历年全国数学建模试题解法归纳

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2021数学建模国赛各题解法

2021数学建模国赛各题解法

2021数学建模国赛各题解法2021年数学建模国赛共有三个题目,分别为A题“城市规划问题”,B题“疫情传播模型与干预策略研究”和C题“全球变化下的神经网络研究”。

以下将分别介绍这三个题目的解法。

A题“城市规划问题”主要涉及的内容是如何确定一个城市的规划方案,使得城市的交通效率最大化。

这个问题可以建立一个图论模型,将城市的道路网络抽象成一个带有边权的图。

然后可以利用最短路径算法,比如Dijkstra算法或Floyd-Warshall算法来求解城市中不同地点之间的最短路径。

在求解最短路径的基础上,可以结合城市的交通流量信息,使用线性规划或整数规划等方法来优化城市道路网络的布局,以达到最大化交通效率的目标。

B题“疫情传播模型与干预策略研究”是一个传染病传播模型的研究问题。

传染病传播可以使用SIR(Susceptible-Infectious-Recovered)模型来描述,该模型将人群分为易感染者(Susceptible)、感染者(Infectious)和康复者(Recovered)三类。

在这个模型中,疫情的传播可以通过利用微分方程或差分方程求解。

其中,易感染者转变为感染者的速率由传染率和易感染者与感染者的接触频率决定;感染者转变为康复者的速率由康复率决定。

在研究干预策略时,可以通过改变传染率、接触频率和康复率等参数来分析不同干预策略对疫情传播的影响。

此外,可以通过建立网络模型,分析人群之间的交通连接对疫情传播的影响,并提出相应的控制措施。

C题“全球变化下的神经网络研究”主要涉及神经网络在全球变化问题中的应用。

在该题中,可以使用神经网络方法对全球变化问题进行建模和预测。

首先,可以通过收集和整理全球变化相关的数据,如气象数据、温度数据、海洋数据等,构建一个基础数据集。

然后,可以利用神经网络的回归模型或分类模型,对全球变化的趋势和预测进行分析。

在构建神经网络模型时,可以选择不同的网络结构,如前馈神经网络、循环神经网络或卷积神经网络,以适应不同的数据类型和问题需求。

《2024年2016年全国大学生数学建模竞赛B题解题分析与总结》范文

《2024年2016年全国大学生数学建模竞赛B题解题分析与总结》范文

《2016年全国大学生数学建模竞赛B题解题分析与总结》篇一一、引言2016年全国大学生数学建模竞赛B题是一道涉及复杂系统建模与优化的题目,要求参赛者针对实际问题进行数学建模、求解及分析。

