数学建模在数学教学中的作用

数学建模在数学教学中的作用
数学建模在数学教学中的作用

数学建模在数学教学中的作用

学习数学的目的在于应用数学思想方法解决实际问题,将数学建模渗透到数学教学中,可提初学生应用数学知识、方法解决实际问题的能力。

1 、数学建模可以激发学生学习数学的兴趣

数学教学内容多,教学课时较少,理论性强,具有较初的抽象性。学生在学习过程中感到枯燥无味,很多学生认识不到学习数学的重要性。由于数学建模是社会生产实践、经济领域、医学领域、生活当中的实际问题经过适当的简化、抽象而形成数学公式、方程、函数式或几何问题等,它体现了数学应用的广泛性,所以学生通过参与数学建模,感受到了数学的生机与活力,感受到数学的无处不在,数学思想方法的无所不能,同时也体会到学习数学的重要性。在建模过程中充分调动了学生应用数学知识分析和解决实际问题的积极性和主动性,学生充满了把数学知识和方法应用到实际问题之中去的渴望,把以往教学中常见的“要我学”真正的变成了“我要学”,从而激发了学生学习数学的兴趣和热情。

例如38岁的老乔丹第二次复出,表现依然神勇,在全场比赛还剩最后一秒时,华盛顿奇才仍以2分落后于纽约尼克斯,在这关键时刻,乔丹在三分线外出手了!已知篮球的飞行路线为抛物线,乔丹出手高度为2.37米,篮球在飞行了4米后达到最高3.37米,问乔丹此次能否力挽狂澜。(三分线是以篮框中心在地面的投影为圆心,6.25

米为半径的半圆;篮框的高度为3.05米)

引入的好坏在很大程度上关系到课堂教学的成败,上面选择多数同学关心的问题,构造问题悬念,激发学生的兴趣,引入新课,使学生体会到数学的乐趣和无穷的魅力。进而引导学生分析:(1)篮球的运行轨迹是什么形状?(抛物线)(2)研究抛物线还需要什么?(平面直角坐标系)(3)怎样建立平面直角坐标系?

教师演示投篮动作,引导学生设想乔丹投篮时身体、篮球、篮框中心同在一个竖直的平面内,并说明要建立平面直角坐标必须有两条互相垂直的坐标轴,此时学生可能会有很多建立坐标系的方法,教师肯定这些方法在理论上都是可行的,不妨选取过乔丹的脚和篮框在地面的投影的直线为X轴,乔丹身体所在直线为Y轴,建立坐标系。引导学生将题目中的提供的数据转为化点的坐标,利用顶点式求出抛物线的解析式(y=-1/16(x-4)2+3.37),进而分析“投中”的含义:抛物线经过点(6.25,3.05),验证发现:x=6.25时,y≈3.05,乔丹投篮命中!

问题(3)是解答本题的难点和关键,教师可进一步说明建立坐标系的多种方法,并通过比较说明建立适当的坐标系可减少运算,达到事半功倍的效果。最后,引导学生回顾分析和解答过程,得到解决实际问题的一般思维策略。

2、通过数学建模可以培养学生的创新能力

开展数学建模教学可以培养学生多方面的能力:①培养学生综合应用数学知识及方法进行分析、推理、计算的能力。在数学建模过程中需要反复应用数学知识与数学思想方法对实际问题进行分析、推理和计算,才能得出解决实际问题的最佳数学模型,寻找出该模型的最优解。所以在建模过程中可使学生这方面的能力大大提初。②培养学生的创造能力、联想能力、洞察能力以及数学语言的表达能力。由于数学建模没有统一的标准答案,方法也是灵活多样的,学生针对同一问题可从不同的角度、利用不同的数学方法去解决,最终寻找一个最优的方法,得到一个相对来说最佳的模型,所以有利于发挥学生的创造能力。而对一个实际问题在建模过程中能否把握其本质,抽象概括出数学模型,将实际问题转变成数学问题,需要敏锐的洞察力和数学语言的表达能力。另外,不同的实际问题,在同一知识水平下可以建立相同或相似的数学模型来解决。这需要学生在建模时能够做到触类旁通,充分发挥联想能力。数学建模的过程是发挥学生联想、洞察、创造能力的过程,同时也是将实际问题用数学语言表述的过程。③培养学生团结合作精神,交流、表达的能力。建模过程中学生每人的思想必须通过交流才能达成一致,其结果还要用语言表达清楚。好的想法、大胆的创新,如果不表达出来是不会被人们所理解和接受的。

通过数学建模活动可以培养学生数学语言翻译能力,应用已学知识和方法进行综合分析的能力,提初学生的想象力、创新能力和使用现有数学知识的能力。数学建模的开展可整体提初学生的数学素质。

如何在数学教学中落实情感态度价值观的目标

如何在数学教学中落实情感态度价值观的目标 长期以来我们总觉得情感态度价值观目标是虚无的东西,根本无法落到实处,只是说说而已。前一段时间,高校长到北京参加了全国小学数学年会,感受颇多,多次与我谈起情感态度价值观问题。高校长认为,在课堂教学改革的今天,如果谁重视了教学中的情感态度价值观目标,谁就会立于教学改革的潮头。因此,高校长提议要我们认真研究,大胆实验,尽快走出自己的路子。11月7日,我校邀请了市教研室徐大有主任、周新奎科长、孙奎浩老师和刘洪星老师以及县教研室的老师们一起来校与我们研究课堂教学中如何落实情感态度价值观问题。通过半天的活动,特别是徐大有主任对情感态度价值观的解读,使我对其有了新的认识,感受颇多,收益匪浅。 新的《数学课程标准》以促进学生全面、持续、和谐地发展为出发点,把情感态度与价值观的培养放到了和知识与技能、数学思考、解决问题同等重要的位置上,作为总体目标之一提出来,强调学生在获得对数学理解的同时,在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展。我们必须高度重视,将情感态度价值观目标进一步具体化,有计划的在传授知识,培养能力的过程中进行情感态度价值观的引领和指导。 知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观是新课程目标体系中互相联系,不可分割的一个整体,在数学教学中,既不能离开情感态度与价值观、过程与方法的知识与技能的学习,也不能离开知识与技能的情感态度与价值观、过程与方法的学习。落实情感态度价值观目标,

