数学建模(竞赛)入门交流教学内容
数学建模知识讲座教案模板精选

数学建模知识讲座教案模板精选一、教学内容本节课选自高中数学教材《数学建模》第五章第一节“数学建模的基本概念和方法”,内容包括数学建模的定义、分类、步骤以及常用的数学建模方法。
二、教学目标1. 了解数学建模的定义、分类和基本步骤,掌握常用的数学建模方法。
2. 能够运用所学知识解决实际问题,提高数学应用能力。
3. 培养学生的团队合作意识和创新精神。
三、教学难点与重点重点:数学建模的定义、分类、步骤和常用方法。
难点:如何运用所学知识解决实际问题。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具:教材、练习本、计算器。
五、教学过程1. 导入新课通过展示一个实际问题的案例,引导学生思考如何运用数学知识解决实际问题,从而引出数学建模的概念。
2. 基本概念(1)数学建模的定义:用数学语言和方法对现实世界中的问题进行抽象、简化和描述的过程。
(2)数学建模的分类:定性建模、定量建模、混合建模。
(3)数学建模的基本步骤:问题提出、分析研究、建立模型、求解模型、验证模型、应用模型。
3. 常用数学建模方法(1)差分法:将连续问题离散化,用差分方程描述。
(2)有限元法:将连续问题离散化,用有限元方法求解。
(3)回归分析法:根据已知数据,建立变量之间的回归方程。
(4)优化方法:求解最优化问题。
4. 实践情景引入给出一个实际问题的案例,让学生分组讨论,尝试运用所学知识建立数学模型。
5. 例题讲解讲解一个具体的数学建模例题,引导学生分析问题、建立模型、求解模型。
6. 随堂练习让学生独立完成一个数学建模练习题,巩固所学知识。
六、板书设计1. 定义、分类、步骤2. 常用数学建模方法3. 实践情景引入4. 例题讲解5. 随堂练习七、作业设计1. 作业题目:(1)运用差分法解决一个实际问题。
(2)运用回归分析法建立两个变量之间的回归方程。
2. 答案:(1)根据问题特点,建立差分方程。
(2)根据已知数据,求解回归方程。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课通过实际案例引入数学建模的概念,让学生了解数学建模的基本步骤和常用方法,提高学生的数学应用能力。
数学建模课教案数学建模的基本步骤与方法

数学建模课教案数学建模的基本步骤与方法一、教学内容本节课我们将学习《数学建模》的第一章“数学建模的基本步骤与方法”。
具体内容包括数学模型的构建、数学模型的求解、数学模型的检验和优化等。
二、教学目标1. 理解数学建模的基本概念,掌握数学建模的基本步骤。
2. 学会运用数学方法解决实际问题,培养解决问题的能力。
3. 培养学生的团队协作能力和创新精神。
三、教学难点与重点教学难点:数学模型的构建和求解。
教学重点:数学建模的基本步骤及方法。
四、教具与学具准备1. 教具:黑板、粉笔、多媒体设备。
2. 学具:数学建模教材、计算器、草稿纸。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)通过展示实际生活中的数学问题,激发学生的兴趣,引入数学建模的概念。
2. 理论讲解(15分钟)讲解数学建模的基本步骤:问题分析、模型假设、模型建立、模型求解、模型检验和优化。
3. 例题讲解(20分钟)以一个简单的实际问题为例,带领学生逐步完成数学建模的过程。
4. 随堂练习(15分钟)学生分组讨论,针对给定的问题,完成数学建模的练习。
5. 小组展示与讨论(15分钟)6. 知识巩固(10分钟)六、板书设计1. 数学建模的基本步骤1.1 问题分析1.2 模型假设1.3 模型建立1.4 模型求解1.5 模型检验和优化2. 例题及解答七、作业设计1.1 问题:某城市现有两个供水厂,如何合理调配水源,使得居民用水成本最低?1.2 作业要求:列出模型的假设、建立模型、求解模型并检验。
2. 答案:见附件。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对数学建模的基本步骤和方法掌握程度如何?哪些环节需要加强?2. 拓展延伸:引导学生关注社会热点问题,尝试用数学建模的方法解决实际问题。