本文将详细介绍该题目的背景、意义、解题思路及总结,以期为其他参赛者提供参考。

二、题目背景与意义本题以城市交通拥堵问题为背景,要求参赛者建立数学模型,对城市交通流量进行预测及优化。

该问题具有较高的现实意义,因为随着城市化进程的加速,交通拥堵已成为各大城市面临的重要问题。

通过数学建模,我们可以更好地理解交通拥堵的成因,为解决交通拥堵问题提供理论依据。

三、解题思路1. 问题分析首先,我们需要对题目进行深入分析,明确问题的背景、目标及约束条件。

本题主要涉及城市交通流量的预测及优化,需要考虑到交通网络的复杂性、交通流量的时变性、道路资源的有限性等因素。

2. 数学建模根据问题分析,我们可以建立相应的数学模型。

本题中,我们采用交通流理论及运筹学原理,建立了一个多因素影响的城市交通流量预测模型。

模型中考虑了道路类型、交通状况、天气等因素对交通流量的影响。

同时,为了优化交通流量,我们还建立了一个基于遗传算法的交通信号灯配时优化模型。

3. 模型求解在建立数学模型后,我们需要进行模型求解。

本题中,我们采用MATLAB软件进行模型求解。

首先,我们利用历史数据对预测模型进行训练,得到各因素对交通流量的影响程度。

然后,我们根据实时交通数据及天气数据,利用预测模型对未来一段时间内的交通流量进行预测。

最后,我们利用遗传算法对交通信号灯配时进行优化,以达到缓解交通拥堵的目的。

四、解题方法与技巧在解题过程中,我们需要掌握一些方法和技巧。

首先,我们要对题目进行深入分析,明确问题的本质及需求。

其次,我们要建立合理的数学模型,考虑到各种因素的影响。

在求解过程中,我们需要选择合适的算法及软件工具,以提高求解效率及准确性。

此外,我们还需要注重模型的验证与优化,确保模型的可靠性和实用性。

数学建模考试试题及答案

数学建模考试试题及答案

数学建模及应用试题汇总1. 假如你站在崖顶且身上带着一只具有跑表功能的计算器, 你也会出于好奇心想用扔下一 块石头听回声的方法来估计山崖的高度,假定你能准确地测定时间,你又怎样来推算山 崖的高度呢,请你分析一下这一问题。

2. 建立理想单摆运动满足的微分方程,并得出理想单摆运动的周期公式。

3. 一根长度为 l 的金属杆被水平地夹在两端垂直的支架上,一端的温度恒为 T1, 另一端温 度恒为 T2, (T1、T2 为常数, T1> T2)。

金属杆横截面积为 A ,截面的边界长度为 B ,它 完全暴露在空气中,空气温度为 T3, (T3< , T3 为常数), 导热系数为α,试求金属杆 上的温度分布 T(x), (设金属杆的导热 2为λ)4. 甲乙两队进行一场抢答竞赛,竞赛规则规定:开始时每队各记 2 分,抢答题开始后,如 甲取胜则甲 加 1 分而乙减 1 分,反之则乙加 1 分甲减 1 分,(每题必需决出胜负 )。

规 则还规定,当其中一方的得分达 到 4 分时,竞赛结束。

现希望知道:(1)甲队获胜的概率有多大?(2)竞赛从开始到结束,平均转移的次数为多少?(3)甲获得 1 、2、3 分的平均次数是多少?5. 由于指派问题的特殊性, 又存在着由匈牙利数学家提出的更为简便的解法——匈牙利算 法。

当系数矩阵为下式,求解指派问题。

「16 15 19 22]C =L17 19 22 16 」6. 在遥远的地方有一位酋长,他想把三个女儿嫁出去。

假定三个女儿为 A 、B 、C , 三位求 婚者为 X 、Y 、Z 。

每位求婚者对 A 、B 、C 愿出的财礼数视其对她们的喜欢程度而定: A B C x 「 3 5 26]问酋长应如何嫁女,才能获得最多的财礼(从总体上讲,他的女婿最喜欢他的女儿。

7. 某工程按正常速度施工时,若无坏天气影响可确保在 30 天内按期完工。

但根据天气预 报, 15 天后天气肯定变坏。

2012-2013数学建模试题答案及讲解

2012-2013数学建模试题答案及讲解

5 284.572 255.428 11 292.299 247.701
6 286.766 253.234 12 292.793 247.207
可以看出A城公司支付基金数在逐步增加,但增幅逐步变
小;B 城公司的基金数变化则正好相反.然而ak是否有上界、 bk是否有下界? bk是否会小于220?我们还是不能断言.进 行更多的迭代或许得出更明显的提示,不过这里将不再进
在式(13)中取k=N而在式(14)中取k=M并注意到F0=0,
FM=0 ,这样只要消去FN,就可以导出关于r的一个方程:
0 p [(1 r)N 1 ](1 r)M N q [(1 r)M N 1 ]
r
r
整理得
(1r)M(1q)(1r)M Nq0
p
p
记x=r+1 ,且将已知数据代入,则只需求解方程
三、模型的分析及建立
以商业性贷款10000元为例来考察,一年期贷款的年 利率为6.12%,到期一次还本付息总计10612元, 这很
容 易理解. 然而二年期贷款的年利率为6.255%, 月还款数 444.356元为本息总额10664.54元的二十四分之一,这
后 两个数字究竟怎样产生的呢?是根据本息总额算出月还款 数还是恰好相反(从6.255%似乎不那么明显能得到 10664.54)?让我们稍微仔细一些来进行分析.由于贷款
B 1 B 2 B k B 1 [ 1 ( 1 r ) ( 1 r ) k 1 ]
(1r)k1 (A1A0)[ r ]
(1r)k1 [(1r)A 0m A 0][ r ]
从而得到差分方程(1)的解
A k1(1r)A km
A kA 0(1r)km r[(1r)k1] (7)
将A24 、A0 、r 的值和k=24代入,可解得 m=444.3560(元),这与表3中的数额完全一致,这样我们就 了解了还款额的确定方法.