是一个系统工程,要有整体观念,不能搞单打独斗,不能把搞贴标签式的思想教育当成情感态度价值观目标的落实。 徐大有老师认为,所谓情感,通俗讲就是学生喜欢学数学;所谓态度,通俗讲就是学生下力学数学;所谓价值观,通俗讲就是学生感到学习数学有用。从这个角度讲,作为一个数学老师我认为要注意以下几点:要使学生喜欢数学,教师首先要喜欢数学,对数学有兴趣,热爱学生,以满强的热情投入课堂教学之中。不断创设生动具体的情境引导学生积极参与数学活动,采用灵活多样的教学方式方法进行教学活动,充分发挥现代信息技术的作用,大力开发并向学生提供丰富的学习资源,把现代信息技术作为学生学生数学学习和解决问题的强有力工具,不断改变学生的学习方式,引导学生对身边与数学有关的事务产生好奇心。因为兴趣是最好的老师,是数学学习活动的得以开展的基础。从老师执教的《可能性》我们看出,学生十分喜欢数学活动。我们是否可以大胆的设想,将一些概念、计算等传统课嫁接在数学活动上,让学生经历数学活动的过程,探索数学学习的规律。北京的老师就进行了尝试,把《质数、合数》上成了数学活动课,效果很好。 要使学生下力学数学,教师必须经常帮助学生克服数学学习活动遇到的困难,不断激发学生学习的自信心,及时肯定和表扬学生取得的进步与成功,对学生关爱、宽容和信任。鼓励学生勇于表现自己,展示自我。教师还应正确引导学生学会评判学生,学会评判自己,使学生对数学产生越学越想学、越学越愿学的心理倾向。促使每个学生最大可能地实现自身价值。

数学建模的作用意义

数学建模的背景: 人们在观察、分析和研究一个现实对象时经常使用模型,如展览馆里的飞机模型、水坝模型,实际上,照片、玩具、地图、电路图等都是模型,它们能概括地、集中地反映现实对象的某些特征,从而帮助人们迅速、有效地了解并掌握那个对象。数学模型不过是更抽象些的模型。 当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言,把它表述为数学式子(称为数学模型),然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。这个全过程就称为数学建模。 近半个多世纪以来,随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用,而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。 不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题,还是与其它学科相结合形成交叉学科,首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型,并计算求解。人们常常把数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用比喻为如虎添翼。 数学建模日益显示其重要作用,已成为现代应用数学的一个重要领域。为培养高质量、高层次人才,对理工、经济、金融、管理科学等各专业的大学生都提出“数学建模技能和素质方面的要求”。 数学建模在现代社会的一些作用 (1)在一般工程技术领域,数学建模仍然大有用武之地。在以声、光、热、力、电这些物理学科为基础的诸如机械、电机、土木、水利等工程技术领域中,数学建模的普遍性和重要性不言而喻,虽然这里的基本模型是已有的,但是由于新技术、新工艺的不断涌现,提出了许多需要用数学方法解决的新问题;高速、大型计算机的飞速发展,使得过去即便有了数学模型也无法求解的课题(如大型水坝的应力计算,中长期天气预报等)迎刃而解;建立在数学模型和计算机模拟基础上的CAD技术,以其快速、经济、方便等优势,大量地替代了传统工程设计中的现场实验、物理模拟等手段。(2)在高新技术领域,数学建模几乎是必不可少的工具。无论是发展通讯、航天、微电子、自动化等高新技术本身,还是将高新技术用于传统工业去创造新工艺、开发新产品,计算机技术支持下的建模和模拟都是经常使用的有效手段。数学建模、数值计算和计算机图形学等相结合形成的计算机软件,已经被固化于产品中,在许多高新技术领域起着核心作用,被认为是高新技术的特征之一。在这个意义上,数学不再仅仅作为一门科学,它是许多技术的基础,而且直接走向了技术的前台。国际上一位学者提出了“高技术本质上是一种数学技术”的观点。 (3)数学迅速进入一些新领域,为数学建模开拓了许多新的处女地。随着数学向诸如经济、人口、生态、地质等所谓非物理领域的渗透,一些交叉学科如计量经济学、人口控制论、数学生态学、数学地质学等应运而生。一般地说,不存在作为支配关系的物理定律,当用数学方法研究这些领域中的定量关系时,数学建模就成为首要的、关键的步骤和这些学科发展与应用的基础。在这些领域里建立不同类型、不同方法、不同深浅程度模型的余地相当大,为数学建模提供了广阔的新天地。马克思说过,一门科学只有成功地运用数学时,才

