数学建模培训班(上海)PPT课件
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数学建模培训精品课件ppt

R具有丰富的统计函数库和图形库,可以进行各种统计分析 、数据挖掘和预测建模。R还具有开源的特性,用户可以自由 地使用和修改代码,同时也有大量的社区资源和教程可供参 考。
CHAPTER 04
数学建模竞赛经验分享
竞赛准备
知识储备
01
掌握数学建模所需的基本数学知识,如概率论、统计学、线性
代数和微积分等。
Python的NumPy库提供了强大的数组操作功能,可以进行大规模数值计算; Pandas库提供了数据分析和处理的功能;SciPy库可以进行各种科学计算和数学 建模;Scikit-learn库则提供了丰富的机器学习算法和模型。
R
R是一种用于统计计算和图形的编程语言,它提供了大量的 统计函数和图形工具,方便用户进行数据分析、统计建模和 可视化。
微分方程模型
总结词
微分方程模型用于描述动态系统的变化规律,通过建立微分方程来描述系统的状态和行 为。
详细描述
微分方程模型基于物理定律和数学原理,通过求解微分方程来预测系统的未来状态。常 见的微分方程模型有常微分方程、偏微分方程等,广泛应用于物理学、工程学等领域。
优化模型
总结词
优化模型用于寻找最优解,通过建立数学模型来描述问题的约束条件和目标函数。
任务。
创新思维
在解决问题时尝试不同 的方法和思路,不要局
限于一种解决方案。
文档规范
注意文档的规范性和可 读性,方便评委理解和
评价。
CHAPTER 05
数学建模前沿动态
人工智能与数学建模
人工智能算法的数学原理
解释人工智能算法背后的数学原理,如线性代数、概率论和统计 等。
机器学习与数学建模
介绍机器学习中的数学建模方法,如回归分析、分类和聚类等。
CHAPTER 04
数学建模竞赛经验分享
竞赛准备
知识储备
01
掌握数学建模所需的基本数学知识,如概率论、统计学、线性
代数和微积分等。
Python的NumPy库提供了强大的数组操作功能,可以进行大规模数值计算; Pandas库提供了数据分析和处理的功能;SciPy库可以进行各种科学计算和数学 建模;Scikit-learn库则提供了丰富的机器学习算法和模型。
R
R是一种用于统计计算和图形的编程语言,它提供了大量的 统计函数和图形工具,方便用户进行数据分析、统计建模和 可视化。
微分方程模型
总结词
微分方程模型用于描述动态系统的变化规律,通过建立微分方程来描述系统的状态和行 为。
详细描述
微分方程模型基于物理定律和数学原理,通过求解微分方程来预测系统的未来状态。常 见的微分方程模型有常微分方程、偏微分方程等,广泛应用于物理学、工程学等领域。
优化模型
总结词
优化模型用于寻找最优解,通过建立数学模型来描述问题的约束条件和目标函数。
任务。
创新思维
在解决问题时尝试不同 的方法和思路,不要局
限于一种解决方案。
文档规范
注意文档的规范性和可 读性,方便评委理解和
评价。
CHAPTER 05
数学建模前沿动态
人工智能与数学建模
人工智能算法的数学原理
解释人工智能算法背后的数学原理,如线性代数、概率论和统计 等。
机器学习与数学建模
介绍机器学习中的数学建模方法,如回归分析、分类和聚类等。
《数学建模含动画培训》PPT动画课件

案例一:数学建模在金融领域的应用
实践项目设计与实施方案
实践项目目标与要求
实践项目内容与安排
实践项目实施步骤与流程
