全国大学生数学建模竞赛C题国家奖一等奖优秀论文

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脑卒中发病环境因素分析及干预

摘要

本文主要讨论脑卒中发病环境因素分析及干预问题。根据题中所给出的数据,利用SPSS20 软件进行相关性统计分析,分别对各气象因素进行单因素分析,进而建立后退法线性回归分析模型,得到脑卒中与气压、气温、相对湿度之间的关系。同时在广泛收集各种资料并综合考虑环境因素,对脑卒中高危人群提出预警和干预的建议方案。

首先,利用SPSS20软件,从患病人群的性别、年龄、职业进行统计分析,得到2007-2010年男性患病人数高于女性,且男性所占比例有逐年下降趋势,女性则有上升趋势,因此,性别比例呈减小趋势。分析不同年龄段患病人数,得到患病高峰期为75-77岁之间,且青少年比例逐年呈增长趋势,可见患病比例趋于年轻化。同时在不同的职业中,农民发病人数最多,教师,渔民,医务人员,职工,离退人员的发病人数较少。

其次,由题中所给数据先进行单因素分析,剔除对脑卒中影响不显着的因素,得出气温、气压、相对湿度对脑卒中的影响程度大小,进而采用后退法线性回归分析建立模型,利用SPSS20对数据进行分析,求得脑卒中发病率与气温、气压、相对湿度之间的关系。即发病率与平均温度成正相关,与最高温度成负相关,发病率与平均气压成正相关,与最低气压成负相关,与平均相对湿度成负相关,与最小相对湿度成正相关。

最后,通过查找资料发现,影响脑卒中的因素有两类,一类是不可干预因素,如年龄、性别、家族史,另一类是可干预因素,如高血压、高血脂、糖尿病、肥胖、抽烟、酗酒等因素。分析这些因素,建立双变量因素分析模型,并结合问题1和问题2,对高危人群提出预警和干预的建议方案。

关键词脑卒中单因素分析后退法线性回归分析双变量因素分析

一问题的重述

脑卒中(俗称脑中风)是目前威胁人类生命的严重疾病之一,它的发生是一个漫长的过程,一旦得病就很难逆转。这种疾病的诱发已经被证实与环境因素,包括气温、湿度之间存在密切的关系。对脑卒中的发病环境因素进行分析,其目的是为了进行疾病的风险评估,对脑卒中高危人群能够及时采取干预措施,也让尚未得病的健康人,或者亚健康人了解自己得脑卒中风险程度,进行自我保护。同时,通过数据模型的建立,掌握疾病发病率的规律,对于卫生行政部门和医疗机构合理调配医务力量、改善就诊治疗环境、配置床位和医疗药物等都具有实际的指导意义。

数据(见Appendix-C1)来源于中国某城市各家医院2007年1月至2010年12月的脑卒中发病病例信息以及相应期间当地的逐日气象资料(Appendix-C2)。请你们根据题目提供的数据,回答以下问题:

1.根据病人基本信息,对发病人群进行统计描述。

2.建立数学模型研究脑卒中发病率与气温、气压、相对湿度间的关系。

3.查阅和搜集文献中有关脑卒中高危人群的重要特征和关键指标,结合1、2中所得结论,对高危人群提出预警和干预的建议方案。

二问题分析

问题的背景

随着城市进程的加快、人口密度的加大、生活习性的改变、全球气候的变暖,一些严重威胁人们健康的疾病,如脑卒中的发病率呈现上升趋势。全球每年有460万人死于脑卒中,中国每年死于脑卒中的病人有160多万。脑卒中以其发病率高、死亡率高、致残率高的特点严重影响了人们的正常生活,成为仅次于癌症的“第二号杀手”。脑卒中一旦发生,多数患者治疗效果不能满意,完全恢复正常者只占少数,大多数患者会遗留严重的后遗症,给患者和家庭带来沉重的心理和经济负担。其成因包括环境、情绪、生活习惯、生理状况等多种因素,气象条件是脑卒中诱发的主要因素之一,根据气象条件变化对脑卒中发生的可能性进行预测,可以指导人们在不同天气条件下对脑卒中采取不同的预防措施,从而预防、减少脑卒中的发生。如果能对脑卒中高危人群高位程度、患脑卒中的类型、患病风险、以及患病时间进行准确的评估,从而提出有针对性的防范措施,可以帮助医护人员对脑卒中的诊断,对于卫生行政部门和医疗机构合理调配医务力量、改善就诊治疗环境、配置床位和医疗药物等都具有实际的指导意义。

对发病人群的统计描述

根据题中所给出的数据,利用SPSS20 软件,分别从性别、年龄、职业这几个因素出发,对数据进行统计性分析。

男女之间不同的生理结构,抵御环境的能力的不同,对脑卒中的影响也不同,分析男女在2007-2010年间患病的比例,进而可以更好的预防脑卒中。

随着的年龄的增长,患病人数在逐渐增长,分析不同年龄段患病人数的比例,得到脑卒中达到高峰时的年龄段。

不同的职业工作的环境不同,受教育程度不同,个人习惯也不同,进而影响到其得病的概率。其次,不同的职业对脑卒中的预防与重视度不同。农民可能由于经济状况的原因,不及时治疗,使得患病人数所占比例较大,而其他职业则相对较小。

脑卒中发病率与气温、气压、相对湿度间的关系

由于平均温度、最高温度、最低温度、平均气压、最低气压、最高气压、平均相对湿度、最小相对湿度对脑卒中的影响并不都非常显着,所以本文先通过单因素分析得出最低气温、最高气压对脑卒中的影响不显着。然后建立后退法线性回归分析模型,利用SPSS20软件得出脑卒中发病率与气温、气压、相对湿度之间的关系。即发病率与平均温度成相关,与最高温度成负相关,发病率与平均气压成正相关,与最低气压成负相关,与平均相对湿度成负相关,与最小相对湿度成正相关

高危人群提出预警和干预的建议方案

广泛收集各种资料并综合考虑环境因素,发现影响脑卒中的因素有两类,一类是不可干预因素,如年龄、性别;另一类是可干预因素,如高血压、糖尿病、血脂异常、肥胖、饮酒等因素。

分别分析这些因素对脑卒中的影响,建立双变量分析模型,进而提出高危人群预警和干预的建议方案。

三问题的假设

1.假设不考虑该地区人数的变化。

2.假设不考虑脑卒中的患病类型。

3.假设影响脑卒中发病率的各因素之间互不相关。

4.假设不考虑影响遗传因素、个体差异对脑卒中的影响。

四符号说明

五模型的建立与求解

模型一的建立与求解

随着社会的发展,统计学在医疗气象研究中的作用越来越重要,成为一种普遍应用的方法,并为人们所认可,发挥着极其重要的指导性作用。本文运用SPSS 20 软件分别从性别、年龄、职业对发病人群进行统计分析。

