面积,再将它们的面积相加,就可以得到纸板上图形的总面积。
例如,纸板上的正方形边长为4厘米,长方形的长为5厘米,宽为3厘米。
我们将它们拆分成小矩形后,可以得到5个正方形,它们的面积分别为4平方厘米,以及1个长方形,它的面积为15平方厘米。
将它们的面积相加,就可以得到纸板上图形的总面积为19平方厘米。
二、物品分类模型物品分类模型是指将一些物品按照某种特征进行分类,通过计算物品数量或比例来解决问题。
例如,小明家里有一筐苹果,其中有红苹果、绿苹果和黄苹果,他想知道不同颜色苹果的比例。
我们可以利用物品分类模型来解决这个问题。
首先,我们将苹果按照颜色分类,然后计算每种颜色苹果的数量。
接着,我们可以将每种颜色苹果的数量相除,得到各种颜色苹果的比例。
例如,小明家里的筐子里有12个红苹果、8个绿苹果和5个黄苹果。
将它们的数量相除,得到红苹果的比例为12:25、绿苹果的比例为8:25,黄苹果的比例为5:25。
三、图表分析模型图表分析模型是指通过观察和分析图表中的数据,找出规律并解决问题。
例如,小明参加了一次数学竞赛,他想知道自己在全班的排名。
我们可以利用图表分析模型来解决这个问题。
首先,我们观察数学竞赛的成绩表,找到小明的得分,并找到其他同学的得分。
接着,我们将所有同学的得分按照从高到低的顺序进行排列,然后找到小明的得分在排名中所处的位置,即可得到他在全班的排名。
生活中的简单数学模型
生活中的简单数学模型
在日常生活中,我们经常会用到简单的数学模型来解决实际问题。
比如,当我们想要计算一个物体的体积时,可以使用体积公式V=S×H,其中S表示物体的表面积,H表示物体的高度。
另外,当我们想要计算一个圆的面积时,可以使用面积公式
S=πr²,其中π表示圆周率,r表示圆的半径。
此外,当我们想
要计算一个矩形的面积时,可以使用面积公式S=a×b,其中a
表示矩形的长度,b表示矩形的宽度。
另外,当我们想要计算一个三角形的面积时,可以使用面积公式S=1/2×a×h,其中a表示三角形的底边长度,h表示三角形
的高度。
此外,当我们想要计算一个椭圆的面积时,可以使用面积公式S=πab,其中a表示椭圆的长轴长度,b表示椭圆的
短轴长度。
此外,当我们想要计算一个圆柱的体积时,可以使用体积公式
V=πr²h,其中π表示圆周率,r表示圆柱的底面半径,h表示
圆柱的高度。
另外,当我们想要计算一个圆锥的体积时,可以使用体积公式V=1/3πr²h,其中π表示圆周率,r表示圆锥的底面半径,h表示圆锥的高度。
以上就是日常生活中常用的简单数学模型,它们可以帮助我们解决实际问题,比如计算物体的体积、面积等。
生活中的简单数学模型
生活中的简单数学模型1. 引言数学是一门研究数量和空间关系的学科,它在我们日常生活中扮演着重要的角色。
无论是购物、旅行、烹饪还是理财,数学都扎根在我们的生活中。
在本文中,我们将探讨生活中的一些简单数学模型,并展示它们如何帮助我们更好地理解和解决常见的问题。
2. 百分比计算在日常生活中,我们经常需要进行百分比计算。
无论是计算打折商品的价格、计算概率还是计算利润,百分比都是一个非常常见的概念。
2.1 百分数的计算公式百分数 = (部分 / 总数)* 1002.2 例子:打折商品假设有一件原价为100元的商品,现在打折20%。
我们可以使用百分比计算公式来计算打折后的价格:打折后的价格 = 原价 * (1 - 打折率)打折后的价格 = 100 * (1 - 0.20)打折后的价格 = 100 * 0.80打折后的价格 = 80元通过这个简单的数学模型,我们可以知道打折后的价格是80元。
3. 货币兑换在全球化的今天,货币兑换是一个非常重要的问题。
当我们去旅行或者在网上购物时,我们需要把不同国家的货币进行兑换。
3.1 汇率的计算汇率是不同国家货币之间的比率。
我们可以使用汇率来计算两种货币之间的等值关系。
3.2 例子:人民币兑换美元假设当前的人民币兑换美元的汇率是1美元 = 6.5人民币。