2013-2014年全国数模竞赛a题讲解

2013-2014年全国数模竞赛a题讲解

2013-2014年全国数模竞赛a题讲解2013-2014年全国数模竞赛A题是一道涉及建模和优化等数学概念的综合性问题。

本文将对该题进行详细的解析和讲解,帮助读者理解题目的要求,并提供一些解题思路和方法。

第一部分:理解题目该题目的题面由多个部分组成,涉及到原问题、目标、约束条件等内容。

在进行解题之前,我们首先需要完全理解题目的要求。

原问题是一个货车经过N个城市,每个城市都有相应的货物量,目标是使得货车的路径长度最短。

同时,题目要求我们设计一个数据模型,来描述这个问题。

第二部分:建立数学模型为了更好地解决问题,我们需要建立一个数学模型来描述货车的路径以及货物量的分配。

在本部分,我们将详细讲解如何建立这个模型。

假设有N个城市,每个城市的货物量分别为w1, w2, ..., wN。

我们可以将货车的路径表示为一个N*N的矩阵D,其中D[i][j]表示从第i个城市到第j个城市的距离。

同时,我们引入一个N维的向量x,其中x[i]表示从第i个城市运送的货物量。

我们的目标是最小化路径长度,即最小化下式:Minimize ∑∑D[i][j]*x[i]*x[j] (i从1到N, j从1到N)同时,我们有一些约束条件需要满足:1. 每个城市必须运送货物:∑x[i] = W,其中W是总的货物量。

2. 每个城市的货物量不能超过其容量:x[i] <= C,其中C是城市i的容量。

第三部分:优化求解在第二部分中,我们已经建立了数学模型,现在我们需要找到一种优化方法来求解这个模型。

在现实生活中,这类问题通常是NP难问题,因此我们需要采用一些启发式搜索算法。

在本部分,我们将介绍一种常用的优化方法,即遗传算法。

遗传算法模拟了自然界中的进化过程,通过不断筛选和演化来得到最优解。

遗传算法的优化步骤如下:1. 初始化种群:随机生成一组初始解,也就是一组路径和货物分配方案。

2. 评估适应度:根据路径长度和货物量是否满足约束条件,计算每个解的适应度。

数学建模答案与解析

数学建模答案与解析

数学建模答案与解析第一章第四题1.4.1 问题分析该题是一个销售问题,目标是求最大利润。

因此该题的关键是做出合理假设并设出未知参数并写出利润表达式。

然后根据限制条件,列出约束方程。

再利用Matlab 软件,解出该题最优解即可。

1.4.2 问题假设① 在设备有效台时范围内,满负载费用平均分配给时间数,记为平均小时费用;② 每个设备在生产过程中不会出错,不产生维修;③ 生产出的所有产品都会全部卖出去; 1.4.3 符号规定①z 表示该厂的利润;②ij x 表示第i 种设备生产第j 种产品的产品数;③i f 表示第i 种设备的平均小时费用;④i m 表示第i 、k 种设备有效台时;⑤ij t 表示第i 种设备生产j 种单位产品所需时间;⑥ j p 表示生产第种产品,除去原料费之后的单位毛盈利。

1.4.4 模型的建立每种产品要求必须通过A 、B 两道工序,得5141311211x x x x x ++=+ 322212x x x =+ 4323x x =每种设备不能超过其有效台时,因此得i j ij ijm t x≤∑=3*( i =1、2、3、4、5)由于每个产品必须由A 、B 两道工序才能完成,因此经过任一工序的所有产品数与总的产品数相同。