实践ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ目成果展示与评估
挑战性问题分析与解决思路
挑战性问题的定义和特点
挑战性问题的来源和分类
挑战性问题的分析和解决思路
挑战性问题的实践应用与案例分析
本次培训内容回顾与总结
培训目标:掌握数学建模的基本概念、方法和技巧
代数方程:定义、解法及分类
代数不等式:定义、性质及解法
代数式:定义、性质及化简
代数运算:加法、减法、乘法、除法及指数运算
几何基础知识
几何学的基本概念
几何图形的性质和分类
几何图形的度量
几何图形的变换
概率与统计基础知识
概率论基本概念:事件、概率、独立性等
回归分析:线性回归、多元回归等
统计推断方法:参数估计、假设检验等
汇报人:
目录
数学建模的定义和意义
数学建模是一种用数学方法解决实际问题的手段
单击此处输入你的正文,请阐述观点
通过建立数学模型,可以描述自然现象和社会现象
单击此处输入你的正文,请阐述观点
数学建模是一种跨学科的方法,涉及数学、计算机科学、物理学等多个领域 数学建模的意义
数学建模的意义
数学建模可以解决实际问题,推动科学技术的发展
模糊数学法:通过模糊数学理论来处理模糊信息并建立数学模型
建模技巧分享与实例解析
建模方法介绍:线性回归、逻辑回归、决策树等
总结与展望:总结建模方法和技巧,展望未来发展趋势
实例解析:以具体案例为例,展示建模过程和技巧应用
技巧分享:特征选择、数据预处理、模型评估等
数学建模培训精品课件ppt

提高解决问题的能力
学员们认为,通过案例分析和实践操作,他们能够更好地解决实 际问题,提高了工作效率。
结识优秀的同行
学员们结识了很多优秀的同行,通过互相学习和交流,彼此的能 力都得到了提升。
未来发展趋势预测
数学建模与大数据结合
随着大数据时代的到来,数学建模将会与大数据更加紧密 结合,利用数据挖掘和分析技术,更好地解决实际问题。
数学建模培训精品课 件
汇报人:可编辑 2023-12-22
目 录
• 数学建模概述 • 数学建模基础知识 • 数学建模方法与技巧 • 数学建模应用领域 • 数学建模实践项目 • 数学建模培训总结与展望
01
数学建模概述
定义与特点
定义
数学建模是指用数学语言描述实 际现象、解释自然规律、解决实 际问题的过程。
Python
一款开源的编程语言,具有丰富的数 学库和工具包,适用于各种数学建模 任务。
03
数学建模方法与技巧
建模方法分类
初等模型
利用初等数学知识建立 模型,如代数方程、不
等式、几何图形等。
微分方程模型
利用微积分知识,通过 建立微分方程来描述实
际问题。
概率统计模型
利用概率论和统计学知 识,通过随机变量和随 机过程来描述实际问题
求解与分析
指导学生运用数学软件或编程语言对模型 进行求解和分析,得出结论。
建立模型
指导学生根据问题特点,选择合适的数学 方法和工具,建立数学模型。
项目成果展示与评价
成果展示
组织学生进行项目成果展示, 包括项目报告、论文、PPT演示
等。
评价标准
制定评价标准,包括问题的难 度、模型的合理性、求解的准 确性、论文的规范性等方面。
学员们认为,通过案例分析和实践操作,他们能够更好地解决实 际问题,提高了工作效率。
结识优秀的同行
学员们结识了很多优秀的同行,通过互相学习和交流,彼此的能 力都得到了提升。
未来发展趋势预测
数学建模与大数据结合
随着大数据时代的到来,数学建模将会与大数据更加紧密 结合,利用数据挖掘和分析技术,更好地解决实际问题。