从上表可以看出,2007年-2010年脑卒中发病人群中,男性高于女性。分析可能男性普遍有吸烟饮酒的不良生活习惯,还与当前男性可能比女性面临更多的生活压力,导致高血压、糖尿病、高血脂等脑卒中危险因素的增加。同时从上图可以看出,男性所占比例有下降趋势,女性有上升趋势,因此,性别比例呈减小趋势。

(1)农民的发病人数最多,其原因可能与农民高血压病例规则用药治疗所占的比率低,抽烟饮酒在人群中比例大,以及膳食结构不合理、摄入膳食结构不合理、摄入动物性优质蛋白少等因素有关。也可能由于经济状况,对脑卒中的不重视,不能及时治疗脑卒中。

(2)退休人员发病人数较多,其原因可能是退休人员年龄较大,脑供血,脑供氧不足等原因引发脑卒中。

(3)教师,渔民,医务人员,职工,离退人员的发病人数较少。其原因可能与受教育程度,工作环境等因素有关。

(1)18岁以下的青少年患病比例逐年基本呈增长趋势,可见患病年龄比例趋于年轻化。

(2)。患病人数主要集中在41-80岁,其原因可能是年龄逐渐增长,血液循环所需能量减少,代谢减慢。

(3)80岁以上的患病人群中,女性高于男性

图二2007年脑卒中不同年龄段发病人数趋势图 图三2008年脑卒中不同年龄段发病人数趋势图 图四2009年脑卒中不同年龄段发病人数趋势图 图五2010年脑卒中不同年龄段发病人数趋势图

从上图中可以看出,脑卒中发病高峰年龄段2007年为75-77岁之间,2008年为74-76岁之间,2009年76-78岁之间,2010年为75-78岁之间。由此可知,脑卒中发病率高峰年龄段为75-77岁之间。 模型二的建立与求解

通过题中所给数据,首先通过单因素分析得出气温、气压、相对湿度对脑卒中发病情况的影响关系大小,其次建立多元线性回归分析模型,最后利用SPSS20软件对数据进行分析,得到气温、气压、相对湿度与发病情况的关系。 5.2.1 单因素模型的建立

假设a 为给定的显着性水平,则列出:

气温、气压、相对湿度分别对脑卒中的影响程度分析,即单因素分析,公式如下:

若a F F ≥,表明均值之间的差异显着,该因素对观测值有显着影响。 若a F F ≤,表明均值之间的差异不显着,该因素对观测值没有显着影响。 5.2.2 模型的求解

利用SPSS20 得出平均温度、最高温度、平均气压、最低气压、平均相对湿度、最小相对湿度对脑卒中的影响显着,而最低气温、最高气压对脑卒中的影响不显着。 5.2.3 多元化线性回归模型的建立

在大多数的实际问题中,影响因变量的因素不止一个而是多个,因此对这类的问题本文采用多元化的线性回归分析。根据脑卒中发病率与气温、气压、相对湿度之间的关系建立多元化线性回归模型,如下: 5.2.4 多元线性回归模型的基本假定

假设1,解释变量是非随机的或固定的,且各x 之间互不相关(无多重共线性) 假设2,随机误差项具有零均值、同方差及不序列相关性,即:

假设3,解释变量与随机项不相关,即:

假设4,随机项满足正态分布,即:

在医学病学研究中经常会遇到某一疾病的发生与变化取决于几个影响因素的情况,也就是一个因变量和几个自变量有依存关系的情况,而且有时几个影响因素主次难以区分,或者有的因素虽属次要,但也不能略去其作用,这时采用一元回归分析预测法是难以奏效的,需要采用多元回归分析预测法。

列出多元线性回归模型的一般表现形式为:

将n个统计数据代入上述模型,则问题转化为:

5.2.5 模型的求解

利用SPSS20 软件对数据进行分析,得到气温、气压、相对湿度之间的关系如下:

分析以上结果得到最优化的回归方程:

图七 2007-2010年月平均气压与患病比例的双轴变化图

图八 2007-2010年月平均相对湿度与患病比例的双轴变化图

图九 2007-2010年月平均温度与患病比例的双轴变化图

由回归方程结合折线图可得出各因素与脑卒中发病率的影响如下:

(1)脑卒中发病率与平均温度成正相关,即平均温度越高,发病率越高。与最高温

度成负相关,即最高温度越低,发病率越高。

(2)脑卒中发病率与平均气压成正相关,即平均气压越高,发病率越高。与最低气

压成负相关,即最低气压越低,发病率越高。

(3)脑卒中发病率与平均相对湿度成负相关,即平均相对湿度越低,发病率越高。

与最小相对湿度成正相关,即最小相对湿度越高,发病率越高。

模型三的建立与求解

5.3.1脑卒中的危险因素

研究中发现脑卒中的发病因素可以分为以下几类,第一类是生来具有的难以改变

的先天性因素,如性别、年龄;第二类是环境因素,如感染或气候的影响;第三类是个体生活方式和饮食习惯因素,包括吸烟、饮酒、不合理膳食等,是可以控制的因素;第四

类是家庭因素与环境因素相结所致的疾病,如高血压、心脏病、糖尿病等,是可以调节和治疗的病证。提出脑卒中危险因素观念,是着重阐明这些因素与脑卒中发生的关系,并不是二者具有直接的因果关系。中风相关因素的主成分分别分年龄、血压、血糖、红细胞压积、胆固醇、甘油三酯等身体质量指数。

5.3.2模型的建立

目前被大家肯定的危险因素有高血压、心脏病、糖尿病、短暂性脑缺血发作(TIA)、吸烟,可能的危险因素有血脂增高、高钠盐的摄入、饮酒超重、季节与气候、某些疾病的影响、社会经济状况、头颈部外伤。先天性危险因素有年龄、性别、遗传因素等。对于结论清楚的危险因素,开展积极的预防措施效果显着,而有些是多种因素,因时存在比单一性因素危险性更大,需要通过综合分析与评价

通过查找资料,得到脑卒中高危人群的重要特征和关键指标,结合题目一和二的结论,采用双变量因素分析,建立各因素与脑卒中发病率的相关模型。

假设r为各因素的相关系数,公式如下:

当r的值越小,表示该因素与脑卒中发病率相关度越低。

当r的值越大,表示该因素与脑卒中发病率相关度越高。

5.3.3脑卒中危险因素的干预策略

脑卒中危险因素的干预首先应该是对重点的高危人群的干预。包括:(1)普查、普治高血压。对高血压的预防和治疗是有效降低和减少脑卒中的最重要和根本性措施。据统计,我国高血压人数约1·1亿,但高血压患者对血压知患率仅占约30%。因此展开社区人群高血压的筛选,极早发现和诊断高血压,进行有效的药物或非药物性治疗,是