因此,在计算总收入时,就用某一工序加工产品总数即可。

这里选用A 工序。

故所得的最大利润为max j i j ijp xz *2131∑∑===-ii i j ij ijf t x∑∑==5131**因此,模型的简化如下:5143413231232221121165.00696.15526.015.1625.09148.13611.17753.0 15.175.0max x x x x x x x x x x z +++++++++=5141311211x x x x x ++=+ 322212x x x =+ 4323x x =i j ij ijm t x≤∑=31* ( i =1 2 3 4 5)0≥ij x1.4.5 利用Matlab 解得结果如下,源程序见附件一..t s 51732458850003245002300120051434132312322211211=== =======x x x x x x x x x x总的利润为1147元 1.4.6 问题改进在该题做的过程中,超负荷费用安排的不合理。

数学模型习题参考解答

数学模型习题参考解答

综合题目参考答案1. 赛程安排(2002年全国大学生数学建模竞赛D 题) (1)用多种方法都能给出一个达到要求的赛程.(2)用多种方法可以证明n 支球队“各队每两场比赛最小相隔场次r 的上界”(如n =5时上界为1)是⎥⎦⎤⎢⎣⎡-23n ,如: 设赛程中某场比赛是i ,j 两队, i 队参加的下一场比赛是i ,k 两队(k ≠j ),要使各队每两场比赛最小相隔场次为r ,则上述两场比赛之间必须有除i ,j ,k 以外的2r 支球队参赛,于是32+≥r n ,注意到r 为整数即得⎥⎦⎤⎢⎣⎡-≤23n r . (3)用构造性的办法可以证明这个上界是可以达到的,即对任意的n 编排出达到该上界的赛程.如对于n =8, n =9可以得到:1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A每两场比赛相隔场次数相隔场次总数 1A × 1 5 9 13 17 21 25 3,3,3,3,3,3 18 2A 1 × 20 6 23 11 26 16 4,4,4,3,2,2 19 3A5 20 × 24 10 27 15 2 2,4,4,4,3,2 19 4A 96 24 × 28 24 3 19 2,2,4,4,4,3 19 5A 13 23 10 28 × 4 187 2,2,2,4,4,4 18 6A 17 11 27 14 4 × 8 22 3,2,2,2,4,4 17 7A 21 26 15 3 18 8 × 12 4,3,2,2,2,4 17 8A25 1621972212×4,4,3,2,2,2171A2A3A 4A5A 6A 7A 8A 9A每两场比赛相隔场次数 相隔场 次总数1A × 36 6 31 11 26 16 21 1 4,4,4,4,4,4,4, 28 2A 36 × 2 27 7 22 12 17 32 4,4,4,4,4,4,3 27 3A6 2 × 35 15 30 20 25 10 3,3,4,4,4,4,4 26 4A 31 27 35 × 3 18 8 13 23 4,4,4,4,3,3,3 25 5A 11 7 15 3 × 34 24 29 19 3,3,3,3,4,4,4 24 6A 26 22 30 18 34 × 4 9 14 4,4,3,3,3,3 23 7A 16 12 20 8 24 4 × 33 28 3,3,3,3,3,3,4 22 8A 21 17 25 13 29 9 33 × 5 3,3,3,3,3,3,3, 21 9A13210231914285×3,4,3,4,3,4,324可以看到, n =8时每两场比赛相隔场次数只有2,3,4, n =9时每两场比赛相隔场次数只有3,4,以上结果可以推广,即n 为偶数时每两场比赛相隔场次数只有22-n ,12-n ,2n,n 为奇数时只有23-n ,21-n . (4)衡量赛程优劣的其他指标如平均相隔场次 记第i 队第j 个间隔场次数为ij c ,2,2,1,,,2,1-==n j n i ,则平均相隔场次为∑∑=-=-=n i n j ij c n n r 121)2(1r 是赛程整体意义下的指标,它越大越好.可以计算n =8,n =9的r ,并讨论它是否达到上界.相隔场次的最大偏差 定义||,r c Max f ij j i -=∑-=--=21|)2(|n j ij r n c Max gf 为整个赛程相隔场次的最大偏差,g 为球队之间相隔场次的最大偏差,它们都是越小越好.可以计算n =8,n =9的f ,g ,并讨论它是否达到上界.参考文献工程数学学报第20卷第5期2003 2. 影院座位设计建立满意度函数),(βαf ,可以认为α和β无关, ()()βαβαh g f -=),(,g ,h 取尽量简单的形式,如αα=)(g ;0)(=βh (030≤β),0)(h h =β)30(0>β. (1)可030≤β将作为必要条件,以α最大为最佳座位的标准.