情感教学在数学教学中的作用

情感教学在数学教学中的作用 发表时间:2013-04-19T14:41:25.250Z 来源:《少年智力开发报》2013学年33期供稿作者:贾登强[导读] 在中学数学教学中,我发现学生在学习数学时,对其概念、理论、方法等,并不是无动于衷,而是常常抱有各种不同的态度,会有各种复杂的内心体验。山东省东营市盐窝镇中学贾登强在中学数学教学中,我发现学生在学习数学时,对其概念、理论、方法等,并不是无动于衷,而是常常抱有各种不同的态度,会有各种复杂的内心体验。如果顺利完成学习任务,会感到满意、愉快和欢乐;学习失败时,则会感到痛苦、恐惧和憎恨;遇到新奇的问题、结 论和方法时,会产生惊讶和欣慰。虽然这种情感不直接参与数学的认知活动,但对数学学习起着推动、增加、坚持、调节等作用。因此,重视情感教育不仅能提高课堂的学习效率而且对其能力和素质的培养也是有益的。 一、数学教学中情感艺术的体现 1、师生必须建立一种和谐的“情感场”。 古人云:“亲其师,信其道”。为此,教师必须树立威信,真正做到“学为人师,行为人范”。要在学生中树立威信,教师必须尊重、爱护、体贴学生,能够严以律己、以身作则、为人正直、诚实守信用和一颗乐于奉献的精神。由于受到学生的尊敬、爱戴与钦佩,学生将确信其教导的真实性和正确性。对于所传授的知识、认真领会;对于其谆谆教导,言听计从,师生的感情在教与学的过程中产生共鸣。此时,教师的赞扬会引起学生的内心愉快和深深的满足。教师的忠告和批评会激起学生改正错误的决心和信心,使他们真正感觉到老师不是有意刁难,而是一种善意的批评和忠告。 2、在建立良好的师生关系基础上,课堂教学要充分发挥“情感”的作用。 正如德国教育学家第斯多惠所说:教学的艺术不在于传授的本领,而在于激励、唤醒、鼓舞。试想:没有生气勃勃的精神怎么能鼓舞人呢?没有兴奋的情绪怎么能激励人?没有清醒理智的人怎么能唤醒沉睡的人呢?陶醉观众首先得陶醉自己。学生的思维一旦和你协调,那么你讲上一句,他便知下一句。 二、做个“蹩脚的老师”,让学生比我棒。 中国科学院院士、著名的热自动化专家钱钟韩教授在谈及治学经验时说:“我总结一下,觉得还是某些公认的‘蹩脚老师’对我帮助最大。他们每次讲课,只能提出问题,不能解决问题。由于他讲不清楚,就会引起我的注意,把脑筋集中到真正的难点上。听课之后总觉得不满足,就只能自己去学。”钱教授的话当然不是鼓励我们的老师都去做不能解决问题、讲不清楚的“蹩脚老师”,但是在学生面前“有意识”地做“蹩脚老师”,不亲自解决不该解决的问题、不事事全讲清楚,而是带领、促使学生主动体验、探究、实践,这对开发学生智力、培养学生能力,大有益处。 三、做学生的朋友,让学生喜欢你,信任你。 当代教学的课堂应形成一种互相学习、互相帮助、互相促进的课堂教学新秩序。教师要自觉转换课堂上的角色,由知识的拥有者、真理的代言人转变为学习活动的引导者、合作者,可以同学生一起讨论、探究,尊重学生的意见和建议,鼓励学生的想象和创造。若在课余,教师又将成为学生心目中可以信赖的朋友。“亲其师才能信其道”,教师深入到学生中去,放下架子,和学生打成一片,与学生建立起真诚的友谊,用平易近人、善解人意的风格去帮助学生填平“代沟”,让学生产生“自己人效应”,使他们敢于走近你,乐于走近你,愿意向你倾诉自己的心声,从而建立去一种民主、平等、和谐的师生关系,营造一种生动活泼的育人氛围。在现实生活中,每个人都有喜、怒、哀、乐,同样,教师也会有顺心的时候和不顺心的时候,此时,教师必须将自己的烦恼留在教室门外,有理智地控制自己的情绪。因为教师在课堂教学中的一言一行、一举一动无不影响学生的情绪、情感的产生。面带微笑的教师在站上讲台的那一瞬间,这种和蔼可亲的教态便可将部分精力尚未完全集中同学拉回到课堂中。这样的课堂未成曲调先有情,师生已经有了心灵沟通,复习旧课,导入新课便是顺理成章的事。例如:我们班上有一位同学的父母离婚,学生受家庭环境的影响,精力不能集中,课堂上老师对她的一个微笑便可以化去她心灵的伤痛,用这颗爱心去鼓舞她。可想而知;情感(非智力因素)对教学有多大的作用。 因此,真正的情感教育会使学生在学习遇到困难的逆境中扬帆,而不是伤痕累累。在整个教学过程中,不管是课堂还是课余,教师都应该全身心地将自己融入到孩子们中间,用自己的全部感情来爱护他们,热情洋溢地扮演好自己的各种角色,在自己的教学舞台上精彩地完成任务。

数学建模主成分分析方法

主 成分分析方法 地理环境是多要素的复杂系统,在我们进行地理系统分析时,多变量问题是经常会遇到的。变量太多,无疑会增加分析问题的难度与复杂性,而且在许多实际问题中,多个变量之间是具有一定的相关关系的。因此,我们就会很自然地想到,能否在各个变量之间相关关系研究的基础上,用较少的新变量代替原来较多的变量,而且使这些较少的新变量尽可能多地保留原来较多的变量所反映的信息事实上,这种想法是可以实现的,这里介绍的主成分分析方法就是综合处理这种问题的一种强有力的方法。 一、主成分分析的基本原理 主成分分析是把原来多个变量化为少数几个综合指标的一种统计分析方法,从数学角度来看,这是一种降维处理技术。假定有n个地理样本,每个样本共有p个变量描述,这样就构成了一个n×p阶的地理数据矩阵:

111212122212p p n n np x x x x x x X x x x ???=????L L L L L L L (1) 如何从这么多变量的数据中抓住地理事物的内在规律性呢要解决这一问题,自然要在p 维空间中加以考察,这是比较麻烦的。为了克服这一困难,就需要进行降维处理,即用较少的几个综合指标来代替原来较多的变量指标,而且使这些较少的综合指标既能尽量多地反映原来较多指标所反映的信息,同时它们之间又是彼此独立的。那么,这些综合指标(即新变量)应如何选取呢显然,其最简单的形式就是取原来变量指标的线性组合,适当调整组合系数,使新的变量指标之间相互独立且代表性最好。 如果记原来的变量指标为x 1,x 2,…,x p ,它们的综合指标——新变量指标为z 1,z 2,…,zm (m≤p)。则 11111221221122221122,,......................................... ,p p p p m m m mp p z l x l x l x z l x l x l x z l x l x l x =+++??=+++????=+++?L L L (2)

数学建模和计算机的重要性

数学建模与计算机的联系及重要性 摘要:在当今科技发达的今天,计算机已经得到了广泛的应用,也为数学建模的计算提供了有力工具。本文浅谈了数学建模与计算机在人类生产和生活中的重要性。 关键词:数学建模计算机重要性 当今社会计算机已经被广泛的应用了,在计算机的协助下许多问题的求解变得简单、方便、快捷。而数学建模是把现实世界中的实际问题加以提炼,抽象为数学模型,求出模型的解,验证模型的合理性,并用该数学模型所提供的解答来解释现实问题。在科技迅猛发展的今天计算机和数学建模在人类的生存和发展中都具有举足轻重的作用。 一、数学建模与计算机息息相关 其一、我们在模型求解时,有些计算单纯的用纸和笔是难以完成的,这就需要利用计算机上机计算、编制软件、绘制图形等,当结果通过计算机算出后也必须通过打印机随时进行输出。其二、数学建模的学习对计算机能力的培养也起着极大推动作用,如报考计算机方向的研究生时,对数学的要求非常高;在进行计算机科学的研究时,也要求有极强的数学功底才能写出具有相当深度的论文,计算机科学的发展也是建立在数学基础之上的,许多为计算机的发展方面做出杰出贡献的人,在数学方面也颇有造诣。我们在遇到一些实际问题时往往需要计算机和数学建模同时应用才能解决问题,否则问题将无法进行。数学问题与计算机通常采用一些数学软件(lingo,Matlab,MathCAD 等等)的命令来描述算法,既简单又容易操作。例如下面有这样一道