脑卒中预防措施的重要环节。(2)早期发现和治疗TIA(短暂性脑缺血)。由于TIA发作短暂,容易忽视和漏诊,但有1/3的患者会导致脑卒中发作,因此必须早期明确诊断,有针对性地采取措施,可以预防TIA进展,降低脑卒中发生的可能性。(3)对卒中倾向个体,积极治疗其原有疾病,如心脏病、血液系统疾病,应尽量减少危险因的损害,可以预防和延缓脑卒中的发生。

针对不同的影响因素,给出不同的干预策略,如下:

1、高血压

动脉高血压是脑卒中最普遍并且可干预的危险因素,治疗高血压可降低脑卒中发病的危险。1份14个随机事件的meta分析表明接受治疗的患者中舒张压降低5~6mm Hg(1mm Hg=),脑卒中发生率减少42%。对单纯收缩压增高(>160mm Hg)的60岁以上老人进行血压控制,可是脑卒中的发生率降低36%。国内学者认为,血压≤

140/85mm Hg时最有益,进一步降低血压(≤120/70mm Hg)未见明显一处。血压控制目前还没有确切的范围,但应注意降压切忌过快,因为血压的急剧降低可诱发心脑血管病。确诊为高血压的患者应当一年期服药,保持血压在正常范围。

2、糖尿病

尽管糖尿病被认为是缺血性脑卒中的独立危险因素,然而是否严格控制血糖即可降低脑卒中的发病率尚未确定。事实上,对糖尿病来说,磺脲类药物和(或)胰岛素治疗可以改善微血管并发症,但不能改善大血管的并发症,如脑卒中。

3、高胆固醇血症

血浆总胆固醇水平与心血管疾病的关系已确定,但其与脑卒中的关系尚不清楚。进来的meta分析结果显示血浆胆固醇水平与脑卒中的发病关系尚未确定,主要与脑卒中的致死率有关。反之,血浆胆固醇与出血性脑卒中之间呈负相关。普伐他汀治疗无症状的中度高胆固醇血症,可是心肌梗死的发生率或死于心血管疾病的概率显着小于31%。使用他汀类药物可以降低脑卒中的发生率。

4、吸烟

吸烟是导致缺血性脑卒中的独立危险因素,主要见于长期吸烟者,吸烟的人吸烟可使血液中的胆固醇与脂蛋白结合并沉积在血管壁上,从而加速动脉粥样硬化进程,容易引发脑中风。但吸烟对脑血管的影响是暂时的,只要停止吸烟2年以上,就可使脑中风的发生率大大下降。

5、饮酒

饮酒和脑卒中之间的关系尚不清楚,过度饮酒者发生出血性脑卒中的危险比不喝酒者高3倍。一箱多种族人群中的最新病例控制研究显示,适量的饮酒(每天最多两种音频,两罐啤酒或两杯葡萄酒,20-30g酒精)可降低缺血性脑卒中的发病率,而过度饮酒可增加缺血性脑卒中的危险。

6、体育活动

适量的体育活动可降低脑卒中发病的危险性。最近,一项男性前瞻性研究发现,锻炼的效果如达到出汗的程度可降低脑卒中的危险性。体育活动通过影响体重、血压、血浆胆固醇及糖耐量而间接降低脑卒中发病的危险性,并不能直接降低脑卒中的发生率。

其次是要积极开展综合性的干预措施。脑卒中的发病可能是多种因素相互作用的结果,多因素并存比单因素危险性更大。如一个人可能同时存在着冠心病、高血压、糖尿病、肥胖等,因此在治疗过程中应多方位综合性措施并举,不宜采用单一方法进行干预,这样可以收到事半功倍的效果。同时还要不断强化健康教育,增强群众的自我保健意识,可以通过电视广播、报刊、宣传栏、咨询,提高防治对象的覆盖面,纠正人们的不健康的生活方式,不合理膳食结构,从而降低脑卒中危险因素的危害。

六模型的评价与改进

模型的优点

1.采用SPSS软件,对于处理大量的数据,具有速度快、效率高、准确度高的优点

2.采用单因素分析,可以得到各因素对脑卒中的影响程度大小,为进一步求出各因素与脑卒中的关系奠定了基础

3 关于线性回归统计模型,在模型的建立过程中,若发现异常的值应及时剔除,有助于结果的合理性

4.此问题所用的数学方法为统计回归模型,易于多种数学软件求解,且简单明了。.

模型的缺点

1.单因素分析中,很难得到一个因素在其他条件不变的情况下对目标条件的影响。

2.本文没有考虑个体因素与遗传因素对脑卒中发病的影响,使得结果略有偏差。

模型的改进

1.个体差异、遗传因素也是发病的重要因素,多数学者认为脑卒中发病为多基本遗传,其遗传环境等各种后天因素的影响变化较大,如若将遗传也考虑进去,结果将更为准确。

2.脑卒中分为缺血性和出血性两类,如果能分别统计出患病人数的不同类别,就可以进一步的给出更为确切的干预策略。

七参考文献

[1] 程金泉,刘方,张金良,北京市气温与脑卒中发病关系的时间序列研究,中华流行病学杂志,2004,25:962-966

[2] 孟庆莲,梁迎春,孟超,脑卒中发病危险时间的分析,临床神经学杂志,(1)40-41

[3] 徐钧陶,陈万钧,肖翠芳,巢湖市气象因素对脑卒中发病的影响,安徽医学2009年30卷第1期

[4] 王慧伶,徐元良,胡守观,气象因素对高血压脑出血发病的影响,海军医学杂志,2002,23(1):58-60

[5] 曹奕,刘广霞,论脑卒中的危险因素及其干预,生物学杂志,第18卷第4期,2001年8月

[6] 叶殿秀,杨贤为,吴桂贤,京、沪两地脑卒中及其预测模型的对比分析,应用气象学报,第16卷增刊,2005年3月

[7] 宋治,杨期东,脑卒中预警研究:困惑与思考,医学与哲学:第24卷第8期,2003年

附录

2007年1月%

2007年2月%

2007年3月%

2007年4月%

2007年5月%

2007年6月%

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2007年9月% 2007年10

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2008年1月% 2008年2月% 2008年3月% 2008年4月% 2008年5月% 2008年6月% 2008年7月% 2008年8月% 2008年9月%

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2009年1月% 2009年2月% 2009年3月% 2009年4月% 2009年5月% 2009年6月% 2009年7月% 2009年8月% 2009年9月%

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2010年1月% 2010年2月% 2010年3月% 2010年4月%

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2010年7月%

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附录2:SPSS20线性回归分析的步骤

数学建模国家一等奖优秀论文

2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》(以下简称为“竞赛章程和参赛规则”,可从全国大学生数学建模竞赛网站下载)。 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛章程和参赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写):B 我们的报名参赛队号为(8位数字组成的编号): 所属学校(请填写完整的全名): 参赛队员(打印并签名) :1. 2. 3.