重点和难点解析1. 实践情景引入2. 例题讲解3. 教学难点:数学模型的构建和求解4. 作业设计一、实践情景引入情景:某城市准备举办一场盛大的音乐会,门票分为三个档次:VIP、一等座和二等座。
数学建模入门知识

2008 数码相机定位
2009
制动器试验台的 控制方法分析
眼科病床的合理 安排
2010年上海世博 会影响力的定量 评估 交巡警服务平台 的设置与调度
卫星和飞船的跟 踪测控
输油管的布置 企业退休职工养 老金制度的改革
储油罐的变位识 2010 别与罐容表标定 2011 城市表层土壤重 金属污染分析
2012 葡萄酒的评价
1.4 数学建模的意义
•在一般工程技术领域数学建模仍然大有用武之地; •在高新技术领域数学建模几乎是必不可少的工具; •进入一些数学的新领域,为数学建模开辟了新处女地: 诸如经济、生态、人口、地质等领域。
Chap2 数模竞赛简介
01 数模竞赛的来源 05 数模竞赛的概况 02 数模竞赛的流程 06 数模竞赛的赛题 数模竞赛的知识储备 03 数模竞赛与优研 07 (西电) 04 数模竞赛类别 08 数模竞赛的素质要求
3.2 数学建模的论文撰写
0. 摘要
• • • • a. 模型的数学归类(在数学上属于什么类型) b. 建模的思想(思路) c. 算法思想(求解思路) d. 建模特点(模型优点,建模思想或方法,算法特点,结果 检验,灵敏度分析,模型检验…….) • e. 主要结果(数值结果,结论)(回答题目所问的全部“问题”) 表述:准确、简明、条理清晰、合乎语法;符合打印文章 格式; 校对:务必认真。
刊登于次年“数学的实践与认识” 第1期
3.获得高水平学科竞赛奖的学生 满足以下条件之一即可: (1)ACM/ICPC国际大学生程序设计竞赛亚 洲区分站赛银奖及以上获得者; (2)全国大学生电子设计竞赛省级一等奖及 以上获得者; (3)全国大学生电子设计竞赛嵌入式系统专 题邀请赛、信息安全专题邀请赛和模拟电子 系统专题邀请赛国家二等奖及以上获得者; (4)全国大学生工程训练综合能力竞赛国家 二等奖及以上获得者; (5)美国大学生数学建模竞赛一等奖及以上 获得者;全国大学生数学建模竞赛国家一等 奖获奖学生;全国大学生数学建模竞赛国家 二等奖获奖学生且同时获得美国大学生数学 建模竞赛国际二等奖以上奖项1项;全国大学 生数学竞赛全国最高奖项获奖学生; (6)全国大学生“挑战杯”科技作品竞赛一 等奖前三名,二等奖前二名;全国大学生 “挑战杯”创业大赛一、二等奖第一名获奖 学生。
数学建模基础培训内容

数学建模基础内容培训(一)——矩阵的创建及二维图形的绘制一、计算表达式的值1.求()[]2347212÷-⨯+的算术运算结果。
2.求()25108.03.1252÷⨯-+⨯。
3.求8776...6554433221⨯+⨯++⨯+⨯+⨯+⨯+⨯的值(考虑此处省略号的作用).4.计算513.0sin 2+=πy 的值。
5.当i x 52+=,57-=y 时,求yx y x z +-+=)30sin()cos(0的值。
二、矩阵的创建(1)以0为起点、1为终点、步长为0.2创建一个数组。
(2)以起点0、终点pi 、步长1创建矩阵。
(3)利用linspace 创建以0为始点,以π为终点,元素个数为3的矩阵。
(4)分别产生一个3阶魔方矩阵,一个3阶单位矩阵,一个2×3阶零矩阵。
(5)访问矩阵v=[1 2 3 4 5 6 7]的第三个元素的值,再将第三个元素的值设为23;将下标为1、2、6的三元素的值设为2、12、16;再查询第1至5个元素;将v 中元素值大于5的元素列出来。
三、图形的绘制1.绘制x y sin =图像,其中[]ππ2,2-∈x 。
1.绘制函数()()()()()x x x f tan sin sin tan -=在[]ππ,-的图像。