题就是利用数学软件lingo 求解的。 例1 某工厂有两条生产线,分别用来生产M 和P 两种型号的产品,利润分别为200元每个和300元每个,生产线的最大生产能力分别为每日100和120,生产线没生产一个M 产品需要1个劳动日(1个工人工作8小时称为1个劳动日)进行调试、检测等工作,而每个P 产品需要2个劳动日,该工厂每天共计能提供160个劳动日,假如原材料等其他条件不受限制,问应如何安排生产计划,才能使获得的利润最大? 解 设两种产品的生产量分别为1x 和2x ,则该问题的数学模型 为: 目标函数 12max 200300z x x =+ 约束条件 1212100,120,160, 0,1,2. i x x x x x i ≤??≤??+≤??≥=? 编写LINGO 程序如下: MODEL: SETS: SHC/1,2 /:A,B,C,X; YF/1,2,3 /:J; ENDSETS DATA: A=1,2 ; B=100,120; C=200,300; ENDDATA

数学建模感想

学习数学建模心得体会 这学期参加数学建模培训,使我感触良多:它所教给我们的不单是一些数学方面的知识,更多的其实是综合能力的培养、锻炼与提高。它培养了我们全面、多角度考虑问题的能力,使我们的逻辑推理能力和量化分析能力得到很好的锻炼和提高。它还让我了解了多种数学软件,以及运用数学软件对模型进行求解。 到目前为止,我们已经学习科学计算与数学建模这门课程半个学期了,渐渐的对这门课程有点了解了。我觉得开设数学建模这一门学科是应了时代的发展要求,因为随着科学技术的发展,特别是计算机技术的飞速发展和广泛应用,科学研究与工程技术对实际问题的研究不断精确化、定量化、数字化,使得数学在各学科、各领域的作用日益增强,而数学建模在这一过程中的作用尤为突出。在前一阶段的学习中我了解到它不仅仅是参加数学建模比赛的学生才要学的,也不仅仅是纯理论性的研究学习,这门课程是在实际生产生活中有很大的应用,突破了以前大家对数学的误解,也在一定程度上培养了我们应用数学工具解决实际问题的能力。具体结合教材内容说,在很多时候课本里的都是引用实际生产生活的例子,这样我们更能够切切实实感受到这门课程对实际生产生活的帮助,而并非是我们空想着学这门课有什么作用啊,简直是浪费时间啊什么的。现在我就说说我到目前为止学到了什么,首先,我知道了数学建模的基本步骤:第一步我们肯定是要将现实问题的信息归纳表述为我们的数学模型,然后对我们建立的数学模型进行求解,这一步也可以说是数学模型的解答,最后一步我们要需要从那个数学世界回归到现实世界,也就是将数学模型的解答转化为对现实问题的解答,从而进一步来验证现实问题的信息,这一步是非常重要的一个环节,这些结果也需要用实际的信息加以验证。 这个步骤在一定程度上揭示了现实问题和数学建模的关系,一方面,数学建模是将现实生活中的现象加以归纳、抽象的产物,它源于现实,却又高于现实,另一方面,只有当数学模型的结果经受住现实问题的检验时,才可以用来指导实践,完成实践到理论再回归到实践的这一循环。 数学模型主要是将现实对象的信息加以翻译,归纳的产物。通过对数学模型的假设、求解、验证,得到数学上的解答,再经过翻译回到现实对象,给出分析、决策的结果。其实,数学建模对我们来说并不陌生,在我们的日常生活和工作中,经常会用到有关建模的概念。例如,我们平时出远门,会考虑一下出行的路线,以达到既快速又经济的目的;一些厂长经理为了获得更大的利润,往往会策划出一个合理安排生产和销售的最优方案……这些问题和建模都有着很大的联系。而在学习数学建模训练以前,我们面对这些问题时,解决它的方法往往是一种习惯性的思维方式,只知道该这样做,却不很清楚为什么会这样做,现在,我们这种陈旧的思考方式己经在被数学建模训练中培养出的多角度、层次分明、从本质上区分问题的新颖多维的思考方式所替代。这种凝聚了许多优秀方法为一体的思考方式一旦被你把握,它就转化成了你自身的素质,不仅在你以后的学习工作中继续发挥作用,也为你的成长道路印下了闪亮的一页。 数学建模所要解决的问题决不是单一学科问题,它除了要求我们有扎实的数学知识外,

数学建模

问题一:举出两三个实例说明建立数学模型的必要性,包括实际问题的背景,建模的目的,需要大体什么样的模型以及怎样应用这种模型等。 数学建模的必要性 伴着科学技术的日新月异及计算机的迅速发展,数学模型这个词汇在人们的生产、工作和社会活动中经常遇到。如城市规划工作者需要建立一个包括人口、经济、交通、环境等大系统的数学模型,为领导层对城市发展规划的决策提供科学依据。气象工作者为了得到准确的天气预报,一刻也离不开根据气象卫星汇集的气压、雨量、风速等资料建立的数学模型。在日常活动如旅游、购物当中,人们也会谈论优化出行的路线的问题,其实就是找一个数学模型。对于广大的科学技术人员和应用数学工作者来说,建立数学模型是沟通摆在面前的实际问题与他们掌握的数学工具之间联系的一座必不可少的桥梁。 在现实生活中,我们总希望事情能达到最好的结果,解决最优化问题便是数学的一些最为常见的应用,比如下面的这个实际问题: 配件厂为装配生产若干种部件,轮换生产不同的部件时因更换设备要付生产准备费(与生产数量无关),同一部件的产量大于需求时因积压资金,占用仓库要储存费。已知某一种部件的日需求量100件,生产准备费5000元,存储费每件1元,如果生产能力远大于需求,试安排该产品的生产计划,即多少天生产一次(称为生产周期),每次产量多少,可使总费用最少? 存储量定义的是否合适,将是一个至关重要的问题。存储量过大,存储的费用就会过高,存储量太小,会导致一次性定购费用增加,或不能及时满足需求。 假设用户不允许缺货的情况出现,此时我们只需要考虑两种费用:生产准备费和产品的存储费。考虑连续模型,即设生产周期T和产量Q均为连续量,根据问题性质作出一些必要的假设,其中产品每天的需求量为常数r,每次生产准备费1c,每天每件产品储存费2c,根据经济学中的经济订货批量公式(EOO公式)可得: 生产周期T: 产量Q : 每天的最小平均费用c: 无论我们进行何种工作,我们总是希望达到最好的结果,而使不好的方面或消耗等降到最低。如:计算机系统管理员要使计算机的处理能力达到最大,而使作业的延迟最少;农民会尽量调整种植空间从而使收获最大等,这些以及许多其他的应用都有一个共同的数学模式:有一个或多个可以控制的变量,他