指导教师或指导教师组负责人(打印并签名): ?(论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致,只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对,提交后将不再允许做任何修改。如填写错误,论文可能被取消评奖资格。) 日期: 2014 年 9 月15日 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

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全国数学建模竞赛一等奖论文

交巡警服务平台的设置与调度 摘要 由于警务资源有限,需要根据城市的实际情况与需求建立数学模型来合理地确定交巡警服务平台数目与位置、分配各平台的管辖范围、调度警务资源。设置平台的基本原则是尽量使平台出警次数均衡,缩短出警时间。用出警次数标准差衡量其均衡性,平台与节点的最短路衡量出警时间。 对问题一,首先以出警时间最短和出警次数尽量均衡为约束条件,利用无向图上任意两点最短路径模型得到平台管辖范围,并运用上下界网络流模型优化解,得到A区平台管辖范围分配方案。发现有6个路口不能在3分钟内被任意平台到达,最长出警时间为5.7分钟。 其次,利用二分图的完美匹配模型得出20个平台封锁13个路口的最佳调度方案,要完全封锁13个路口最快需要8.0分钟。 最后,以平台出警次数均衡和出警时间长短为指标对方案优劣进行评价。建立基于不同权重的平台调整评价模型,以对出警次数均衡的权重u和对最远出警距离的权重v 为参数,得到最优的增加平台方案。此模型可根据实际需求任意设定权重参数和平台增数,由此得到增加的平台位置,权重参数可反映不同的实际情况和需求。如确定增加4个平台,令u=0.6,v=0.4,则增加的平台位置位于21、27、46、64号节点处。 对问题二,首先利用各区平台出警次数的标准差和各区节点的超距比例分析评价六区现有方案的合理性,利用模糊加权分析模型以城区的面积、人口、总发案次数为因素来确定平台增加或改变数目。得出B、C区各需改变2个平台的位置,新方案与现状比较,表明新方案比现状更合理。D、E、F区分别需新增4、2、2个平台。利用问题一的基于不同权重的平台调整评价模型确定改变或新增平台的位置。 其次,先利用二分图的完美匹配模型给出80个平台对17个出入口的最优围堵方案,最长出警时间12.7分钟。在保证能够成功围堵的前提下,若考虑节省警力资源,分析全市六区交通网络与平台设置的特点,我们给出了分阶段围堵方案,方案由三阶段构成。最多需调动三组警力,前后总共需要29.2分钟可将全市路口完全封锁。此方案在保证成功围堵嫌疑人的前提下,若在前面阶段堵到罪犯,则可以减少警力资源调度,节省资源。 【关键字】:不同权重的平台调整评价模糊加权分析最短路二分图匹配

葡萄酒的评价_全国数学建模大赛优秀论文

承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): A 我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话): 所属学校(请填写完整的全名):重庆工商大学 参赛队员(打印并签名) :1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名): 日期: 2012 年 9 月 10 日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

葡萄酒的评价 摘要 酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量有直接的关系,葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标会在一定的程度上反映葡萄酒和葡萄的质量。本论文主要研究葡萄酒的评价、酿酒葡萄的分级以及酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的相互关系问题。 对于问题一:我们从假设检验的角度出发分析,对两组的评分进行均值和方差运算,并在零假设成立的前提下通过使用Matlab 做T 检验,得出两组评酒员对于红葡萄酒的评价结果无显著性差异,而对于白葡萄酒的评价结果存在显著性差异的结果。再建立可信度模型 = H ,计算结果如下表, 对于问题二:根据葡萄酒质量的综合得分,将其划分为优、良、合格、不合格四个等级,并对酿酒葡萄的理化指标进行主成分分析,得出对葡萄影响较大的 到了它们的偏相关系矩阵。利用通径方法建立了数学模型,得出了它们之间的线性回归方程: 11231123=2.001x 0.0680.015x +........=0.0540.7580.753x ......... y x y x x ----+红红红红白白白白 对于问题四:在前面主成分分析和葡萄酒分级的基础上,建立Logistic 回归模型,并利用最大似然估计法求出线性回归方程的参数,得出线性回归方程。运用SPSS 软件,通过matlab 编程运算,求出受它们综合影响的线性回归方程。在验证时,随机从上面选取理化指标,将它们带入P 的计算式中,通过所求P 值判断此时葡萄酒质量所属级别,得出了不能用葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量的结论。

数学建模国家一等奖优秀论文

2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》(以下简称为“竞赛章程和参赛规则”,可从全国大学生数学建模竞赛网站下载)。 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛章程和参赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。

我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): B 我们的报名参赛队号为(8位数字组成的编号): 所属学校(请填写完整的全名): 参赛队员 (打印并签名) :1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名): (论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致,只是电子版中无需签名。以 上内容请仔细核对,提交后将不再允许做任何修改。如填写错误,论文可能被取 消评奖资格。) 日期:2014 年9 月 15日 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):赛区评阅记录(可供赛区评阅时使用):