如果我们有1000人民币,我们可以使用以下的计算公式来计算等值的美元数量:美元数量 = 人民币数量 / 汇率美元数量 = 1000 / 6.5美元数量≈ 153.85美元通过这个简单的数学模型,我们可以知道1000人民币约等于153.85美元。
4. 车辆油耗在购买汽车或者长途驾驶时,了解车辆的油耗是非常重要的。
通过计算油耗,我们可以评估驾驶的成本以及行驶的距离。
4.1 油耗的计算油耗是指车辆行驶一定距离所需要的燃料的量。
我们可以使用以下的计算公式来计算油耗:油耗 = 驾驶的距离 / 使用的燃料量4.2 例子:驾驶距离和油耗假设我们驾驶了500公里,并使用了40升的汽油。
数学模型意识的例子
数学模型意识的例子1. 当你去超市购物的时候,是不是经常会计算怎样买更划算呀?这其实就是在运用数学模型意识呢!比如你要买苹果和香蕉,苹果 5 元一斤,香蕉3 元一斤,你手里有 20 元,你就会在脑子里构建一个简单的模型,来决定怎么买能最大化地利用这 20 元,让自己买到最多最合适的水果,是不是很神奇?2. 想想看,你计划一次旅行,要考虑预算、时间、交通方式等好多因素。
这不就是构建了一个复杂的数学模型嘛!比如你只有 5 天假期,预算是 5000 元,那么你就要通过各种比较和计算来安排行程,哎呀呀,数学模型意识真的无处不在呀!3. 妈妈做饭的时候也会用到呢!她要根据家里人的数量来决定做多少菜,这就是一个小小的数学模型呀!就好像她要做三道菜,一道菜需要半斤肉,那她不就得计算下一共要用多少肉,难道这还不算数学模型意识吗?4. 在玩游戏的时候也会有哦!像下棋,你得思考每一步怎么走对自己最有利,这和构建数学模型有啥区别嘛!比如下围棋,你要考虑棋盘上的局势,计算下一步落子的最佳位置,哇塞,这就是在运用数学模型意识呀!5. 装修房子的时候也是一样的哟!你要考虑房间的大小,家具的摆放,这也是在建立数学模型呀!好比你想在客厅放一个大沙发,你就得想想这个空间够不够,不就是在脑子里做计算嘛,这就是数学模型意识在发挥作用呀!6. 组织一场聚会也得用呢!你得想邀请多少人,准备多少食物和饮料。
这不就是在构建一个关于聚会的数学模型嘛!像要邀请 10 个人,每人喝两瓶饮料,那你不就得准备 20 瓶饮料呀,这多明显呀!7. 就连小朋友分糖果也有数学模型意识呀!几个小朋友,有多少颗糖果,怎么分才公平。
这就像是一个简单的数学模型在他们脑子里运转呢!他们会思考怎么分,不就和我们大人运用数学模型意识一样嘛!总之呀,数学模型意识真的是在我们生活中的方方面面都能体现呢!它就像一个神奇的工具,帮助我们更好地做出各种决策和安排。
无论大事小事,都有它的存在哟!。
常见的数学模型
解法:通过矩阵运算或迭代法 求解线性代数方程
形式:Ax=b,其中A是矩阵,x 是未知数向量,b是常数向量
应用:在物理、工程、经济等 领域有广泛应用
多项式方程
定义:多项式方程 是数学中常见的方 程形式,一般形如 ax^n + bx^(n1) + ... + z = 0
积分公式:常见 的积分公式包括 牛顿-莱布尼茨公 式、换元积分公 式、分部积分公 式等。
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0 2
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级数与无穷级数
定义:级数是无穷多个数相加的结果,无穷级数是级数的极限状态。 类型:有正项级数、交错级数、幂级数等。
应用:在数学、物理、工程等领域有广泛应用,如计算曲线的长度、求解微分方程等。 收敛与发散:级数收敛时,所有项的和是有限的;发散时,所有项的和是无穷大。
值。
特征值与特征向量 的应用:在解决实 际问题时,特征值 和特征向量可以用 于分析系统的稳定
性和动态行为。
计算方法:通过求 解矩阵的特征方程, 可以得到矩阵的特 征值和特征向量。
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线性变换与矩阵运算
矩阵运算:基本的矩阵加法、 减法、乘法等运算规则
线性变换:通过矩阵表示几 何变换的过程
微分方程