在上图中以第1排座位为坐标原点建立坐标轴x ,可以得到⎪⎭⎫⎝⎛+----⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=⎪⎭⎫⎝⎛+--=d x x h c H d x x c H d x x c H θθαθβtan arctan tan arctan ,tan arctan β是x 的减函数.可得x ≈1.7m,即第3(或4)排处030=β.又通过计算或分析可知α也是x 的减函数,所以第3(或4)排处是最佳座位.(2)设定一个座位间隔l (如0.5m), x 从0(或030≤β处)到d D -按l 离散,对于)20~0(00θ计算α的平均值,得020=θ时其值最大.(3)可设地板线是x 的二次曲线2bx ax +,寻求a ,b 使α的平均值最大. 实际上,还应考虑前排不应挡住后排的视线.3.节水洗衣机(1996年全国大学生数学建模竞赛B 题)该问题不要求对洗衣机的微观机制(物理、化学方面)深入研究,只需要从宏观层次去把握.宏观上洗衣的基本原理是用洗涤剂通过漂洗把吸附在衣物上的污物溶于水中,再脱去污水带走污物;洗衣的过程是通过“加水——漂洗——脱水”程序的反复运行,使残留在衣物的污物越来越少,直到满意的程度;洗涤剂也是不希望留在衣物上的东西,可将“污物”定义为衣物上原有污物与洗涤剂的总和.假设每轮漂洗后污物均匀地溶于水中;每轮脱水后衣物含水量为常数c .0x ~初始污水量,~k u 第k 轮加水量,k x ~第k 轮脱水量),,2,1( =k .设每轮脱水前后污物在水中的浓度不变.于是cx c u x c xc u x c x u x n n n =+=+=--11221110,,, , 得到)()(210c u c u u c x x n n n ++=. 在最终污物量与初始污物量之比0/x x n 小于给定的清洁度条件下,求各轮加水量k u ),,1(n k =,使总用水量最小,即∑=nk k u u Min k 1()ε<++)(..21c u c u u c t s n n等价于)()(21c u c u u Min n u k +++++α=++)()(..21c u c u u t s na 为常数可得c u c u u n +==+= 21,即第n ~2轮加水量u u k =(常数),第1轮加水量c u u +=1.令cx u =,问题简化为nx Min u n ,ε<⎪⎭⎫ ⎝⎛+nx t s 11.. 其解为0→x ,即0→u ,而∞→n .这与实际上是不合理的.应该加上对u 的限制:21v u v ≤≤.则得max min n n n ≤≤,其中 max min n n n ≤≤,1)/1ln(2min +⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=c v n α这样,n为有限的几个数,可一一比较,具体数据计算从略.参考文献:《数学的实践与认识》第27卷第1期,19974.教师工资调整方案(1995年美国大学生数学建模竞赛B 题)题目对职称提升年限表述得不甚清楚(如未提及助理教授的提升),教龄也未区分是什么职称下工作的年限,所以应该作出一些相应的简化假设.按所给信息,工资仅取决于职称和教龄.建立新方案的一种办法是将职称折合成教龄,如定义x=教龄t+7×k (对于讲师、助理教授、副教授、教授,k 分别取值0,1,2,3),然后寻求工资函数I(x),使之满足题目的要求,如I(0)=27000,I(7)=32000等,以及x 较大时022<dxId .另一种办法是职称、教龄分别对待,工资函数J(k,t)从多种函数中选择,如最简单的线性函数J(k,t)=k k k k b a t b a ,,+(k=0,1,2,3)根据一定条件确定.按照第一种办法得到的新工资方案,以职称和教龄综合指标为x 的教师的工资都应为I(x),而人们的目前工资会低于或高于它.根据题目要求,高工资不应降低,低工资则应逐渐提高,尽快达到理想值I(x).需要做的只是根据每人(目前)工资与(理想值的)差额,制定学校提供的提薪资金的分配方案.它应该是简单、合理、容易被人接受的.按以上原则可以建立不同的模型,应通过检验比较其恶劣.检验可基于题目所给数据,按照提薪计划运行若干年,考察接近理想方案的情况,即用过渡时期的情况检验模型;也可进行随机模拟,按照一定规则随机产生数据(可以包括聘用、提职、解聘、退休的人数和时间等),再按照提薪计划运行,考察接近理想方案的情况.参考文献:叶其孝,《大学生数学建模竞赛辅导教材》(四),湖南教育出版社,2001 5. 一个飞行管理问题(1995年全国大学生数学建模竞赛A 题) 设ij a 为第i 架飞机与第j 架飞机的碰撞角(即)8arcsin(ijij r a =其中ij r 为这两架飞机连线的长度),ij β为第i 架飞机相对于第j 架飞机的相对速度(矢量)与这两架飞机连线(从i 指向j 的矢量)的夹角(以连线矢量为基准,逆时针方向为正,顺时针方向为负),i θ为第架飞机飞行方向角调整量.