2013全国数学建模大赛a题优秀论文

车道被占用对城市道路通行能力的影响 摘要 随着城市化进程加快,城市车辆数的增加,致使道路的占用现象日益严重,同时也导致了更多交通事故的发生。而交通事故发生过程中,路边停车、占道施工、交通流密增大等因素直接导致车道被占用,进而影响了城市道路的通行能力。本文在视频提供的背景下通过数据采集,利用数据插值拟合、差异对比、车流波动理论等对这一影响进行了分析,具体如下: 针对问题一,首先根据视频1中交通事故前后道路通行情况的变化过程运用物理观察测量类比法、数学控制变量法提取描述变量(如事故横断面处的车流量、车流速度以及车流密度)的数据,从而通过研究各变量的变化,来分析其对通行能力的影响。而视频1中有一些时间断层,我们可根据现有的数据先用统计回归对各变量数据插值后再进行拟合,拟合过程中利用残差计算值的大小来选择较好的模型来反应各变量与事故持续时间的关系,进而更好地说明事故发生至撤离期间,事故所处横断面实际通行能力的变化过程。 针对问题二:沿用问题一中的方法,对视频2中影响通行能力的各个变量进行数据采集,同样使用matlab对时间断层处进行插值拟合处理,再将所得到的的变化图像与题一中各变量的变化趋势进行对比分析,其中考虑到两视频的时间段与两视频的事故时长不同,从而采用多种对比方式(如以事故发生前、中、后三时段比较差值、以事故相同持续时间进行对比、以整个事故时间段按比例分配时间进行对比)来更好地说明这一差异。由于小区口的位置不同、时间段是否处于车流高峰期以及1、2、3道车流比例不同等因素的影响,采用不同的数据采集方式使采集的变量数据的实用性更强,从而最后得到视频1中的道路被占用影响程度高于视频2中的影响程度,再者从差异图像的变化波动中得到验证,使其合理性更强。 针对问题三:运用问题1、2中三个变量与持续时间的关系作为纽带,再根据附件5中的信号相位确定出车流量的测量周期为一分钟,测量出上游车流量随时间的变化情况,而事故横断面实际通行能力与持续时间的关系已在1、2问中由拟合得到,所以再根据波动理论预测道路异常下车辆长度模型的结论,结合采集数据得到的函数关系建立数学模型,最后得出事故发生后,车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间以及路段上游车流量这三者之间的关系式。 针对问题四:在问题3建立的模型下,利用问题4中提供的变量数据推导出其它相关变量值,然后代入模型,估算出时间长度,以此检验模型的操作性及可靠性。 关键词:通行能力车流波动理论车流量车流速度车流密度

获国家“一等奖”小学数学论文

撷数学作业之材筑精彩成功之路 ——谈谈小学数学作业设计的几点做法 【摘要】:课堂教学是一种重要的教学形式,为了更好的反馈课堂教学效果,重要形式就是学生的作业。平日那种周而复始、形式单一的作业已使学生成为一个"机械工",学生的好奇心、求知欲、创造性受到压制。为此,作为一线教师,课堂教学是一种重要的教学形式,在不断改革课堂教学的同时,还要改变原有的作业观,认识到作业也应顺应课改要求,利用丰富多彩展示形式,展现出全新的形态。 【关键词】:数学作业趣味性层次性探索性开放性物竞天择,适者生存。在实施新课程改革的浪潮中,我们小学数学的课堂发生了巨大的改变,在有效备课与有效课堂的实践中,许多老师积累了丰富的经验和案例,但在作业设计方面,许多教师往往过多地依赖教科书,迷信习题集,对作业的设计认识不足。其实数学作业是课堂教学的复习与巩固,也是课堂教学的延续和补充,是学生学习数学、发展思维的一项经常性的实践活动,也是检验学生独立完成学习任务的主要形式。如果作业设计不科学,不仅加重了学生的课业负担,而且制约了学习的灵活性,扼杀了学生学习的积极性。如何以新课程标准为依据,设计出新

颖、有趣、开放的新型数学作业,这就要求教师在不断改革课堂教学的同时,还要改变原有的作业观,认识到作业也应顺应课改要求,利用丰富多彩展示的形式,展现出全新的教学理念。经过这几年的教学实践,谈谈本人在这方面的几点做法: 一、作业设计要具有趣味性让学生成为学习的好学者 在小学生的眼里,那些新颖、生动、灵活多变的事物往往更容易引起的兴趣,促使他们的思维始终处于积极状态,产生强烈的求知欲,使其进入最佳学习状态。根据这一规律,我们在设计作业时,就应该多设计一些具有童趣性和亲近性的作业,以激发学生的学习兴趣,使学生成为一个乐学者。 1、童趣性作业。作业设计时,可从学生的年龄特征和生活经验出发,设计具有童趣性和亲近性的数学作业,以激发学生的学习兴趣。 例如:在学习了“乘数是一位数的乘法”后,可设计一些如“找门牌号”、“小熊闯关”、“小壁虎找尾巴”等带有童趣味的游戏性作业,把一道道计算题融合在故事情节中,让学生在轻松愉悦的氛围中,掌握运算的方法和技能,提高学生的计算能力。 2、游戏类作业。游戏是激发兴趣的最好载体。游戏作业带有“玩”的色彩,设计游戏类作业要考虑与所学习的数学内容有关系,此类作业主要用于低中年级。

SARS传播的数学模型 数学建模全国赛优秀论文

SARS传播的数学模型 (轩辕杨杰整理) 摘要 本文分析了题目所提供的早期SARS传播模型的合理性与实用性,认为该模型可以预测疫情发展的大致趋势,但是存在一定的不足.第一,混淆了累计患病人数与累计确诊人数的概念;第二,借助其他地区数据进行预测,后期预测结果不够准确;第三,模型的参数L、K的设定缺乏依据,具有一定的主观性. 针对早期模型的不足,在系统分析了SARS的传播机理后,把SARS的传播过程划分为:征兆期,爆发期,高峰期和衰退期4个阶段.将每个阶段影响SARS 传播的因素参数化,在传染病SIR模型的基础上,改进得到SARS传播模型.采用离散化的方法对本模型求数值解得到:北京SARS疫情的预测持续时间为106天,预测SARS患者累计2514人,与实际情况比较吻合. 应用SARS传播模型,对隔离时间及隔离措施强度的效果进行分析,得出结论:“早发现,早隔离”能有效减少累计患病人数;“严格隔离”能有效缩短疫情持续时间. 在建立模型的过程中发现,需要认清SARS传播机理,获得真实有效的数据.而题目所提供的累计确诊人数并不等于同期累计患病人数,这给模型的建立带来不小的困难. 本文分析了海外来京旅游人数受SARS的影响,建立时间序列半参数回归模型进行了预测,估算出SARS会对北京入境旅游业造成23.22亿元人民币损失,并预计北京海外旅游人数在10月以前能恢复正常. 最后给当地报刊写了一篇短文,介绍了建立传染病数学模型的重要性.