定义:微分方程是 描述数学模型中变 量之间变化关系的 方程
类型:常微分方程、 偏微分方程等
解法:常用的解法 包括分离变量法、 常数变异法等
应用:在物理学、 工程学、经济学等 领域有广泛应用
线性代数模型
向量与矩阵
向量:由一组有序 数构成的数学对象, 可以表示空间中的 点或方向
生活中的数学模型案例
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其实数学和数学模型离我们很近,它是和语言一样具有国际通用性的一种工具,无论你从事什么职业。
都不同程度地会用到数学知识与技能以及数学模型的思考方法。
本文是我对日常生活中一般数学模型的了解,并运用数学模型来分析和解决生活中常见的几个实际问题。
案例一三角形具有稳定性通过课本的学习我知道三角形具有稳定性,有着稳固、坚定、耐压的特点。
原因是一旦三角形的三个边长确定了,三角形就确定了,各个角的角度,三个边所围成的面积,等等都不会改变,我也学过三个点可以确定一个面。
一个三条腿的板凳不论在哪里都可以放稳。
所以其实三角形是稳定的。
埃及金字塔、钢轨、起重机、三角形吊臂、屋顶、三角形钢架、钢架桥中都应用三角形的原理。
案例二轴对称图形什么是轴对称图形呢?如果把一个图形沿着一条直线翻折过来,直线两旁的部分能够完全重合,这样的图形叫做轴对称图形。
在我们的生活中,有很多美丽的轴对称图形。
数字:0 3 8 字母:E H 汉字:中由日等,还有很多建筑如案例三黄金分割比黄金分割比是把一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比。
近似值是。
由于按此比例设计的造型十分美丽,因此称为黄金分割。
也称为中外比。
一个常见的生活案例:女士们多数喜欢穿高跟鞋.因为高跟鞋使人的身材更美,那穿多高的跟才能使女士显得迷人呢经过计算发现,人体的腿长与身高的比值近似0.618时(也即是黄金分割比值)。
其身材显得迷人漂亮(肚脐足理想的黄金分割点),也就是说,若此比值愈接近0.618.就愈给人一种美的感觉,一般女士由脚底至肚脐的长度与身高比都不能达到此比值,要通过高跟鞋来调节。
小学数学中的简单数学模型应用
小学数学中的简单数学模型应用在小学数学教学中,数学模型是一个非常重要的概念。
数学模型是指使用数学方法来描述和解释实际问题的工具或方式。
它能帮助学生将抽象的数学概念应用于实际场景,提高他们的问题解决能力和数学思维能力。
本文将介绍小学数学中的一些简单数学模型应用。
一、面积模型1.1 长方形的面积计算在小学数学中,学生学习到了计算长方形面积的公式:面积 = 长 ×宽。
通过这个公式,学生可以将抽象的概念应用到实际生活中。
例如,他们可以通过测量自己书桌的长和宽,计算出书桌的面积。
这样的计算过程不仅能够帮助学生巩固数学知识,还能培养他们的实际问题解决能力。
1.2 正方形的面积计算正方形是一种特殊的长方形,它的长和宽相等。
在小学数学中,学生学习到了计算正方形面积的公式:面积 = 边长 ×边长。
通过这个公式,学生可以测量自己教室的边长,计算出教室的面积。
这样的计算过程可以帮助学生理解抽象公式的内涵,并将其应用到实际问题中。
二、容量模型2.1 容器的容量计算在小学数学中,学生学习到了计算容器容量的概念和方法。
他们可以通过测量容器的高度、底面积等信息,计算出容器的容量。
例如,学生可以通过测量自己水杯的高度和底面直径,计算出水杯的容量。
这样的计算过程能够帮助学生巩固容量的概念,并培养他们的测量和计算能力。
2.2 液体的混合在小学数学中,学生学习到了计算液体混合的概念和方法。
他们可以通过已知液体的容量和浓度,计算出混合液体的浓度。
例如,学生可以通过已知某种果汁的容量和浓度,计算出混合果汁的浓度。
这样的计算过程能够帮助学生理解浓度的概念,并将其应用到实际问题中。
三、时间模型3.1 速度的计算在小学数学中,学生学习到了计算速度的概念和方法。
他们可以通过已知物体的位移和所花时间,计算出物体的速度。
例如,学生可以通过已知小车的位移和所花时间,计算出小车的速度。