本问题中的优化目标函数可以有不同的形式:如使所有飞机的最大调整量最小;所有飞机的调整量绝对值之和最小等.以所有飞机的调整量绝对值之和最小,可以得到如下的数学规划模型:∑=61i i Min θs.t. ,)(21ij j i ij a >++θθβ j i j i ≠=,6,,1,30≤i θ , 6,,1 =i为了利用LINGO 求解这个数学规划模型,可以首先采用其他数学软件计算出ij α和ij β.其实,ij α和ij β也是可以直接使用LINGO 来计算的,这相当于解关于ij α和ij β的方程,只是解方程并非LINDO 软件的特长,这里我们作为一个例子,看看如何利用LINGO 计算ij α,可输入如下模型到LINGO 求解ij α:MIDEL : 1]SETS:2] PLANE/1..6/:x0,y0; 3] link(plane,plane):alpha,sin2: 4]ENDSETS5] @FOR(LINK(I,J)|I#NE#J:6] sin2(I,J)=64/((X0(I)-X0(J))*(X0(I)-X0(J))+ 7] (Y0(I)-Y0(J))*(Y0(I)-Y0(J))); 8] );9] @FOR(LINK(I,J)|I#NE#J:10] (@SIN(alpha*3./180.0))^2=SIN2; 11] ); 12]DATA:13] X0=150,85,150,145,130,0; 14] Y0=140,85,155,50,150,0; 15]endata END 计算结果如下:ija j=1 2 3 4 5 6i =1 0.000 0 5.391232.2315.091820.96342.23452 5.391 2 0.0000 4.804 0 6.61355.807 9 3.81593 32.2310 4.8040.000 0 4.364722.83372.12554 5.091 8 6.6135 4.364 7 0.0004.4.537 2.98985 20.9634 5.807922.83374.53770.000 0 2.30986 2.234 5 3.8159 2.125 5 2.98982.309 8 0.000ijβ也可类似地利用LINGO求得,计算结果如下:ijβj=1 2 3 4 5 6i =1 0.000109.263 6-128.250 024.179 8173.065 114.474 92 109.263 60.000 0-88.871 1-42.243 6-92.304 89.000 03 -128.250 0-88.871 10.00012.476 3-58.786 20.310 84 24.179 8-42.243 612.476 30.000 05.969 2-3.525.65 173.065 1-92.304 8-58.786 25.969 20.000 01.914 46 14.479.000.310 -3.5 1.910.04 9 0 0 8 256 4 4 00 0于是,该飞机管理的数学规划模型可如下输入LINGO求解:MODEL:1]SETS2] plane/1..6/:cita:3] link(plane,plane):alpha,beta;4]ENDSETS5] min=@sum(plane:@abs(cita));6] @for(plane(I):7] @bnd(-30,cita(I),30);8] );9] @fpr(link(I,j)|I#NE#J:10] @ABS(beta(I,J)+0.5*cit(I)+0.5*cita(J))11] >alpha(I,J);12] );13]DATA:14] A;[JA=0.000 0 5.391.2…..…2.309 8 0.000 020] ;21] BETA=0.000 010 9.263 6………1.914 4 0.000 027] ;28]enddataEND[注] alpha,beta中数据略去,见上面表格.求解结果如下:OPTIMUM FOUND AT STEP 197SOLUTION OBJECTIVE VALUE= 3.630V ARIABLE V ALUE REDUCED COSTCITA(1) 0.E-06 -1.000 000 CITA(2) -0.E-05 -0.715 033 4CITA(3) 2.557 866 1.000 000 CITA(4) -0.E-04 0.E+00 CITA(5) 0.E-05 -1.000 000 CITA(6) 1.071 594 0.E+00 ………. (以下略)由此可知最优解为:︒︒≈≈07.1,56.263θθ (其它调整角度为0).评注:如果将目标改为最大调整量最小,则可进一步化简得到线形规划模型,也可用LINDO 或LINGO 求解.参考文献:《数学的实践与认识》第26卷第1期,1996 6. 降落伞的选择这个优化问题的决策变量是降落伞数量n 和每一个伞的半径r ,可先将n 和r 看作连续变量,建立优化模型,求得最优解后,再按题目要求作适当调整.目标函数之降落伞的费用,可以根据表1数据拟合伞面费用1C 与伞的半径r 的关系。