数学建模基础培训内容(一)答案一、计算表达式的值(1)>> (12+2*(7-4))/(3^2)ans =2(2)>> (5*2+1.3-0.8)*10^2/25ans =42(3)>> 1*2+2*3+3*4+4*5+5*6+...+6*7+7*8ans =168(4)>> y=(2*sin(0.3*pi))/(1+sqrt(5)) y =0.5000(5)>> x=2+5*i;>> y=7-sqrt(5);>>z=(cos(abs(x+y))-sin(30*pi/180))/(x+ab s(y))z =-0.0984 + 0.0727i二、矩阵的创建(1)>> A=0:.2:1A =0 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 (2)>> B=0:piB =0 1 2 3 (3)>> linspace(0,pi,3)ans =0 1.5708 3.1416 (4)>> magic(3)ans =8 1 63 5 74 9 2>> eye(3)ans =1 0 00 1 00 0 1>> zeros(2,3)ans =0 0 00 0 0(5)>> v=[1 2 3 4 5 6 7]v =1 2 3 4 5 6 7>> v(3)ans =3>> v(3)=23v =1 2 23 4 5 6 7>> v([1 2 6])=[2 12 16]v =2 12 2345 16 7>> v(1:5)ans =2 12 234 5>> find(v>5)ans =2 3 6 7三、绘图(1)>> x=-2*pi:pi/100:pi; >> y=sin(x);>> plot(x,y)>> plot(x,y,'r*')>> title('正弦曲线')>> title('正弦曲线','fontsize',15) >> legend('y=sin(x)')>> gtext('y=sin(x)')>> grid on>> xlabel('x轴')>> ylabel('y轴')-8-6-4-2024-1-0.8-0.6-0.4-0.20.20.40.60.81正弦曲线x轴y轴y=sin(x)y=sin(x)(2)>> x=-pi:pi/100:pi;>> y=tan(sin(x))-sin(tan(x));>> plot(x,y)-4-3-2-101234-3-2-1123井冈山大学数学建模协会二O一三年十一月一日。
《数学建模》课程教案

《数学建模》课程教案教学文档一、教学内容本节课选自《数学建模》教材第四章:线性规划及其应用。
详细内容包括线性规划的基本概念、线性规划模型的建立、单纯形方法及其应用。
二、教学目标1. 理解线性规划的基本概念,掌握线性规划模型的建立方法。
2. 学会运用单纯形方法求解线性规划问题,并能将其应用于实际问题。
3. 培养学生的数学建模能力,提高解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点难点:线性规划模型的建立、单纯形方法的运用。
重点:线性规划的基本概念、线性规划模型的求解。
四、教具与学具准备教具:黑板、粉笔、PPT课件。
学具:教材、笔记本、计算器。
五、教学过程1. 导入:通过一个实际情景,引出线性规划问题。
实践情景:某工厂生产两种产品,产品A和产品B。
生产每个产品A需要2小时工时和3平方米厂房面积,生产每个产品B需要4小时工时和1平方米厂房面积。
工厂每天有8小时工时和6平方米厂房面积可用。
如何分配生产时间和厂房面积,使得工厂每天的生产利润最大?2. 知识讲解:1) 线性规划的基本概念。
2) 线性规划模型的建立。
3) 单纯形方法及其应用。
3. 例题讲解:例题1:求解导入环节提出的实际线性规划问题。
例题2:求解一个标准形式的线性规划问题。
4. 随堂练习:让学生独立求解一个线性规划问题,并给出解答。
六、板书设计1. 线性规划基本概念2. 线性规划模型的建立3. 单纯形方法4. 例题解答七、作业设计1. 作业题目:习题4.1:求解线性规划问题。
习题4.2:应用单纯形方法求解实际问题。
2. 答案:八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对线性规划的基本概念和求解方法掌握程度,以及对实际问题的建模能力。
2. 拓展延伸:探讨线性规划的其他求解方法,如内点法、对偶问题等。
引导学生关注线性规划在实际问题中的应用,如物流、生产计划等。
重点和难点解析1. 线性规划模型的建立。
2. 单纯形方法的运用。
3. 例题讲解与随堂练习的设置。
《数学建模》课程教案

《数学建模》课程教案一、教学内容本节课的教学内容选自《数学建模》教材的第五章,主要内容包括线性规划模型的建立、图与网络模型的建立、整数规划模型的建立以及非线性规划模型的建立。