这样的计算过程能够帮助学生理解速度的概念,并培养他们的实际问题解决能力。
日常生活中的数学模型
30. 令 Ps=0 (一池清水),则 t 时刻的污染水平为 给定 ,记 为达到β水平污染的时间, 则有 当 β= ½ 时,有 对于密执安湖,有 T1/2=21年。 对于苏比利尔湖,有T1/2=132年。 一般来说,对于 Ps <= K, 若给定 则有
平衡关系:力与运动的牛顿定律 有解
模型: 铅球投掷的远度为抛物线与x轴交点的横坐标 检验: 姓 名 v(m/s) h(m) α(0) s(m) 实测 李梅素 13.75 1.90 37.60 20.68 20.95 李梅素 13.52 2.00 38.96 20.22 20.30 斯卢皮 13.77 2.06 40.00 21.25 21.41
问题: P143 第 4 题: 伊利湖和安大略湖的污染。
分析: 1. v 随着 F 和 t0 的增加而增大; 2. v 随着 v0 的增加而增大; 3. v 随着 a 的增加而减小. 女子铅球的技术特征: 滑步的低、平、快;过渡阶段随着左腿低而快地直顶抵趾板下沿,推髋侧移,使铅球低而远地远离出手点;最后用力阶段突出向前性。
四. 分析: 1. 情形 I : 自由倾倒 PI = K, P(0) = Ps. 解得 利用初始条件, 得 10. Ps < K 时, P(t) 增加, Ps > K 时, P(t) 减少。 称 K 为饱和污染状况。 20. 称 为湖水在时刻 t 的污染水平。 不难得到 当 时,为饱和 水平; 为超饱和状态,P(t) 将会下降。
2. 情形II. 控制污染:PI(t) = K0e-αt. 流入的污染物逐年降低, 污染状况以强度 α 逐年得到控制. 模型: 令P(0)=K0, 则模型有解 由此不难证明,当 时,P(t) 是的减函数,而且有 。它表明只要控制污的强度足够大湖水的污染程度将会不断得到改善。
数学建模在生活中的应用
数学建模在生活中的应用数学建模是将数学理论和方法应用到现实生活中问题的一种方法,它广泛地应用于生产、科研、商业和社会管理等领域中。
本文将介绍数学建模在生活中的应用。
1. 交通出行交通出行是人们日常生活中经常接触的领域,如何解决拥堵、排队等问题是交通出行中亟待解决的难题。
在这个领域中,数学建模可以通过研究车流量、信号灯调度、车辆配速等方面来提高道路利用率,减少拥堵现象发生。
例如,研究车辆排队的问题,可以采用排队理论中的模型进行建模,得出恰当的解决方案。
2. 金融领域金融领域是数学建模的一个重要应用领域,包括银行、保险、证券等。
基于数学建模的方法,可以解决风险评估、波动率预测、资产定价等问题。
其中,黑-斯科尔斯模型是证券领域最为广泛的数学模型之一,通过预测市场波动率来确定期权的价格。
3. 航空航天航空航天是指飞行器的设计和制造,是一个高科技领域。
在这个领域中,数学模型可以用来模拟气动力学、结构动力学等问题。
例如,为了确保飞机的设计稳定性,需要对翼型和机翼进行数学建模。
4. 城市规划城市规划是指在城市建设过程中,考虑人口、交通、环境等因素,挑选合适的用地、理念、技术等进行优化与布局。
在城市规划中,数学模型可以用于预测人口迁移、土地利用、城市发展等方面。
例如,在城市交通规划中,数学建模可以通过研究人口流动和道路建设,优化城市交通网络,提高交通效率。
5. 生物医学生物医学是一门涉及多领域的科学,包括生物、医学、数学等。
在生物医学中,数学建模可以用来研究生物医学数据分析、疾病预测、药物研发等问题。
例如,在癌症研究中,数学建模可以通过建立肿瘤发生、生长和扩散的数学模型,来研究癌症的发生规律和治疗措施。
总之,数学建模在各个领域都有广泛的应用,帮助人们更科学地了解和解决实际问题。
未来,随着数据的增长和技术手段的发展,数学建模将继续成为人们解决实际问题的重要方法。
生活中的数学模型
生活中的数学模型
生活中的数学模型无处不在,从日常生活中的购物、旅行,到工作中的生产和管理,数学模型都在发挥着重要的作用。
数学模型是通过数学方法和技术对实际问题进行描述、分析和解决的工具,它可以帮助我们更好地理解和预测世界的运行规律。