1.问题的重述 SARS (严重急性呼吸道综合症,俗称:非典型肺炎)的爆发和蔓延使我们认识到,定量地研究传染病的传播规律,为预测和控制传染病蔓延创造条件,具有很高的重要性.现需要做以下工作: (1) 对题目提供的一个早期模型,评价其合理性和实用性. (2) 建立自己的模型,说明优于早期模型的原因;说明怎样才能建立一个真正能够预测以及能为预防和控制提供可靠、足够信息的模型,并指出这样做的困难;评价卫生部门采取的措施,如:提前和延后5天采取严格的隔离措施,估计对疫情传播的影响. (3) 根据题目提供的数据建立相应的数学模型,预测SARS 对社会经济的影响. (4) 给当地报刊写一篇通俗短文,说明建立传染病数学模型的重要性. 2.早期模型的分析与评价 题目要求建立SARS 的传播模型,整个工作的关键是建立真正能够预测以及能为预防和控制提供可靠、足够的信息的模型.如何结合可靠、足够这两个要求评价一个模型的合理性和实用性,首先需要明确: 合理性定义 要求模型的建立有根据,预测结果切合实际. 实用性定义 要求模型能全面模拟真实情况,以量化指标指导实际. 所以合理的模型能为预防和控制提供可靠的信息;实用的模型能为预防和控制提供足够的信息. 2.1早期模型简述 早期模型是一个SARS 疫情分析及疫情走势预测的模型, 该模型假定初始时刻的病例数为0N , 平均每病人每天可传染K 个人(K 一般为小数),K 代表某种社会环境下一个病人传染他人的平均概率,与全社会的警觉程度、政府和公众采取的各种措施有关.整个模型的K 值从开始到高峰期间保持不变,高峰期后 10天的范围内K 值逐步被调整到比较小的值,然后又保持不变. 平均每个病人可以直接感染他人的时间为L 天.整个模型的L 一直被定为20.则在L 天之内,病例数目的增长随时间t (单位天)的关系是: t k N t N )1()(0+?= 考虑传染期限L 的作用后,变化将显著偏离指数律,增长速度会放慢.采用半模拟循环计算的办法,把到达L 天的病例从可以引发直接传染的基数中去掉. 2.2早期模型合理性评价 根据早期模型对北京疫情的分析与预测,其先将北京的病例起点定在3月1日,经过大约59天在4月29日左右达到高峰,然后通过拟合起点和4月20日以后的数据定出高峰期以前的K =0.13913.高峰期后的K 值按香港情况变化,即10天范围内K 值逐步被调整到0.0273.L 恒为20.由此画出北京3月1日至5月7日疫情发展趋势拟合图像以及5月7日以后的疫情发展趋势预测图像,如图1.

全国数模竞赛优秀论文

一、基础知识 1.1 常见数学函数 如:输入x=[-4.85 -2.3 -0.2 1.3 4.56 6.75],则: ceil(x)= -4 -2 0 2 5 7 fix(x) = -4 -2 0 1 4 6 floor(x) = -5 -3 -1 1 4 6 round(x) = -5 -2 0 1 5 7 1.2 系统的在线帮助 1 help 命令: 1.当不知系统有何帮助内容时,可直接输入help以寻求帮助: >>help(回车) 2.当想了解某一主题的内容时,如输入: >> help syntax(了解Matlab的语法规定) 3.当想了解某一具体的函数或命令的帮助信息时,如输入: >> help sqrt (了解函数sqrt的相关信息)

2 lookfor命令 现需要完成某一具体操作,不知有何命令或函数可以完成,如输入: >> lookfor line (查找与直线、线性问题有关的函数) 1.3 常量与变量 系统的变量命名规则:变量名区分字母大小写;变量名必须以字母打头,其后可以是任意字母,数字,或下划线的组合。此外,系统内部预先定义了几个有特殊意 1 数值型向量(矩阵)的输入 1.任何矩阵(向量),可以直接按行方式 ...输入每个元素:同一行中的元素用逗号(,)或者用空格符来分隔;行与行之间用分号(;)分隔。所有元素处于一方括号([ ])内; 例1: >> Time = [11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10] >> X_Data = [2.32 3.43;4.37 5.98] 2 上面函数的具体用法,可以用帮助命令help得到。如:meshgrid(x,y) 输入x=[1 2 3 4]; y=[1 0 5]; [X,Y]=meshgrid(x, y),则 X = Y =

美国大学生数学建模竞赛优秀论文翻译

优化和评价的收费亭的数量 景区简介 由於公路出来的第一千九百三十,至今发展十分迅速在全世界逐渐成为骨架的运输系统,以其高速度,承载能力大,运输成本低,具有吸引力的旅游方便,减少交通堵塞。以下的快速传播的公路,相应的管理收费站设置支付和公路条件的改善公路和收费广场。 然而,随着越来越多的人口密度和产业基地,公路如花园州公园大道的经验严重交通挤塞收费广场在高峰时间。事实上,这是共同经历长时间的延误甚至在非赶这两小时收费广场。 在进入收费广场的车流量,球迷的较大的收费亭的数量,而当离开收费广场,川流不息的车辆需挤缩到的车道数的数量相等的车道收费广场前。因此,当交通繁忙时,拥堵现象发生在从收费广场。当交通非常拥挤,阻塞也会在进入收费广场因为所需要的时间为每个车辆付通行费。 因此,这是可取的,以尽量减少车辆烦恼限制数额收费广场引起的交通混乱。良好的设计,这些系统可以产生重大影响的有效利用的基础设施,并有助于提高居民的生活水平。通常,一个更大的收费亭的数量提供的数量比进入收费广场的道路。 事实上,高速公路收费广场和停车场出入口广场构成了一个独特的类型的运输系统,需要具体分析时,试图了解他们的工作和他们之间的互动与其他巷道组成部分。一方面,这些设施是一个最有效的手段收集用户收费或者停车服务或对道路,桥梁,隧道。另一方面,收费广场产生不利影响的吞吐量或设施的服务能力。收费广场的不利影响是特别明显时,通常是重交通。 其目标模式是保证收费广场可以处理交通流没有任何问题。车辆安全通行费广场也是一个重要的问题,如无障碍的收费广场。封锁交通流应尽量避免。 模型的目标是确定最优的收费亭的数量的基础上进行合理的优化准则。 主要原因是拥挤的

数学建模优秀论文全国一等奖

Haozl觉得数学建模论文格式这么样设置 版权归郝竹林所有,材料仅学习参考 版权:郝竹林 备注☆ ※§等等字符都可以作为问题重述左边的。。。。。一级标题 所有段落一级标题设置成段落前后间距13磅 二级标题设置成段落间距前0.5行后0.25行 Excel中画出的折线表字体采用默认格式宋体正文10号 图标题在图上方段落间距前0.25行后0行 表标题在表下方段落间距前0行后0.25行 行距均使用单倍行距 所有段落均把4个勾去掉 注意Excel表格插入到word的方式在Excel中复制后,粘贴,word2010粘贴选用使用目标主题嵌入当前 Dsffaf 所有软件名字第一个字母大写比如E xcel 所有公式和字母均使用MathType编写 公式编号采用MathType编号格式自己定义 公式编号在右边显示