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汇报人:可编辑 2023-12-22
目 录
• 数学建模概述 • 数学建模基础知识 • 数学建模方法与技巧 • 数学建模应用领域 • 数学建模实践项目 • 数学建模培训总结与展望
01
数学建模概述
定义与特点
定义
数学建模是指用数学语言描述实 际现象、解释自然规律、解决实 际问题的过程。
Python
一款开源的编程语言,具有丰富的数 学库和工具包,适用于各种数学建模 任务。
03
数学建模方法与技巧
建模方法分类
初等模型
利用初等数学知识建立 模型,如代数方程、不
等式、几何图形等。
微分方程模型
利用微积分知识,通过 建立微分方程来描述实
际问题。
概率统计模型
利用概率论和统计学知 识,通过随机变量和随 机过程来描述实际问题
求解与分析
指导学生运用数学软件或编程语言对模型 进行求解和分析,得出结论。
建立模型
指导学生根据问题特点,选择合适的数学 方法和工具,建立数学模型。
项目成果展示与评价
成果展示
组织学生进行项目成果展示, 包括项目报告、论文、PPT演示
等。
评价标准
制定评价标准,包括问题的难 度、模型的合理性、求解的准 确性、论文的规范性等方面。
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数学建模案例解析
04
经济学案例:供需平衡模型
供需平衡理论
通过数学语言描述市场需求与供给之间的平衡关 系,涉及价格、数量等关键变量。
建模过程
收集相关数据,建立需求函数和供给函数,通过 求解方程组找到均衡价格和均衡数量。
模型应用
预测市场趋势,分析政策对市场的影响,为企业 决策提供支持。
物理学案例:热传导模型
Lingo在数学建模中的应 用案例
展示Lingo在数学建模中的实 际应用,如线性规划、整数规 划、非线性规划等优化问题的 求解。
其他数学建模相关软件与工具简介
Mathematica软件
简要介绍Mathematica的特点和功能,以及其 在数学建模中的应用。
SAS软件
简要介绍SAS的特点和功能,以及其在数学建模 中的应用。
数据预处理
包括数据清洗、缺失值处 理、异常值检测等,保证 数据质量。
数据可视化
利用图表、图像等手段展 示数据,便于理解和分析 。
数据分析方法
如回归分析、时间序列分 析、聚类分析等,用于挖 掘数据中的信息和规律。
数学建模常用方法
03
回归分析
线性回归
通过最小二乘法拟合自变量和因 变量之间的线性关系,得到最佳
模型应用
预测舆论走向,分析社会热点问题,为政府和企业提供决策支持。
数学建模软件与工
05
具介绍
MATLAB软件介绍及使用技巧
MATLAB概述
简要介绍MATLAB的历史、功能和应用领域 。
MATLAB常用函数
列举并解释MATLAB中常用的数学函数、绘 图函数、数据处理函数等。
MATLAB基础操作
详细讲解MATLAB的安装、启动、界面介绍 、基本语法和数据类型等。
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深度学习与神经网络
介绍深度学习和神经网络的基本原理 ,以及在数学建模中的应用和挑战。
探讨机器学习算法如何与数学建模相 结合,实现数据分析和预测。
大数据时代的数学建模挑战与机遇
大数据的数学建模方法
介绍处理大规模数据集的数学建模方法和技巧,如分布式计算、 云计算等。
数据清洗与预处理
阐述数据预处理在数学建模中的重要性,以及如何进行数据清洗和 特征提取。
THANKS.