通过本节课的学习,使学生掌握数学建模的基本方法和技巧,培养学生解决实际问题的能力。
二、教学目标1. 让学生掌握线性规划、图与网络、整数规划和非线性规划模型的建立方法。
2. 培养学生运用数学知识解决实际问题的能力。
3. 提高学生的团队协作能力和创新意识。
三、教学难点与重点1. 教学难点:线性规划、图与网络、整数规划和非线性规划模型的建立及求解。
2. 教学重点:线性规划模型的建立和求解。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体教学设备、黑板、粉笔。
2. 学具:教材、笔记本、文具。
五、教学过程1. 实践情景引入:以一个工厂生产安排的问题为例,引入线性规划模型的建立和求解。
2. 知识点讲解:(1)线性规划模型的建立:讲解目标函数的设定、约束条件的确定以及线性规划模型的标准形式。
(2)图与网络模型的建立:讲解图的概念、图的表示方法以及网络模型的建立。
(3)整数规划模型的建立:讲解整数规划的概念和建立方法。
(4)非线性规划模型的建立:讲解非线性规划的概念和建立方法。
3. 例题讲解:选取具有代表性的例题,讲解模型建立和求解的过程。
4. 随堂练习:让学生分组讨论并解决实际问题,巩固所学知识。
六、板书设计板书设计如下:1. 线性规划模型:目标函数约束条件标准形式2. 图与网络模型:图的概念图的表示方法网络模型的建立3. 整数规划模型:整数规划的概念整数规划的建立方法4. 非线性规划模型:非线性规划的概念非线性规划的建立方法七、作业设计1. 作业题目:(1)根据给定的条件,建立线性规划模型,并求解。
(2)根据给定的条件,建立图与网络模型,并求解。
(3)根据给定的条件,建立整数规划模型,并求解。
(4)根据给定的条件,建立非线性规划模型,并求解。
2. 答案:(1)线性规划模型的目标函数为:Z = 2x + 3y,约束条件为:x + y ≤ 6,2x + y ≤ 8,x ≥ 0,y ≥ 0。
《数学建模新手入门》课件
应用数学技巧--图论
图论是数学建模中用于研究网络结构和路径优化的工具。它在交通规划、社 交网络和通信系统等领域中具有广泛的应用价值。
数据的采集和处理
1 数据收集
通过问卷调查、实验观测等方式收集相关数据。
《数学建模新手入门》
数学建模是一种应用数学的方法,通过数学模型对现实问题进行分析、解决 和预测。本课程将介绍数学建模的基本概念、应用领域以及步骤,帮助新手 快速入门。
数学建模的应用领域
环境科学
评估环境污染和气候变化对生态系统的影响。
医学研究
分析疾病传播和药物反应。
金融领域
预测股市走势和风险管理。
工程设计
常用数学工具和应用场景
统计分析
通过收集和分析数据来推断和 预测现象。
优化算法
寻找最佳解决方案或最小化成 本。
图论
研究网络结构和路径优化。
应用数学技巧--微积分
微积分是数学建模中常用的工具,用于描述变化率和求解最优解等问题。它在物理学、经济学和工程学等领域中有 广泛的应用。
应用数学技巧--概率论
2 数据清洗
对收集到的数据进行筛选、整理和去除异常值。
3 数据分析
应用统计和计算方法对数据进行模式识别和关联分析。
优化建筑结构和产品设计。
数学建模的步骤
1
问题定义
明确研究目标和限制条件。
2
模型建立
选择适当的数学模型来描述问题。
3
求解和分析
通过计算和模拟得到问题的解。
数学建模的基本模型及其应用
线性规划模型
用于优化问题,如资源分配和生 产计划。
数学建模课教案数学建模的基本步骤与方法
数学建模课教案数学建模的基本步骤与方法一、教学内容本节课选自《数学建模》教材第二章,详细内容为数学建模的基本步骤与方法。
主要包括数学模型的建立、数学模型的求解和数学模型的验证三部分。
二、教学目标1. 了解数学建模的基本概念,掌握数学建模的基本步骤与方法。
2. 能够运用所学知识解决实际问题,提高数学应用能力。
3. 培养学生的团队协作能力和创新意识。
三、教学难点与重点重点:数学建模的基本步骤与方法。
难点:如何将实际问题抽象为数学模型,并运用所学知识进行求解。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体设备、黑板、粉笔。