农业化肥公司的生产与销售优化方案 摘 要 要求总分总 本文针对储油罐的变位识别与罐容表标定的计算方法问题,运用二重积分法和最小二乘法建立了储油罐的变位识别与罐容表标定的计算模型,分别对三种不同变位情况推导出的油位计所测油位高度与实际罐容量的数学模型,运用matlab 软件编程得出合理的结论,最终对模型的结果做出了误差分析。 针对问题一要求依据图4及附表1建立积分数学模型研究罐体变位后对罐容表的影响,并给出罐体变位后油位高度间隔为1cm 的罐容表标定值。我们作图分析出实验储油罐出现纵向倾斜ο14.时存在三种不同的可能情况,即储油罐中储油量较少、储油量一般、储油量较多的情况。针对于每种情况我们都利用了高等数学求容积的知识,以倾斜变位后油位计所测实际油位高度为积分变量,进行两次积分运算,运用MATLAB 软件推导出了所测油位高度与实际罐容量的关系式。并且给出了罐体倾斜变位后油位高度间隔为1cm 的罐容标定值(见表1),最后我们对倾斜变位前后的罐容标定值残差进行分析,得到样本方差为4103878.2-?,这充分说明残差波动不大。我们得出结论:罐体倾斜变位后,在同一油位条件下倾斜变位后罐容量比变位前罐容量少L 243。 表 1.1 针对问题二要求对于图1所示的实际储油罐,试建立罐体变位后标定罐容表的数学模型,即罐内储油量与油位高度及变位参数(纵向倾斜角度α和横向偏转角度β)之间的一般关系。利用罐体变位后在进/出油过程中的实际检测数据(附件2),根据所建立的数学模型确定变位参数,并给出罐体变位后油位高度间隔为10cm 的罐容表标定值。进一步利用附件2中的实际检测数据来分析检验你们模型的正确性与方法的可靠性。我们根据实际储油罐的特殊构造将实际储油罐分为三部分,左、右球冠状体与中间的圆柱体。运用积分的知识,按照实际储油罐的纵向变位后油位的三种不同情况。利用MATLAB 编程进行两次积分求得仅纵向变位时油量与油位、倾斜角α的容积表达式。然后我们通过作图分析油罐体的变位情况,将双向变位后的油位h 与仅纵向变位时的油位0h 建立关系表达式01.5(1.5)cos h h β=--,从而得到双向变位油量与油位、倾斜角α、偏转角β的容积表达式。利用附件二的数据,采用最小二乘法来确定倾斜角α、偏转角β的值,用matlab 软件求出03.3=α、04=β α=3.30,β=时总的平均相对误差达到最小,其最小值为0.0594。由此得到双向变位后油量与油位的容积表达式V ,从而确定了双向变位后的罐容表(见表2)。 本文主要应用MATLAB 软件对相关的模型进行编程求解,计算方便、快捷、准确,整篇文章采取图文并茂的效果。文章最后根据所建立的模型用附件2中的实际检测数据进行了误差分析,结果可靠,使得模型具有现实意义。 关键词:罐容表标定;积分求解;最小二乘法;MATLAB ;误差分

2014年数学建模国家一等奖优秀论文

承诺书 我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》(以下简称为“竞赛章程和参赛规则”,可从全国大学生数学建模竞赛网站下载)。 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛章程和参赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写):B 我们的报名参赛队号为(8位数字组成的编号): 所属学校(请填写完整的全名): 参赛队员(打印并签名) :1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名): (论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致,只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对,提交后将不再允许做任何修改。如填写错误,论文可能被取消评奖资格。) 日期:2014 年 9 月 15日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

创意平板折叠桌 摘要 目前住宅空间的紧张导致越来越多的折叠家具的出现。某公司设计制作了一款折叠桌以满足市场需要。以此折叠桌为背景提出了三个问题,本文运用几何知识、非线性约束优化模型等方法成功解决了这三个问题,得到了折叠桌动态过程的描述方程以及在给定条件下怎样选择最优设计加工参数,并针对任意形状的桌面边缘线等给出了我们的设计。 针对问题一,根据木板尺寸、木条宽度,首先确定木条根数为19根,接着,根据桌子是前后左右对称的结构,我们只以桌子的四分之一为研究对象,运用空间几何的相关知识关系,推导并建立了几何模型。接着用MATLAB软件编程,绘制出折叠桌动态变化过程图。然后求出折叠桌各木条相对桌面的角度、各木条长度、各木条的开槽长度等数据,相关结果见表1。然后建立相应的三维坐标系,求出桌角各端点坐标,绘出桌角边缘线曲线图,并用MATLAB工具箱作拟合,求出桌角边缘线的函数关系式,并对拟合效果做分析(见表3)。 针对问题二,在折叠桌高度、桌面直径已知情况下,综合考虑桌子稳固性、加工方便、用材最少三个方面因素,我们运用材料力学等相关知识,对折叠桌作受力分析,确定稳固性、加工方便、用材最少三个方面因素间的相互制约关系,建立非线性优化模型。用lingo软件编程,求出对于高70 cm,桌面直径80 cm的折叠桌,平板尺寸172.24cm×80cm×3cm、钢筋位置在桌腿上距离铰链46.13cm处、各木条的开槽长度(见表3)、最长木条(桌脚)与水平面夹角71.934°。 针对问题三,对任意给出的桌面边缘线(f(x)),不妨假定曲线是对称的(否则,桌子的稳定性难以保证),将对称轴上n等份,依照等份点沿着木板较长方向平行的方向下料,则这些点即是铰接处到木板中垂线(相对于木板长方向)的距离。然后修改问题二建立的优化模型,用lingo软件编程,得到最优设计加工参数(平板尺寸、钢筋位置、开槽长度等)。最后,我们根据所建立的模型,设计了一个桌面边缘线为椭圆的折叠桌,并且给出了8个动态变化过程图(见图10)和其具体设计加工参数(见表5)。 最后,对所建立的模型和求解方法的优缺点给出了客观的评价,并指出了改进的方法。 关键字:折叠桌曲线拟合非线性优化模型受力分析

2011年全国数学建模大赛A题获奖论文

城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文旨在对城市土壤地质环境的重金属污染状况进行分析,建立模型对金属污染物的分布特点、污染程度、传播特征以及污染源的确定进行有效的描述、评价和定位。 对于重金属空间分布问题,首先基于克里金插值法,应用Surfer 8软件对各数据点的分布情况进行模拟,得到了直观的重金属污染空间分布图形;随后,分别用内梅罗综合污染指数以及模糊评价标准和模型对城区内不同区域重金属的污染程度进行了评判。 对于金属污染的主要原因分析问题,基于因子分析法、问题一的结果和对各个金属污染物的来源分析等因素,判断出金属污染的主要原因有:工业生产、汽车尾气排放、石油加工并推测该区域是镍矿富集区。随后讨论了污染源之间的相互关系和不同金属的污染贡献率。 针对污染源位置确定问题,我们建立了两个模型:模型一以流程图的形式出现,基于污染传播的一般规律建立模型,求取污染源范围,模型作用更倾向于确定污染源的位置;模型二基于最小二乘法原理,建立了拟合二次曲面方程,在有效确定污染源的同时也反映了其传播特征,模型更加清楚,理论性也更强。 在研究城市地质环境的演变模式问题中,我们对针对污染源位置确定问题所建模型的优缺点进行了评价,同时建立了考虑了时间,地域环境和传播媒介的污染物传播模型,从而反映了地质的演变。 综上所述,本文模型的特点是从简单的模型建立起,强更准确的数学模型发展,逐步达到目标期望。 关键词:重金属污染,克里金插值最小二乘法因子分析流程图