数学建模题目及答案解析

数学建模题目及答案解析

09级数模试题1. 把四只脚的连线呈长方形的椅子往不平的地面上一放,通常只有三只脚着地,放不稳,然后稍微挪动几次,就可以使四只脚同时着地,放稳了。

试作合理的假设并建立数学模型说明这个现象。

(15分) 解:对于此题,如果不用任何假设很难证明,结果很可能是否定的。

因此对这个问题我们假设 :(1)地面为连续曲面(2)长方形桌的四条腿长度相同(3)相对于地面的弯曲程度而言,方桌的腿是足够长的(4)方桌的腿只要有一点接触地面就算着地。

那么,总可以让桌子的三条腿是同时接触到地面。

现在,我们来证明:如果上述假设条件成立,那么答案是肯定的。

以长方桌的中心为坐标原点作直角坐标系如图所示,方桌的四条腿分别在A 、B 、C 、D 处,A 、B,C 、D的初始位置在与x 轴平行,再假设有一条在x 轴上的线ab,则ab 也与A 、B ,C 、D 平行。

当方桌绕中心0旋转时,对角线 ab 与x 轴的夹角记为θ。

容易看出,当四条腿尚未全部着地时,腿到地面的距离是不确定的。

为消除这一不确定性,令 ()f θ为A 、B 离地距离之和,()g θ为C 、D 离地距离之和,它们的值由θ唯一确定。

由假设(1),()f θ,()g θ均为θ的连续函数。

又由假设(3),三条腿总能同时着地, 故()f θ()g θ=0必成立(∀θ)。

不妨设(0)0f =,(0)0g >g (若(0)g 也为0,则初始时刻已四条腿着地,不必再旋转),于是问题归结为:已知()f θ,()g θ均为θ的连续函数,(0)0f =,(0)0g >且对任意θ有00()()0f g θθ=,求证存在某一0θ,使00()()0f g θθ=。

证明:当θ=π时,AB 与CD 互换位置,故()0f π>,()0g π=。

作()()()h f g θθθ=-,显然,()h θ也是θ的连续函数,(0)(0)(0)0h f g =-<而()()()0h f g πππ=->,由连续函数的取零值定理,存在0θ,00θπ<<,使得0()0h θ=,即00()()f g θθ=。