2. 学具:教材、笔记本、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)利用多媒体展示实际问题的案例,引导学生思考如何将实际问题抽象为数学模型。
2. 知识讲解(15分钟)讲解数学建模的基本概念,包括模型的建立、求解和验证三个步骤。
3. 例题讲解(20分钟)选取一道典型例题,详细讲解如何将实际问题抽象为数学模型,并运用所学知识进行求解。
4. 随堂练习(15分钟)学生独立完成一道数学建模题目,教师巡回指导。
5. 小组讨论(10分钟)学生分组讨论,分享解题思路和经验,互相学习。
六、板书设计1. 数学建模的基本步骤与方法2. 内容:a. 数学模型的建立b. 数学模型的求解c. 数学模型的验证七、作业设计a. 某城市出租车计价问题b. 答案:见附件八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生掌握数学建模的基本步骤与方法情况,对实践情景引入和例题讲解的效果进行评估。
2. 拓展延伸:a. 邀请相关领域的专家进行讲座,提高学生对数学建模的认识。
b. 组织数学建模竞赛,激发学生的创新意识。
重点和难点解析:1. 实践情景引入的选择与设计2. 数学建模基本步骤的讲解与理解3. 例题的选取与讲解4. 小组讨论的组织与引导5. 作业的设计与答案的提供6. 课后反思与拓展延伸的实施详细补充和说明:一、实践情景引入的选择与设计实践情景引入是激发学生学习兴趣,引导学生思考的关键环节。
数学建模知识讲座教案模板精选
数学建模知识讲座教案模板精选一、教学内容本讲座依据《数学建模》教材第四章“数学模型的建立与求解”,具体内容包括:线性规划模型、非线性规划模型、整数规划模型及其应用案例分析。
二、教学目标1. 理解数学建模的基本概念,掌握数学建模的基本方法。
2. 学会运用线性规划、非线性规划和整数规划等方法解决实际问题。
3. 培养学生的团队合作意识和创新思维能力。
三、教学难点与重点教学难点:非线性规划模型的建立与求解。
教学重点:线性规划、非线性规划和整数规划模型的建立及其在实际问题中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体教学设备、黑板、粉笔。
2. 学具:教材、《数学建模》学习指导书、计算器、草稿纸。
五、教学过程1. 实践情景引入(10分钟)利用多媒体展示实际生活中的数学建模案例,引导学生思考数学建模在实际问题中的应用。
2. 理论讲解(40分钟)(1)线性规划模型:讲解线性规划的基本概念、数学模型及其求解方法。
(2)非线性规划模型:讲解非线性规划的基本概念、数学模型及其求解方法。
(3)整数规划模型:讲解整数规划的基本概念、数学模型及其求解方法。
3. 例题讲解(40分钟)选择典型例题,分别讲解线性规划、非线性规划和整数规划模型的建立与求解过程。
4. 随堂练习(20分钟)学生独立完成练习题,教师巡回指导,解答学生疑问。
5. 小组讨论(20分钟)学生分组讨论,共同解决实际问题,培养团队合作意识。
六、板书设计1. 黑板左侧:列出线性规划、非线性规划和整数规划的基本概念、数学模型。
2. 黑板右侧:展示例题的解题步骤及关键公式。
七、作业设计1. 作业题目:(1)求下列线性规划问题的最优解:maximize z = 2x + 3ysubject to x + y ≤ 42x + y ≤ 5x, y ≥ 0(2)求解下列非线性规划问题:maximize z = x^2 + y^2subject to x + y = 1x, y ≥ 0(3)将实际问题转化为整数规划模型,并求解。
数学建模赛前学习内容
数学建模赛前学习内容1建模基础知识、常用工具软件的使用一、掌握建模必备的数学基础知识(如初等数学、高等数学等),数学建模中常用的但尚未学过的方法,如图论方法、优化中若干方法、概率统计以及运筹学等方法。
二、,针对建模特点,结合典型的建模题型,重点学习一些实用数学软件(如Mathematica 、Matlab、Lindo 、Lingo、SPSS)的使用及一般性开发,尤其注意同一数学模型可以用多个软件求解的问题。
例如, 贷款买房问题: 某人贷款8 万元买房,每月还贷款880.87 元,月利率1%。
(1)已经还贷整6 年。