04
模型评估与改进技巧
误差分析
分析模型预测误差来源,提高模型预测精度 。
多目标优化
在满足多个约束条件下,优化模型目标函数 。
敏感性分析
评估模型参数对结果的影响程度,优化模型 参数。
模型集成
将多个模型组合起来,提高整体预测性能。
数学建模软件介绍
04
MATLAB的使用介绍
MATLAB概述
01
MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数
数学建模应用实例
02
微积分建模实例
总结词:微积分建模是数学建模中的基 础,通过实例可以更好地理解微积分的 实际应用。
经济学中的边际分析:通过微积分分析 经济活动中成本、收益和利润的变化, 为决策提供依据。
人口增长模型:利用微积分的知识,建 立人口增长模型,预测未来人口数量和 增长趋势。
详细描述
瞬时速度与加速度:通过分析物体运动 的速度和加速度,建立微积分模型,用 于预测物体的运动轨迹和时间。
模型验证:使用实际数据对模型进行 验证,评估模型的准确性和可靠性。
应用与优化:将模型应用于未来气候 预测中,根据反馈进行模型优化和调 整。
数学建模前沿动态
06
人工智能与数学建模的结合
《数学建模培训》课件

MATLAB
• 总结词:MATLAB是一种高效的数值计算和数据分析工具 ,广泛用于数学建模、算法开发、数据分析等领域。
MATLAB
• 详细描述 • MATLAB简介:MATLAB是Matrix Laboratory的缩写,由MathWorks
公司开发,是一种基于矩阵运算的编程语言和数值计算环境。 • MATLAB功能:MATLAB具有强大的矩阵运算和数值计算能力,可以用
Python(NumPy, Pandas, Scikit-learn)
• 总结词:Python是一种广泛使用的通用编程语言,具有简单易学、代码可读性高等优点,常用于数据处理、机器学习等领 域。
Python(NumPy, Pandas, Scikit-learn)
• 详细描述 • Python简介:Python由Guido van Rossum于1989年发布第一个公开发行版,是一种解释型、交互式的编程
《数学建模培训》课件
汇报人: 日期:
目录
• 数学建模概述 • 数学基础知识 • 数学建模案例分析 • 数学建模进阶知识 • 数学建模实践技巧 • 数学建模常用软件介绍 • 数学建模发展趋势与挑战
01
数学建模概述
数学建模的定义
数学建模是一种用数学语言描述现实问题,建立数学模型,并通过对模型的分析和 求解来做出决策的科学方法。
大数据时代的挑战
数据处理难度加大
随着大数据时代的到来,数据的类型、规模 和复杂性都不断加大,这给数学建模带来了 更多的挑战。如何有效地处理、分析和利用 大数据,成为数学建模需要面对的重要问题 。
数据隐私和安全问题
在大数据时代,数据的隐私和安全问题也日 益突出。如何在保证数据隐私和安全的前提 下,进行有效的数学建模,是当前需要解决 的一个重要问题。
数学建模培训精品课件ppt

Python在数学建模中的应用
开源、跨平台
VS
Python是一种开源的、跨平台的编 程语言,被广泛应用于数学建模领域 。Python具有简洁的语法和丰富的 库,可以方便地进行数值计算和数据 可视化。
Python在数学建模中的应用
科学计算、数据分析
Python拥有许多科学计算和数据分析的库,如 NumPy、Pandas和SciPy等,可以方便地进行矩阵运 算、统计分析等。
MATLAB在数学建模中的应用
功能强大、广泛使用
MATLAB是一款由MathWorks公司开发的商业数学软件,主要用于算法开发、 数据可视化、数据分析以及数值计算。在数学建模领域,MATLAB因其强大的矩 阵运算和绘图功能被广泛使用。
MATLAB在数学建模中的应用
数值计算、算法开发
MATLAB提供了大量的内置函数,可以方便地进行数值计算,包括线性代数、微积分、常微分方程求解等。同时,它也支持 用户自定义函数,可以方便地进行算法开发。
2023 WORK SUMMARY
数学建模培训精品课 件
汇报人:可编辑
2023-12-26
REPORTING
目录
• 数学建模基础 • 数学建模应用实例 • 数学建模软件介绍 • 数学建模竞赛经验分享 • 数学建模前沿动态 • 数学建模课程建议与展望
PART 01
数学建模基础
数学建模的定义与重要性
方案优化等。
未来数学建模的发展趋势