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历年全国数学建模试题解法归纳
赛题解法
93A非线性交调的频率设计拟合、规划
93B足球队排名图论、层次分析、整数规划
94A逢山开路图论、插值、动态规划94B锁具装箱问题图论、组合数学
95A飞行管理问题非线性规划、线性规划
95B天车与冶炼炉的作业调度动态规划、排队论、图论
96A最优捕鱼策略微分方程、优化
96B节水洗衣机非线性规划
97A零件的参数设计非线性规划
97B截断切割的最优排列随机模拟、图论
98A一类投资组合问题多目标优化、非线性规划
98B灾情巡视的最佳路线图论、组合优化
99A自动化车床管理随机优化、计算机模拟
99B钻井布局 0-1规划、图论
00A DNA序列分类模式识别、Fisher判别、人工神经网络
00B钢管订购和运输组合优化、运输问题
01A血管三维重建曲线拟合、曲面重建
01B公交车调度问题多目标规划
02A车灯线光源的优化非线性规划
02B彩票问题单目标决策
03A SARS的传播微分方程、差分方程
03B 露天矿生产的车辆安排整数规划、运输问题
04A奥运会临时超市网点设计统计分析、数据处理、优化
04B电力市场的输电阻塞管理数据拟合、优化
05A长江水质的评价和预测预测评价、数据处理
05B DVD在线租赁随机规划、整数规划
06A出版社书号问题整数规划、数据处理、优化
06B Hiv病毒问题线性规划、回归分析
07A 人口问题微分方程、数据处理、优化
07B 公交车问题多目标规划、动态规划、图论、0-1规划08A 照相机问题非线性方程组、优化
08B 大学学费问题数据收集和处理、统计分析、回归分析
09A 机械制动问题物理模拟、综合评价
09B 病床分配问题排队论、拟合、预测、综合评价
10A 储油罐问题数值方法、工程方法或几何方法等近似方法10B 世博会影响力问题 GM(1,1)、层次分析法、模糊综合评判
11A 城市表层土壤重金属污染分析插值拟合方法、聚类分析、特征线法
11B 交巡警服务平台的设置与调度 0-1规划、计算机模拟、图论
12A葡萄酒的评价数据收集和处理、相关系数法、聚类分析
12B 太阳能小屋的设计 多目标优化模型、数据处理 13A 车道被占用对城市道路通行能力的影响 数据收集和处理、优化、统计分析 13B 碎纸片的拼接复原 最优Hamilton 圈(即TSP )优化模型、图论、聚类分析
全国大学生数学建模竞赛 /index_cn.html
中国大学生在线 /service/jianmo/index.shtml
赛题发展的特点:
1. 对选手的计算机能力提出了更高的要求:赛题的解决依赖计算机,题目的数据较多,手工计算不能完成,如03B ,某些问题需要使用计算机软件,01A 。

问题的数据读取需要计算机技术,如00A (大数据),01A (图象数据,图象处理的方法获得),04A (数据库数据,数据库方法,统计软件包)。

计算机模拟和以算法形式给出最终结果。

2. 赛题的开放性增大 解法的多样性,一道赛题可用多种解法。

开放性还表现在对模型假设和对数据处理上。

3. 试题向大规模数据处理方向发展
4. 求解算法和各类现代算法的融合
河南省评阅: 一、评委工作量
评阅论文时间2天16小时,除去标准研讨2小时,每天休息1小时,一般12小时完成115-120篇论文,10篇/小时,即6分钟/篇。

第三天为分数校正时间。

所以正文要控制在15页以内,当数据较多时正文只标出处(数据放附件内);像GM (1,1)、层次分析法等常见模型评委均很熟悉正文不要再讲原理,除非你论文不够10页。

二、论文打分
每篇论文3人评,每个评委独立评阅,再把评委分数标准化,其公式为:
ij i ij i
x x x x S σ-=
+
ij x 为第i 个评委对j 人的原始分,ij x 为标准分,i x 为第i 个的均分,i S 为其方
差;x 为所有评委的均分, 为标准差。

在评阅中如同一论文3评委分差大于19分必须重评,统一不了请第4人来评。

三、论文违规问题
要严格按照论文规范(字体、字号、间距、页边距等),绝不能有页眉、目录等正文无关内容,摘要和关键词要单独一页,两部分中间不用空太多。

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