还贷6 年后,某人想知道自己还欠银行多少钱,请你告诉他。
(2)此人忘记这笔贷款期限是多少年,请你告诉他。
这问题我们可以用Mathematica 、Matlab、Lindo 、Lingo 等多个不同软件包编程求解2 建模的过程、方法数学建模是一项非常具有创造性和挑战性的活动,不可能用一些条条框框规定出各种模型如何具体建立。
但一般来说,建模主要涉及两个方面:第一,将实际问题转化为理论模型;第二,对理论模型进行计算和分析。
简而言之,就是建立数学模型来解决各种实际问题的过程。
这个过程可以用如下图1来表示。
3常用算法的设计建模与计算是数学模型的两大核心,当模型建立后,计算就成为解决问题的关键要素了,而算法好坏将直接影响运算速度的快慢答案的优劣。
根据竞赛题型特点及前参赛获奖选手的心得体会,建议大家多用数学软件(Mathematica,Matlab,Maple,Lindo,Lingo,SPSS 等)设计算法,这里列举常用的几种数学建模算法.(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,通常使用Mathematica、Matlab 软件实现)。
(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Matlab 作为工具)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
查阅文献、收集资料及撰写科技论文的文字表达能力 许多参加竞赛的学生认为这是大学期间对其人生影响最 有意义的一次竞赛活动
数学建模竞赛的准备(培训)内容
1)建模的基本概念和方法(数学建模课程的主要内容) 注意用典型的能引起学生有兴趣的小的实验题(以基础 数学)为例,培养学生的创新思想、能力,掌握一些初等 数学方法的建模方法。 2)建模过程中常用的数学方法(微积分、代数、概率外), 主要有:计算方法(如微分方程数值解、代数方程组解法 等),优化方法(如线性、非线性规划) 数理统计(如假设 检验、回归分析) ,数据处理(插值、拟合等)等。
• 表述清晰、简明,给出数学符号的确切含义、 模型假设的理由等。
能否获奖的关键因素
•团队合作 :在三天的比赛中,团队交流所占用的时间 可能会超过一半。通常在比赛时,三个人的分工是明确 的,一个是领军人物,主要是构建整个问题的框架并提 出有创意的idea,自然其他部分比如论文写比如程序设 计比如计算他也能参加,应该算是一名全能型的人物 ; 第二个是算手,精通(是精通不是入门)一个软件的应 用;最后一个是写手,主要工作在于论文的写作和润色 上,好的论文要让人一眼就明了其中的意思,所以写手 的工作还是需要一定的技巧的。当然,最重要的还是三 个队员之间的讨论和交流,同心协力,在整个比赛过程 中形成一种良好的交流氛围。
数学建模的一般步骤
模型准备
模型假设
模型构成
模型检验
模型分析
模型求解
模型应用
模 型
了解实际背景
准 备 搜集有关信息
明确建模目的 形成一个 比较清晰
掌握对象特征 的“问题”
数学建模的一般步骤
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
模
针对问题特点和建模目的
型
假
作出合理的、简化的假设
设 在合理与简化之间作出折中
模
用数学的语言、符号描述问题
型 构
•第三天:模型逐步完善,论文写作,最好花一天时间 (24小时左右),最重要的三部分:摘要,引言和结 论;
写好论文(答卷)的注意事项
• 完整——摘要;问题提出(用自己的语言);问题 分析;模型假设;模型建立;模型求解(算法设计 和计算机实现);结果(数据、图形);结果分析 和检验(如误差分析、统计检验、灵敏性检验); 优缺点,改进方向等,附录(程序、更多的计算结 果、复杂的推导、证明等); • 摘要——主要模型(名称)、方法和结果,解决 了什么问题,有何特色等;
• 回答原问题(船速为20km/h).
2 数学建模的方法和步骤
数学建模的基本方法
•机理分析 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.
•测试分析 将对象看作“黑箱”,通过对量测数据的 统计分析,找出与数据拟合最好的模型.