在日常生活中,我们常常会遇到各种购物问题。
比如,我们想要在预算有限的情况下购买最多的商品,这就涉及到了优化问题。
通过建立数学模型,我们可以利用最优化算法来找到最佳的购物方案,从而在有限的预算内购买到最多的商品。
另外,旅行中的路径规划问题也是数学模型的一个重要应用。
比如,我们想要在多个景点之间找到最短的游览路径,这就可以通过建立图论模型来解决。
利用最短路径算法,我们可以找到最佳的游览路线,节省时间和精力。
在工作中,数学模型也发挥着重要的作用。
比如,在生产过程中,我们需要通过生产计划来合理安排生产资源,以最大程度地提高生产效率。
通过建立生产规划模型,我们可以利用线性规划等方法来优化生产计划,实现资源的最优配置。
此外,在管理领域,数学模型也可以帮助我们更好地进行决策和风险管理。
比如,通过建立风险评估模型,我们可以对各种风险因素进行量化分析,从而制定更加科学的风险管理策略。
总之,生活中的数学模型无处不在,它们为我们解决各种实际问题提供了有力的工具和方法。
通过深入理解和应用数学模型,我们可以更好地理解和把握世界的规律,提高生活质量和工作效率。
因此,学习和应用数学模型是我们每个人都应该重视的重要课题。
生活中的数学建模
作为一名数学教授,我很乐意为您列举一些生活中的数学建模示例。
数学建模是将实际问题转化为数学模型,并使用数学方法进行分析和求解的过程。
以下是一些常见的数学建模应用:1. 交通流量优化:通过数学建模,可以研究交通流量、拥堵情况以及交通信号优化,以提高道路交通效率和减少拥堵。
2. 股票市场预测:数学建模可以应用于股票市场的预测和分析,利用统计学、时间序列分析等方法来预测股票价格的走势。
3. 医学影像处理:数学建模在医学影像处理中起着重要的作用,如在计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)等领域中,用于图像重建、噪声滤除等方面。
4. 环境保护:数学建模可应用于环境保护领域,如空气污染模型、水资源管理模型,以及气候变化模型等,帮助预测和评估环境影响。
5. 供应链优化:数学建模可以用于优化供应链管理,包括库存管理、运输路线优化、订单分配等,以提高效率和降低成本。
6. 市场营销策略:数学建模在市场营销中也有应用,如市场分析、顾客行为建模,以及定价策略等,帮助企业做出更明智的决策。
7. 网络安全:数学建模在网络安全领域中用于密码学、加密算法的设计与分析,以及网络攻击和防御策略的建立。
8. 城市规划:数学建模可用于城市规划,如交通规划、土地利用规划,以及人口增长模型等,帮助设计更可持续和宜居的城市环境。
9. 能源管理:数学建模可应用于能源管理领域,如电力系统调度、能源供需平衡、能源消耗优化等,以提高能源利用效率和减少能源浪费。
10. 人群行为模拟:数学建模可以用于模拟和预测人群的行为,如人流模型、交通拥堵模拟、疾病传播模型等,有助于制定合理的城市规划和紧急应对措施。
11. 资源分配:数学建模在资源分配领域有广泛应用,如水资源分配、食物供应链优化、医疗资源调配等,以确保资源的公平合理分配和最优利用。
12. 金融风险管理:数学建模在金融领域中扮演关键角色,如风险评估模型、投资组合优化、衍生品定价等,有助于管理和降低金融风险。
生活中的数学模型—易拉罐和无菌砖的设计
生活中的数学模型—易拉罐和无菌砖的设计生活中的数学模型——易拉罐和无菌砖的设计福建师范大学数学系李清数学是应用十分普遍的一门科学,不仅高尖端技术要用到数学,而且生活中也处处都有数学,咱们日常生活中常见的两种饮料包装——硬包装易拉罐和软包装无菌砖的设计中就有数学模型.例1如何使易拉罐的制造用料最省?把易拉罐假设为正圆柱体,而且不考虑制造工艺中所要求的折边那个因素.在如此的简化模型的假设下.成立数学模型:求体积固定的具有最小表面积的圆柱体.模型求解:设圆柱体的底半径为r,高为h,体积为v,表面积为A.则y=耵2^.A=2r2+2巾..A(r)=2nr+2V/r=+r+v/r≥3.