浅析数学建模的重要意义

浅析数学建模的重要意义 【摘要】本文针对数学建模在工程技术、自然科学等领域的重要地位,在查阅大量文献的基础上,在数学建模的优势、建模步骤、应用等方面进行了探讨,并与结语部分总结了数学建模在教学中的重要性及其未来发展的趋势。 【关键词】数学建模教学创新 数学建模[1]就是用数学语言描述实际现象的过程,是实际事物的一种数学简化。它常常是以某种意义上接近实际事物的抽象形式存在的,但它和真实的事物有着本质的区别。高新技术的发展离不开数学的支持,如何在数学教育的过程中培养人们的数学素养,让人们学会用数学的知识与方法去处理实际问题,值得数学工作者的思考。由于数学建模的过程是反复应用数学知识与方法对实际问题进行分析、推理与计算,以得出实际问题的最佳数学模型及模型最优解的过程,因而学生明显感到自己这一方面的能力在具体的建模过程中得到了较大提高。 一、优势 数学建模具有很大的优势,特别是在培养创新意

识和创造能力、训练快速获取信息和资料的能力、锻炼快速了解和掌握新知识的技能、培养团队合作意识和团队合作精神、增强写作技能和排版技术、荣获国家级奖励有利于保送研究生、荣获国际级奖励有利于申请出国留学、更重要的是训练人的逻辑思维和开放性思考方式等方面尤为突出。 二、建模步骤 第一步――准备工作,了解问题的实际背景,明确其实际意义,掌握对象的各种信息。以数学思想来包容问题的精髓,数学思路贯穿问题的全过程,进而用数学语言来描述问题。要求符合数学理论,符合数学习惯,清晰准确。第二步――假设,根据实际对象的特征和建模的目的,对问题进行必要的简化,并用精确的语言提出一些恰当的假设。第三步――建模,在假设的基础上,利用适当的数学工具来刻划各变量常量之间的数学关系,建立相应的数学结构,利用获取的数据资料,对模型的所有参数做出计算(或近似计算[2])。第四步――分析,对所要建立模型的思路进行阐述,对所得的结果进行数学上的分析。第五步――检验,将模型分析结果与实际情形进行比较,以此来验证模型的准确性、合理性和适用性。如果模型与实际较吻合,则要对计算结果给出其实际含义,

数学建模说明

一、数学模型的定义 现在数学模型还没有一个统一的准确的定义,因为站在不同的角度可以有不同的定义。不过我们可以给出如下定义:“数学模型是关于部分现实世界和为一种特殊目的而作的一个抽象的、简化的结构。”具体来说,数学模型就是为了某种目的,用字母、数学及其它数学符号建立起来的等式或不等式以及图表、图象、框图等描述客观事物的特征及其内在联系的数学结构表达式。一般来说数学建模过程可用如下框图来表明: 数学是在实际应用的需求中产生的,要解决实际问题就必需建立数学模型,从此意义上讲数学建模和数学一样有古老历史。例如,欧几里德几何就是一个古老的数学模型,牛顿万有引力定律也是数学建模的一个光辉典范。今天,数学以空前的广度和深度向其它科学技术领域渗透,过去很少应用数学的领域现在迅速走向定量化,数量化,需建立大量的数学模型。特别是新技术、新工艺蓬勃兴起,计算机的普及和广泛应用,数学在许多高新技术上起着十分关键的作用。因此数学建模被时代赋予更为重要的意义。 二、建立数学模型的方法和步骤 1. 模型准备 要了解问题的实际背景,明确建模目的,搜集必需的各种信息,尽量弄清对象的特征。 2. 模型假设 根据对象的特征和建模目的,对问题进行必要的、合理的简化,用精确的语言作出假设,是建模至关重要的一步。如果对问题的所有因素一概考虑,无疑是一种有勇气但方法欠佳的行为,所以高超的建模者能充分发挥想象力、洞察力和判断力,善于辨别主次,而且为了使处理方法简单,应尽量使问题线性化、均匀化。 3. 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,构造各个量间的等式关系或其它数学结构。这时,我们便会进入一个广阔的应用数学天地,这里在高数、概率老人的膝下,有许多可爱的孩子们,他们是图论、排队论、线性规划、对策论等许多许多,真是泱泱大国,别有洞天。不过我们应当牢记,建立数学模型是为了让更多的人明了并能加以应用,因此工具愈简单愈有价值。 4. 模型求解 可以采用解方程、画图形、证明定理、逻辑运算、数值运算等各种传统的和近代的数学方法,特别是计算机技术。一道实际问题的解决往往需要纷繁的计算,许多时候还得将系统运行情况用计算机模拟出来,因此编程和熟悉数学软件包能力便举足轻重。 5. 模型分析 对模型解答进行数学上的分析。“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”,能否对模型结果作出细致精当的分析,决定了你的模型能否达到更高的档次。还要记住,不论那种情况都需进行误差分析,数据稳定性分析。

小学数学教学中的情感教育(正式)