•二者结合 用机理分析建立模型结构, 用测试分析确定模型参数.
机理分析没有统一的方法,主要通过实例研究 (Case Studies)来学习。以下建模主要指机理分析.
数学建模(竞赛)入门交流
数学建模其实并不是什么新东西,可以说有了 数学并需要用数学去解决实际问题,就一定要用 数学的语言、方法去近似地刻划该实际问题,这 种刻划的数学表述的就是一个数学模型,其过程 就是数学建模的过程。数学模型一经提出,就要 用一定的技术手段(计算、证明等)来求解并验 证,其中大量的计算往往是必不可少的,高性能 的计算机的出现使数学建模这一方法如虎添翼似 的得到了飞速的发展,掀起一个高潮。
数学建模将各种知识综合应用于解决实际 问题中,是培养和提高同学们应用所学知识分 析问题、解决问题的能力的必备手段之一。
你碰到过的数学建模实例“航行问题”
甲乙两地相距750km,船从甲到乙顺水航行需30h, 从乙到甲逆水航行需50h,问船的速度是多少?
用 x 表示船速,y 表示水速,列出方程:
(x y)30750
x=20
(xy)50750 求解 y =5
答:船速为20km/h.
航行问题建立数学模型的基本步骤
• 作出简化假设(船速、水速为常数); • 用符号表示有关量(x, y表示船速和水速); • 用物理定律(匀速运动的距离等于速度乘以
时间)列出数学式子(二元一次方程); • 求解得到数学解答(x=20, y=5);
数学建模竞赛组队的方式
• 尽可能地让不同专业的学生 组成一队,以利学科交叉;
• 尽可能地让能力、素质方面不同的学生(创新 能力强的,认真踏实的,有组织能力的,文笔 好的,…)组成一队,以利优势互补;
• 尽可能地让学生在队内充分磨合,达成默契, 形成“领袖”。
数学建模竞赛期间的注意事项
• 吃透题意,确定题目; • 查阅资料、实际调查要适度; • 保证基本模型和求解的完成,在此基础上完善改进; • 根据建模的要求,可以增加、删除甚至修改题目的 条件;
竞赛形式:三名大学生组成一队,可以自由地收集资 料、调查研究,使用计算机、互联网和任何软件,在 三天时间内分工合作完成一篇论文。
评奖标准:假设的合理性、建模的创造性、结果的正 确性、文字表述的清晰程度。
竞赛宗旨:创新意识 团队精神 重在参与 公平竞争
数学建模竞赛培养学生创新精神,提高学生综合素质
运用学过的数学知识和计算机(包括选择合 适的数学软件)分析和解决实际问题的能力
对于某些难度较大的数学知识,只要求知道实际问题与 它之间的对应关系(如哪些问题可用线性规划求解,或 线性规划可解决哪些问题),以及用它们建立模型及科 学的解决方法,基本上不必涉及模型的理论求解。
数学建模竞赛准备的(培训)内容
3)合适的数学软件的用法。基本上能完成上述方法的 软件,如 MATLAB ,MATHEMATICA, LINDO等。 4)历届赛题的研讨。 5)撰写数学建模论文的练习(论文模板)。
发挥想像力
使用类比法
成
尽量采用简单的数学工具
数学建模的一般步骤
模型 求解
各种数学方法、软件和计算机技术.
模型 如结果的误差分析、统计分析、 分析 模型对数据的稳定性分析.
模型 与实际现象、数据比较, 检验 检验模型的合理性、适用性.
模型应用
3 全国大学生数学建模竞赛
竞赛内容:题目由工程技术、管理科学中的实际问 题简化而成,没有事先设定的标准答案,但留有充 分余地供参赛者发挥其聪明才智和创造精神。
• 把握好用现成的模型和方法,与自己创新的模型和 方法之间的关系;
• 论文主体由一人完成,并早些开始写作。
比赛时间分配
•第一天:搞清题目意思和解题目的,同时进行选题 (一般为2选1),上网搜索相关论文;
•第二天:模型建立(根据模型所需要的知识点,有时需 要临时学一些知识) ,相关数学公式推导以及用科学的 方法解答模型,模型可以不复杂,但是一定要描述清 楚;