跨学科融合
大数据与机器学习
随着各学科的交叉融合,数学建模将与其 他领域更加紧密地结合,形成新的研究领 域和应用方向。
随着大数据和机器学习技术的发展,数学 建模将更多地应用于数据分析和预测等领 域。
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数学建模的基本步骤
总结词:掌握数学建模的基本步骤是成功解决问题的 关键。
详细描述:数学建模的基本步骤包括明确问题、收集数 据、建立模型、求解模型和评估模型。明确问题是数学 建模的第一步,需要清晰地定义问题并确定研究范围。 收集数据是建立模型的基础,需要收集足够的信息来支 持模型的建立。建立模型是将实际问题转化为数学问题 的过程,需要选择合适的数学方法和工具。求解模型是 利用计算机和数学软件对建立的模型进行计算和分析。 评估模型是验证模型的准确性和可靠性,需要对模型的 预测结果进行误差分析和改进。
线性代数在机器学习中的应用
例如,利用线性代数建模进行数据降维、特征提取等。
概率论与数理统计建模应用
概率论与数理统计建模概述
概率论与数理统计是研究随机现象的数学分支,通过概率论与数理统 计建模可以解决不确定性和风险的问题。
概率论与数理统计在金融中的应用
例如,利用概率论与数理统计建模进行风险评估、投资组合优化等。
例如,利用微积分建模研究生物种群增长、疾病 传播等问题。
线性代数建模应用
线性代数建模概述
线性代数是研究线性关系的数学分支,通过线性代数建模可以解决矩 阵和向量的问题。
线性代数在计算机图形学中的应用
例如,利用线性代数建模进行图像处理、3D渲染等。
线性代数在控制系统中的应用
例如,利用线性代数建模研究系统的稳定性、控制系统的设计和优化 等。
例如,利用优化建模进行路径规划、车辆调 度等,以实现运输成本的最小化。
优化在生产计划中的应用
例如,利用优化建模进行生产计划安排、资 源分配等,以实现生产效益的最大化。
优化在金融中的应用
例如,利用优化建模进行投资组合优化、风 险管理等,以实现金融收益的最大化。
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2021/2/11
15
二、数据处理的一般方法
3. 定性指标的量化处理方法
2021/2/11
16
二、数据处理的一般方法
3. 定性指标的量化处理方法
2021/2/11
根据这个规律, 对于任何一个评价值, 都可给出一个合适的 量化值。
据实际情况可构 造其他的隶属函数。 如取偏大型正态分布。
17
模糊定性指标量化的应用案例
通过实际对象过去或当前的相关信息, 研究两个方面问题:
(1)分析研究实际对象所处的状态和 特征,依此做出评价和决策;
(2)分析预测实际对象未来的变化状 况和趋势,为科学决策提供依据。
2021/2/11
2
数据处理与数据建模方法
1. 数据建模的一般问题 2. 数据处理的一般方法 3. 数据建模的综合评价方法
诸如:教学质量、科研水平、工作政绩、 人员素质、各种满意度、信誉、态度、意识 、观念、能力等因素有关的政治、社会、人 文等领域的问题。
如何对有关问题给出定量分析呢?
2021/2/11
13
二、数据处理的一般方法
3. 定性指标的量化处理方法
按国家的评价标准,评价因素一般分为五 个等级,如A,B,C,D,E。
1. 数据类型的一致化处理方法
2021/2/11
11
二、数据处理的一般方法
2. 数据指标的无量纲化处理方法
(1)标准差法: xij
xij
sj
xj
(2)极值差法:xij
xij m j M j mj
(3)功效系数法:xij
c
xij mj M j mj
d
1 n
x j n i1 xij
s j
4. 数据建模的动态加权方法 5. 数据建模的综合排序方法 6. 数据建模的预测方法
2021/2/11
3
一、数据建模的一般问题 数据建模一般问题的提出一:般
•实际对象都客观存在着一些反映其特征的相 关数据信息; •如何综合利用这些数据信息对实际对象的现 状做出综合评价,或预测未来的发展趋势, 制定科学的决策方案? --数据建模的综合评价、综合排序、预测与 决策等问题。
极大型:期望取值越大越好; 极小型:期望取值越小越好; 中间型:期望取值为适当的中间值最好; 区间型:期望取值落在某一个确定的区间 内为最好。
2021/2/11
什么是一 致化处理? 为什么要
一致化?