当2r=y/r,即r=V/(2~r)时A(,)取得最小值32v现在h=y/=2r,即当圆柱体的轴截面为正方形时表面积最小.那个结果与常见的易拉罐的形状差距较大,原因是易拉罐的上底强度要大一些,其厚度是其它部份的3倍于是修正后表面积公式为A=3a'r+2+2~rrh...A(r)=4r+2V/r=41rr+Vlr+/r3ff4~rV2.当4xr.:y/r,即r=时,A(r)取最小值.现在,h:y/0=4r,即罐高是底面直径的2倍时,表面积最小这与市场上可口可乐,百事可乐,健力宝等饮料的易拉罐的形状十分吻合例2如何使无菌砖的制造用料最省?把无菌砖假设为长方体.成立数学模型:求体积固定的具有最小表面积的长方体.模型求解:设长方体的长,宽,高别离为T,,,体积为,表面积为A.第一咱们不考虑折边的因素,则有V=xyz.A=2(a'y+)≥6_T0y2z2=6V.当sy=yz=口,即=Y=z时,A取最小值.即体积固定的具有最小表面积的长方体为正方体.实际生活中没有形状是正方体的无菌砖,所以咱们需要考虑折边那个因素.把无菌砖的包装材料折边打开铺开后,能够发觉是由如图所示的两个长方形粘贴而成(虚线为折叠线).从而有V=zz.A=2(++a:-y+Y):2(.rz/4+xz/4+:cz/4+~rz/4+yz/2+/2+∞,/2+xy/2+Y)≥18聊:9当xz/4=yzl2=xy/2=Y,即:2y=z=2V时,A有最小值.对于实际问题,取V=250m1.则;2y=2=7.9376m,A=283.48cm3.实际测得某品牌牛奶的无菌砖数据为=6.1crn,y=4cm.=10.5cm,A=292.9cmz,显然不是最优的.咱们很高兴地发觉市场上确有与我'们的计算结果=2=z的模型吻合的无菌砖.参考文献1.叶其孝中学数学建模.湖南教育出版社.19989—。
日常生活中的数学模型
日常生活中的数学模型
数学模型广泛应用于我们日常生活中的各个方面。
在购物中,商场根据商品的销售量、消费者购物习惯、季节性等
因素,利用市场研究、广告效应等相关数据构建销售预测模型,从而
有效规划库存、安排促销活动。
在旅游中,旅行社会根据旅游路线、酒店住宿、食品消费等相关
数据构建成本分析模型,从而制定出切实可行的旅游报价方案。
在运动中,教练会利用运动员的身体生理指标、个人技能、比赛
经验等数据构建训练模型,以指导运动员的日常锻炼和比赛应变策略。
在医疗中,医院会通过收集患者病史、检查结果、治疗方案等数据,构建疾病模型,以协助医生制定出最佳的治疗方案。
总之,数学模型已经成为了现代社会生活中不可或缺的一部分,
它的优点在于能够依据数据和相关经验快速而准确地进行决策,从而
指导我们更好地生活和工作。
生活中的数学模型案例
生活中的数学模型案例1. 购物车优化当去超市购物时,每个人都会选择不同数量和种类的物品。
在收银台前,有时要花费额外的时间重新排列购物车,以最大程度地优化其布局,并使所有商品都适合购物车。
为此,人们可以使用数学模型来确定如何在购物车中放置商品的最佳位置,以最大程度地减少时间和精力。
2. 神经网络神经网络是一种流行的数学模型,它用于解决各种问题,包括图像分类和语音识别。
在神经网络中,大脑似乎有许多人工神经元进行计算,并产生输出。
这种模型可以模仿人脑的运行方式,并且在计算机科学和人工智能领域得到了广泛应用。
3. 销售预测销售预测是一种非常重要的数学模型,它可以帮助商家预测产品的销售情况。
这种预测可以通过许多因素进行,例如过去的销售数字、季节性趋势、市场变化和经济环境。
4. 飞机降落控制飞机降落是一项需要精确计算的任务。
通过使用数学模型,可以计算出最佳降落角度、飞机速度和其他参数,以获得最佳降落的方法。
这种模型不仅可以帮助飞行员更准确地降落,还可以在设计新航空器时使用。
5. 金融风险管理金融风险管理是一项使用数学模型的复杂任务。
这种模型是通过分析资产价格和市场走势来评估风险级别的。
通过这种方法,金融机构可以有效地管理资产和负债,以保护自己免受损失。
6. 全球温度模型全球温度模型是一种使用数学模型的气候研究方法。