小学数学教学中的情感教育 克勒沟学区新地小学--朱艳敏 正如苏霍姆林斯基所说“没有情感, 道德就会变成枯燥无味的空话, 只能培养出伪君子”。《数学课程标准》也指出:以促进学生全面、持续、和谐地发展为出发点,把对情感态度的培养作为教学的总体目标之一提出来了,这就告诫我们广大的教师在教学中除了要考虑认知因素,还要充分发挥情感因素的积极作用,它要求教师在教学活动中要用“心”施教,要积极创设条件,使学生的情感在学习的过程中得到陶冶,从而进一步努力使数学教学实现认知与情感的和谐统一。下面结合教育实践,谈谈我个人的几点浅显的看法。 一、实施情感教育的意义 情感,是人们对于客观事物是否符合个人需要而产生的态度的体验,是人们复杂心理括动的一种反应。情感教育,是在教学情镜中教育者依据一定的教育教学要求,通过相应的教育教学活动,促使学生的情感领域发生积极的变化,产生新的情感,形成新的情感领域的过程。正如人文心理学家罗杰斯所指出:学习本身就包括认识和情感两个方面。作为学生(学习的主体)在数学学习过程中,其智力因素担负着信息加工的任务,即对信息进行感知、加工、识记、保持和应用。它可以使人类积累的经验转化成个体的知识结构,属于主体的操作系统。而非智力因素担负着信息选择的任务,即对信息进行鉴别、筛选,当认为是有趣的、有价值时,主体便主动而有效地吸收,否则反之。这就是为什么有的教师一味加大知识信息量而不能真正进入学生头脑的原因。因此非智力因素对操作系统起着始动、定向、维持和调节的作用,它属于主体的动力系统。我们的教学如果只注重操作系统的过程,即认知过程,而忽略动力系统的过程,即情感过程,因此数学教学必须努力实现学生的认知与情感、智力因素与非智力因素培养的和谐统一,在充满活力的教学过程中追求最佳的教学效果。 二、情感教育在数学教学中的现状

数学建模-主成分分析法模板

根据主成分分析的方法,分析……的数据。步骤如下: Step 1:为了消除不同变量的量纲的影响,首先需要对变量进行标准化,设检测数据样本共有n 个,指标共有p 个,分别设1X ,2X ,p X ,令ij X (i=1,2,…,n;j=1,2,…,p)为第i 个样本第j 个指标的值。作变换 ) Var(X )E(X X Y j j j j -= (j=1,2,…,p) 得到标准化数据矩阵j j ij ij s x x y -= ,其中∑==i 1i ij j x n 1x ,∑=-=n 1 i 2j ij 2 j )x x (n 1s Step 2:在标准化数据矩阵p n ij )y (Y ?=的基础上计算p 个原始指标相关系数矩阵 ??? ??? ????? ???==?pp 2 p 1p p 22221p 112 11p p ij r r r r r r r r r )r (R ΛM M M M Λ Λ 其中,∑∑∑===----= n 1 k n 1 k 2 j k j 2i k i n 1 k j k j i k i ij )x x ()x x () x x )(x x (r (i,j=1,2,…,p) Step 3:求相关系数矩阵R 的特征值并排序0p 21≥λ≥≥λ≥λΛ,再求出R 的特征值相应的正则化特征向量)e ,,e ,e (e ip i21i i K =,则第i 个主成分表示为各指标k X 的组合∑=?=p 1i k ik i X e Z 。 Step 4:计算累积贡献率确定主成分的数目。主成分i Z 的贡献率为 )p ,,2,1i (w p 1 k k i i Λ=λ λ= ∑= 累计贡献率为 ) p ,,2,1i (p i 1 k k Λ=λ∑=

数学建模的作用意义

数学建模的作用意义

数学建模的背景: 人们在观察、分析和研究一个现实对象时经常使用模型,如展览馆里的飞机模型、水坝模型,实际上,照片、玩具、地图、电路图等都是模型,它们能概括地、集中地反映现实对象的某些特征,从而帮助人们迅速、有效地了解并掌握那个对象。数学模型不过是更抽象些的模型。 当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言,把它表述为数学式子(称为数学模型),然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。这个全过程就称为数学建模。 近半个多世纪以来, 随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用, 而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。 不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪

类实际问题,还是与其它学科相结合形成交叉学科,首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型,并计算求解。人们常常把数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用比喻为如虎添翼。 数学建模日益显示其重要作用,已成为现代应用数学的一个重要领域。为培养高质量、高层次人才,对理工、经济、金融、管理科学等各专业的大学生都提出“数学建模技能和素质方面的要求”。 数学建模在现代社会的一些作用 (1)在一般工程技术领域,数学建模仍然大有用武之地。在以声、光、热、力、电这些物理学科为基础的诸如机械、电机、土木、水利等工程技术领域中,数学建模的普遍性和重要性不言而喻,虽然这里的基本模型是已有的,但是由于新技术、新工艺的不断涌现,提出了许多需要用数学方法解决的新问题;高速、大型计算机的飞速发展,使得过去即便有了数学模型也无法求解的课题(如大型水坝的应力计算,中长期天气预报等)迎刃而解;建立在数学模型和计

数学建模的作用意义

数学建模的作用意义 人们在观察、分析和研究一个现实对象时经常使用模型,如展览馆里的飞机模型、水坝模型, 实际上,照片、玩具、地图、电路图等都是模型, 它们能概括地、集中地反映现实对象的某些特征,从而帮助人们迅速、有效地了解并掌握那个对象。数学模型不过是更抽象些的模型。 当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作岀简化假设、分析内在规律等工作的基础上, 用数学的符号和语言,把它表述为数学式子(称为数学模型),然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。这个全过程就称为数学建模。 近半个多世纪以来,随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用,而且以空前的广度和深

度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。 不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题,还是与其它学科相结合形成交叉学科,首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型,并计算求解。人们常常把数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用比喻为如虎添 翼。 数学建模日益显示其重要作用,已成为现代应用数学的一个重要领域。为培养高质量、高层次 人才,对理工、经济、金融、管理科学等各专业 的大学生都提出“数学建模技能和素质方面的要求”。 数学建模在现代社会的一些作用 (1)在一般工程技术领域,数学建模仍然大有用武之地。在以声、光、热、力、电这些物理学科为基础的诸如机械、电机、土木、水利等工程技术领域中,数学建模的普遍性和重要性不言而喻,虽然这里的基本模型是已有的,但是由于新技术、新工艺的不断涌现,提出了许多需要用数学方法解决的新问题;高速、大型计算机的飞速发展,使得过去即便有了数学模型也无法求解的课题(如大型水坝