9
二、数据处理的一般方法
1. 数据类型的一致化处理方法
2021/2/11
10
二、数据处理的一般方法
三、数据建模的综合评价方法 2. 非线性加权综合法
数据处理与数据建模方法
• 21世纪的社会是信息社会,其影响最终将 要比十九世纪由农业社会转向工业社会更 加深刻。
• “一个国家总的信息流的平均增长与工业 潜力的平方成正比”。
• 信息资源与自然资源和物质资源被称为人 类生存与发展的三大资源。
2021/2/11
1
数据处理与数据建模方法
实际中大量信息或海量信息对应着大量 的数据或海量数据,从这些数据中寻求所 需要的问题答案--数据建模问题。
(1)CUMCM2003-A,C:SARS的传播问题
(2)CUMCM2004-D:公务员招聘问题;
(3)CUMCM2005-B:DVD租赁问题;
(4)CUMCM2008-B:高教学费标准探讨问题 ;
(5)CUMCM2008-D:NBA赛程的分析与评价 问题;
(6)CUMCM2009-D:会议筹备问题。
2021/2/11
4
一、数据建模的一般问题
综合评价是科学、合理决策的前提。 综合评价的基础是信息的综合利用。 综合评价的过程是数据建模的过程。 数据建模的基础是数据的标准化处理。
如何构成一个综合评价问题呢?
2021/2/11
5
一、数据建模的一般问题
综合评价:
依据相关信息对实际对象所进行的客观、 公正、合理的全面评价。
如果把被评价对象视为系统,则问题: 在若干个(同类)系统中,如何确定哪个系 统的运行(或发展)状况好,哪个状况差?即哪 个优,哪个劣?
一类多属性(指标)的综合评价问题。
2021/2/11
6
综合评价问题的五个要素
(1)被评价对象:被评价者,统称为评价系统。
(2)评价指标:反映被评价对象的基本要素, 一起构成评价指标体系。原则:系统性、科学性、可 比性、可测性和独立性。
2021/2/11
18
三、数据建模的综合评价方法
1. 线性加权综合法
适用条件:各评价指标之间相互独立。 对不完全独立的情况,其结果将导致各指标间信 息的重复,使评价结果不能客观地反映实际。
主要特点: (1)各评价指标间作用得到线性补偿; (2)权重系数的对评价结果的影响明显。
2021/2/11
19
(3)权重系数:反映各指标之间影响程度大小 的度量。
(4)综合评价模型:将评价指标与权重系数综 合成一个整体指标的模型。
(5)评价者:直接参与评价的人。
2021/2/11
7
综合评价过程的流程
明任 确务
对 s1, s2,, sn
进行综合评价
明目 确的
排序或 分类 ?
确 定 评 确定指标 价指标 初始值
如何将其量化?若A-,B+,C-,D+等又 如何合理量化?
根据实际问题,构造模糊隶属函数的量化 方法是一种可行有效的方法。
2021/2/11
14
二、数据处理的一般方法
假设有多个评价人对某项因素评价为A,B,C, D,E共5个等级: {v1 ,v2 ,v3 ,v4,v5}。
譬如:评价人对某事件“满意度”的评价可分为 {很满意,满意,较满意,不太满意,很不满意} 将其5个等级依次对应为5,4,3,2,1。 这里为连续量化,取偏大型柯西分布和对数函数 作为隶属函数:
指预 标处 的理
规范化指标
x1, x2,, xm
确系 定数 权
权重系数
w1, w2 ,, wm
选价 择模 评型
综合评价指
标 y f (x,w)
计算综合 评价指标
依
s1,
指标
s2,,
y1, y2,, yn 对 sn 排序或分类
2021/2/11
8
二、数据处理的一般方法
1. 数据类型的一致化处理方法
[1 n
n i 1
( xij
x
j
)2
1
]2
M j m1iaxn {xij }
xij [0,1] (i 1, 2, , n; j 1, 2, , m) m j m1iinn{xij }
2021/2/11
12
二、数据处理的一般方法
3. 模糊指标的量化处理方法
在实际中,很多问题都涉及到定性,或模 糊指标的定量处理问题。