通过收集气候数据,并使用计算方法将本地数据联合分析,可以更好地了解气候和气候变化的趋势。
这种模型可以使我们更好地理解气候变化,从而为政策制定者提供更好的指导建议。
7. 电力网络电力网络需要使用数学模型来进行规划和管理。
通过模拟不同负荷条件下的电力需求,并分析各种电力产生和传输方式的效率,可以创建最优化的电力网络。
这种模型可以最大限度地提高电力网络的效率和可靠性。
8. 航海导航航海导航需要使用多个数学模型来管理和计算船只和海洋的位置和运动。
从地球的曲率到节拍的影响,各种因素都需要考虑。
通过使用计算机和数学模型,导航员可以找到最优化的航线,确保最快、最安全地到达目的地。
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生活中的简单数学模型
【摘要】日常生活中的普遍现象和
普遍问题与数学密切相关,在运用数学知识解决这些问题时,通过对这些普遍现象和普通问题进行观察、比较、分析、综合概括和恰当的逻辑推理等方法抽象为数学问题,找到常量、变量间的关系,构建数学模型,从而求解出我们所要的答案。
【关键词】生活数学模型解决实际问题
一、引言
简单地说,数学模型就是对实际问题的一种数学表述。
具体一点说:数学模型是关于部分现实世界为某种目的一个抽象的简化数学结构。
更确切地说:数学模型就是对于一个特定的对象为了一个特定目标,根据特有的内在规律,作出一些必要的简化假设,运用适当的数学工具,得到的一个数学结构。
利用模型,通过数学的分析处理,能够对原型的现实性态给出深层次的解释,或预测原型未来的状况或提供处理原型的控制或优化的决策。
本文从生活中的实际问题出发,以数学概念和理论揭示了所研究事物的内在联系和运动规律。
同时,初步讨论了怎样将实际问题抽象成数学模型的一般方法,即应用数学所提供的概念、理论方法对所研究的实际问题进行定量的分析、描述、推倒和计算,以便从量的关系上认识事物发展的规律性。
二、生活中的简单数学模型
生活中的某些实际问题可以利用已有的数学知识,推求其相应的数学结果,然后把所得的结果,返还到原来的实际问题中去。
下面介绍一种生活中的数学
模型的构建实例。
流行性感冒问题流感是由流感病毒引起的传染病。
某市去年十一月份发生流感,据统计,十一月一日,该市新的流感病毒感染者有20 人,此后,每天的新感染者平均比前一天增加50 人,由于该市的医疗部门采取措施,从某一天起,每天的新感染者平均比前一天减少30 人,到十一月三十日止,该市在这三十天内感染此病毒的患者共有8670 人。
问:十一月几日,该市感染此病毒的
新患者人数最多?并求这一天的新患者
人数。
问题的分析
此问题的关键在于寻找感染此病毒的新患者人数最多的一天,不妨设这一天为第n 天(1≤n≤30)。
上面这段话明确告诉我们,从十一月一日起,此后每天的新患者人数都在增加,到第n 天为止;从第n+1 天开始,每天的新患者人数又开始减少,到十一月三十日为止。
这就是说第n 天是一个分界点。
下面我们就来以第n 天为分界点,将这三十天分成两段来研究。
寻找规律,建立模型
①对前n 天的研究
设第n 天的新患者人数为an
,从十一月一日至第n 天止的总患者人数为sn。
则{an}是一个以a1=20 为首项,d=50 为公差的等差数列。
由公式可得: a n=a1+(n-1)×d=20+(n-1)×50
=50n- 30
s n=na1+[ n(n−1)
2
]×d
=20n+[ n(n−1)
2
]×50
=25n2-5n
对后30- n 天的研究
设第n+1 天的新患者人数为bn+1
,第
天至十一月三十日止的总患者人数为s。
这样,我们就构造了一个以bn+1
为首项,
b=- 30 为公差的等差数列。
则:bn+1=an- 30=50n- 60
由公式可得:
s=(30- n)×(50n- 60)+
(30-n)(29-n)
≤ 2 ≤
×(- 30)
=(30- n)(65n- 495)
=- 652+2445n- 14850
问题的求解
因为,该市在这三十天内感染此病
毒的患者共有8670 人。