数学建模心得体会

数学建模心得体会各位读友大家好,此文档由网络收集而来,欢迎您下载,谢谢 一年一度的全国数学建模大赛在今年的9 月21 日上午8 点拉开战幕,各队将在3 天72 小时内对一个现实中的实际问题进行模型建立,求解和分析,确定题目后,我们队三人分头行动,一人去图书馆查阅资料,一人在网上搜索相关信息,一人建立模型,通过三人的努力,在前两天中建立出两个模型并编程求解,经过艰苦的奋斗,终于在第三天完成了论文的写作,在这三天里我感触很深,现将心得体会写出,希望与大家交流。 1. 团队精神: 团队精神是数学建模是否取得好成绩的最重要的因素,一队三个人要相互支持,相互鼓励。切勿自己只管自己的一部分(数学好的只管建模,计算机好的只管编程,写作好的只管论文写作),

很多时候,一个人的思考是不全面的,只有大家一起讨论才有可能把问题搞清楚,因此无论做任何板块,三个人要一起齐心才行,只靠一个人的力量,要在三天之内写出一篇高水平的文章几乎是不可能的。 2. 有影响力的leader: 在比赛中,leader 是很重要的,他的作用就相当与计算机中的cpu,是全队的核心,如果一个队的leader 不得力,往往影响一个队的正常发挥,就拿选题来说,有人想做a 题,有人想做b 题,如果争论一天都未确定方案的话,可能就没有足够时间完成一篇论文了,又比如,当队中有人信心动摇时(特别是第三天,人可能已经心力交瘁了),leader 应发挥其作用,让整个队伍重整信心,否则可能导致队伍的前功尽弃。 3. 合理的时间安排: 做任何事情,合理的时间安排非常重要,建模也是一样,事先要做好一个规划,建模一

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) 3、线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题(建模竞赛大多数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用lindo、lingo 软件实现) 4、图论算法(这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备) 5、动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法(这些算法是算法设计中比较常用的方法,很多场合可以用到竞赛中) 6、最优化理论的三大非经典算法:模拟退火法、神经网络、遗传算法(这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的算法,对于有些问题非常有帮助,

数学模型的优势和作用

数学模型在小学数学教学中的作用 结构 一、数学模型的简介。 二、建立数学模型的基本原则 三、建立数学模型的基本方法 四、小学数学中基本模型 五、模型在小学数学小数学习中的体现 六、小学数学教学中的小学教学中的实录 正文 一、数学模型的简介。 1 什么是数学模型? 数学模型,一般是指用数学语言、符号或图形等形式来刻画、描述、反映特定的问题或具体事物之间关系的数学结构。小学数学中的数学模型,主要的是确定性数学模型,广义地讲,一般表现为数学的概念、法则、公式、性质、数量关系等。数学模型具有一般化、典型化和精确化的特点。 2 数学模型的意义 (1)建立数学模型是数学教学本质特征的反映。 ①数学模型是对客观事物的一般关系的反映,也是人们以数学方式认识具体事物、描述客观现象的最基本的形式。例如,舍去一切具体情景,行程问题的基本模型是:路程=速度×时间(s=vt),只不过在具体问题解决时,需要对这个模型进行一次构建还是多次构建的问题。因此,数学模型有效地反映了思维的过程,是将思维过程用语言符号外化的结果。显然,学生对数学模型的理解、把握与构建的能力,在很大程度上反映了他的数学思维能力、数学观念及意识。 ②人们在以数学方式研究具体问题时,是通过分析、比较、判断、推理等思维活动,来探究、挖掘具体事物的本质及关系的,而最终以符号、模型等方式将其间的规律揭示出来,使复杂的问题本质化、简洁化,甚至将其一般化,使某类问题的解决有了共同的程序与方法。因此,可以说,数学模型不仅反映了数学思维的过程,而且是高级的、高效的数学思维的反映。 2建立数学模型是数学问题解决的有效形式。 ①数学模型是数学基础知识与数学应用之间的桥梁,建立和处理数学模型的过程,就是将数学理论知识应用于实际问题的过程。并且,建立模型更为重要的是,学生能体会到从实际情景中发展数学,获得再创造数学的绝好机会,在建立模型,形成新的数学知识的过程中,学生能更加体会到数学与大自然和社会的天然联系。因而,在小学数学教学中,让学生从现实问题情景中学数学、做数学、用数学应该成为我们的一种共识,只有这样,数学教学中的“问题解决”才有了相应的环境与氛围。 ②现代数学观认为,数学具有科学方法论的属性,数学思想方法是人们研究数学、应用数学、解决问题的重要策略。而建立数学模型,研究数学模型,正是问题解决过程中的中心环节,是决定问题解决程度如何的关键。当年,瑞士大数学家欧拉面对哥斯尼堡“七桥问题”时,巧妙地将陆地看成点,将桥看成线,

高中开设数学建模课程的意义与定位_1

高中开设数学建模课程的意义与定位 开设高中数学建模课程有利于推动高中数学课程的教学改革和发展,下面是小编搜集的一篇探究高中数学建模课程建设的论文范文,欢迎阅读查看。 1、高中开设数学建模课程的背景 在高中设置的课程中,数学是一门必修课程,也是高考比重最大的一门课程,其最终目标是将数学知识融入现实问题中去,从而解决问题,这也是教育教学的最终目的。 要达到教育教学的最终目的,必须改革高中的数学课程教学,建设高中数学建模课程。高中数学建模课程可以根据简单的现实问题设置,针对实际生活中的一些简单问题进行适当的假设,建立高中数学知识能解决该问题的数学模型,进而解决该实际问题。因此,可以说高中数学建模课程是利用所学高中数学知识解决实际问题的课程,是将高中数学知识应用的一门课程,是培养出高技能人才的基础课程。 国家教育部制定的高中数学课程标准,重点强调:"要重视高中学生从自己的生活经验和所学知识中去理解数学、学习数学和应用数学,通过自己的感知和实际操作,掌握基本的高中数学知识和数学逻辑思维能力,让高中生体会到数学的乐趣,对数学产生兴趣,让其感觉到数学就在身边。"但是现实中高中数学的教学情况堪忧,基本上都是满堂灌的教学,学生不会应用,对数学毫无兴趣可言,主要体现在三个方面。 第一,虽然有很多学生以高分成绩进入高中学习,但是其数学应

用的基础非常差,基本上是会生搬硬套,不会解决实际问题,更不会将数学知识联系到生活中来;也有少数学生数学基础差,没有养成好的数学学习习惯,导致产生厌恶数学的情绪,数学基础知识都没学好,更不用说是用数学解决实际问题。这少数学生就是上课睡觉混日子,根本不去学习,这与高中数学课程的开设目标截然不符。 第二,高中数学课程的教学内容与实际问题严重脱节,高中的数学教材中涉及的数学知识基本上都是计算内容,而不是用来处理和解决生活问题的,更是缺少数学与其他学科(比如化学、物理、生物、地理等)的相互渗透,即便高中数学课程中有一些数学应用的例子,也属于选学内容,教师根本不去讲、不涉及,这样导致高中数学课的教学达不到其教学目的,发挥不出功能。当前的高中数学课程就是教师讲基本的数学知识,学生记忆、计算、生搬硬套的过程,造成高中学生知识面窄,思维不够发散,与高中数学教学的任务严重不符,脱离了真正数学教学的轨道。 第三,一些高中数学教师教学方法单一,纯粹就是黑板粉笔授课,实行满堂灌,不仅缺乏多媒体等现代化教学手段教学,更是没有所谓的数学实验课程。这样的教学方法造成学生被动学习,无法理解,无法应用,导致大批学生产生厌学情绪。教师讲解基本的数学内容,要求学生记住公式,然后利用公式和常用的方法去做题,其目的是去应对高考。对高中学生进行问卷调查发现,当前的高中学生中有80% 多的学生普遍认为数学很难学,不能理解,更不用说去应用。当前的高中数学教学模式使得学生更加反感数学学习,从而使得高中数学教

数学建模对学生成长的作用

“数学建模”对学生成长的作用 随着人类的进步,科技的发展和社会的日趋数字化,人们身边的数学内容越来越丰富,其应用领域也越来越广泛。数学应用以及培养应用数学意识对推动素质教育的实施意义十分巨大,在学生数学学习中的作用越加明显。数学建模在数学教育中的地位被提到了新的高度,通过数学建模提高学生的综合素质。 例如:鸡兔同笼问题,“今有鸡兔同笼,上有34头,下有94足,问鸡兔各几何?”来源于客观世界的实际,具有实际意义或实际背景,要通过数学建模的方法将问题转化为数学形式表示,从而获得解决的一类数学问题。采用数学建模的方法,使所求问题数学化,即将问题转化成数学形式来表示后再求解。将题设条件代入数学模型求解。再如“隔壁听见人分银,不知人来不知银,每人5两多6两,每人6两少5两,问人、银各几何?”此类题刻极大的激发学生的兴趣,锻炼学生的数学建模能力。 从实际问题中建立数学模型,解决数学问题从而解决实际问题,这一数学全过程的教学关键是建立数学模型,数学建模能力的强弱,直接关系到数学应用题的解题质量,同时也体现一个学生的综合能力。在这一过程中,可以提高学生的分析、理解、阅读能力;强化了将文字语言叙述转译成数学符号语言的能力,将数学应用题中所有表示数量关系的文字、图象语言翻译成数学符号语言即数、式子、方程、不等式、函数等,这种译释能力是数学建成模的基础性工作;加强数学运算能力,数学应用题一般运算量较大、较复杂,且有近似计算。有的尽管思路正确、建模合理,但计算能力欠缺,就会前功尽弃。 数学分析和解决实际问题的能力方面同样需要得到训练和提高,而培养学生的分析和解决实际问题的能力仅仅靠课堂教学是不够的,必须要有实践、培养学生的创新意识和实践能力是数学教学的一个重要目的和一条基本原则,要使学生学会提出问题并明确探究方向,能够运用已有的知识进行交流,并将实际问题抽象为数学问题,就必须建立数学模型,从而形成比较完整的数学知识结构。 在数学建模过程中,可以让学生深切感受到数学在生活、工作中的重要作用,感受到数学无所不在,感受到数学是解决实际问题的有力工具,我们学校的是有用的数学,更能激发学生的学习积极性。能使学生的数学能力和其它各种能力协同发展,在这一过程中,学生易于形成实事求是的态度,养成良好的学习习惯,为学生的自主学习打下良好的基础。

数学建模入门基本知识

数学建模知识 ——之新手上路一、数学模型的定义 现在数学模型还没有一个统一的准确的定义,因为站在不同的角度可以有不同的定义。不过我们可以给出如下定义:“数学模型是关于部分现实世界和为一种特殊目的而作的一个抽象的、简化的结构。”具体来说,数学模型就是为了某种目的,用字母、数学及其它数学符号建立起来的等式或不等式以及图表、图像、框图等描述客观事物的特征及其内在联系的数学结构表达式。一般来说数学建模过程可用如下框图来表明: 数学是在实际应用的需求中产生的,要解决实际问题就必需建立数学模型,从此意义上讲数学建模和数学一样有古老历史。例如,欧几里德几何就是一个古老的数学模型,牛顿万有引力定律也是数学建模的一个光辉典范。今天,数学以空前的广度和深度向其它科学技术领域渗透,过去很少应用数学的领域现在迅速走向定量化,数量化,需建立大量的数学模型。特别是新技术、新工艺蓬勃兴起,计算机的普及和广泛应用,数学在许多高新技术上起着十分关键的作用。因此数学建模被时代赋予更为重要的意义。 二、建立数学模型的方法和步骤 1. 模型准备 要了解问题的实际背景,明确建模目的,搜集必需的各种信息,尽量弄清对象的特征。 2. 模型假设 根据对象的特征和建模目的,对问题进行必要的、合理的简化,用精确的语言作出假设,是建模至关重要的一步。如果对问题的所有因素一概考虑,无疑是一种有勇气但方法欠佳的行为,所以高超的建模者能充分发挥想象力、洞察力和判断力,善于辨别主次,而且为了使处理方法简单,应尽量使问题线性化、均匀化。 3. 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,构造各个量间的等式关系或其它数学结构。这时,我们便会进入一个广阔的应用数学天地,这里在高数、概率老人的膝下,有许多可爱的孩子们,他们是图论、排队论、线性规划、对策论等许多许多,真是泱泱大国,别有洞天。不过我们应当牢记,建立数学模型是为了让更多的人明了并能加以应用,因此工具愈简单愈有价值。 4. 模型求解 可以采用解方程、画图形、证明定理、逻辑运算、数值运算等各种传统的和近代的数学方法,特别是计算机技术。一道实际问题的解决往往需要纷繁的计算,许多时候还得将系统运行情况用计算机模拟出来,因此编程和熟悉数学软件包能力便举足轻重。 5. 模型分析

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