一、问题重述 1.1问题背景 随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加,人类活动对城市环境质量的影响日显突出。对城市土壤地质环境异常的查证,以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城市环境质量评价,研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式,日益成为人们关注的焦点。评价和研究城市土壤重金属污染程度,讨论土壤中重金属的空间分布,研究城市土壤重金属污染特征、污染来源以及在环境中迁移、转化机理,并对城市环境污染治理和城市进一步的发展规划提出科学建议,不仅有利于城市生态环境良性发展,有利于人类与自然和谐,也有利于人类社会 健康和城市可持续发展[1] 。按照功能划分,城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等,不同的区域环境受人类活动影响的程度不同。 现对某城市城区土壤地质环境进行调查。为此,将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域,按照每平方公里1个采样点对表层土(0~10 厘米深度)进行取样、编号,并用GPS 记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析,获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面,按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样,将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。 1.2 目标任务 (1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布,并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。 (2) 通过数据分析,说明重金属污染的主要原因。 (3) 分析重金属污染物的传播特征,由此建立模型,确定污染源的位置。 (4) 分析所建立模型的优缺点,为更好地研究城市地质环境的演变模式,分析还应收集的信息,并进一步探索怎样利用收集的信息建立模型及解决问题。 二、 模型假设 1)忽略地下矿源对污染物浓度的影响; 2)认为海拔对污染物的分布较小,故只在少数模型中讨论其作用; 3)认为题目中的采样方式是科学的,能够客观反映污染源的分布。 三、 符号说明 3.1第一问中的符号说明 i p ——污染物i 的环境污染指数 i C ——污染物i 的实测值 i S ——污染物i 的背景值 m ax (/)i i C S ——土壤污染指数的最大值 (/)i i avg C S ——土壤污染指数的平均值

2011年数学建模大赛优秀论文

交巡警服务平台的设置与调度的数学模型 摘要 针对交巡警服务平台的设置与调度问题,本文主要考虑出警速度和各服务平台的工作量来建立合理方案。对于A区的20个交巡警服务平台分配管辖范围的问题,我们采用Dijkstra算法,分别求得在3分钟内从服务台可以到达的路口。根据就近原则,每个路口归它最近的服务台管辖。 对进出A区的13个交通要道进行快速全封锁,我们采用目标规划进行建模,运用MATLAB软件编程,先找出13个交通要道到20个服务台的所有路径。然后在保证全封锁时间最短的前提下,再考虑局部区域的封锁效率,即总封锁时间最短,封锁过程中总路程最小,从而得到一个较优的封锁方案。 为解决前面问题中3分钟内交巡警不能到达的路口问题,并减少工作量大的地区的负担,这里工作量以第一小问中20个服务台覆盖的路口发案率之和以及区域内的距离的和来衡量。对此我们计划增加四个交巡警服务台。避免有些地方出警时间过长和服务台工作量不均衡的情况。 对全市六个区交警平台设计是否合理,主要以单位服务台所管节点数,单位服务台所覆盖面积,以及单位服务台处理案件频率这些因素进行研究分析。以A 区的指标作为参考,来检验交警服务平台设置是否合理。 对于发生在P点的刑事案件,采用改进的深度搜索和树的生成相结合的方法,对逃亡的犯罪嫌疑人进行可能的逃逸路径搜索。由于警方是在案发后3分钟才接到报警,因此需知道疑犯在这3分钟内可能的路线。要想围堵嫌疑犯,服务台必须要在嫌疑犯到达某节点之前到达。用MATLAB编程,搜索出嫌疑犯可能逃跑的路线,然后调度附近的服务台对满足条件的节点进行封锁,从而实现对疑犯的围堵。 关键词:Dijkstra算法;目标规划;搜索;

数学建模B题优秀论文

2010高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的 资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规 则的行为,我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): B 我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话): 所属学校(请填写完整的全名): 参赛队员 (打印并签名) :1. 王静茹 2. 杨曼 3. 朱元霞 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名): 日期:年月日 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

2010高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编 号 专 用 页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 赛区评阅记录(可供赛区评阅时使用): 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号): 全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号): 2010年上海世博会经济影响力的定量评估 摘要 本文选取2010年上海世博会对上海经济的影响作为研究对象,首先,我们选择了 五届影响力较大的世博会与上海世博会进行了定量的纵向评估。 利用互联网的相关数据,运用层次分析法确定了各级评价指标的相对权重,然后 利用模糊综合评判法给这六届世博会的经济影响力进行了定量评估,利用MATLAB 计算出了1933年芝加哥世博会以来六届综合性世博会的经济影响力的综合评分依次为 75.12、80.01、80、11、77.35、79.35、80.75,由表我们可以肯定上海世博会的经济影响力是继1851年伦敦世博会以来较强的。 其次我们采用投入——产出模型模型的核心思想,以年份与GDP 的对数值的二次 相关关系和上海市社会固定资产总投入与GDP 的对数值的线性关系,利用上海统计年鉴发布的数据,分别建立无世博影响的表达式i i i x x x e Q 21210904.01117.00032.06278.81-++=,与有世博影响的表达式i i i x x x e Q 21212955.00176.00019.01211.82+-+=,两式的预测误差均在1.1%以内。与 2008年真实值比较,用表达式1Q 预测2008年的GDP 的值可以得出世博会对2008年上海市经济贡献率达到20.9%。并且在得知申办世博会后第i 年上海市固定投入总额的前提下由%1002 12?-=Q Q Q η可求出世博会对上海地区经济的持续性积极影响。如假设2011年市固定资产总投资为5600亿元,则世博会对上海经济有16%的积极影响。 最后,经过对2010年上海世博会的经济影响力的两方面的评估,我们得知上海世博 会在历届世博会的经济影响力的综合评分中是最高的。由此得出,上海世博会对上海经济的影响力是非常大的,此次世博会除了对上海的直接收益影响明显外, 世博会对上海地区经济的持续性积极影响。 关键词:层次分析 模糊综合评判 投入——产出模型 回归模型 一、问题重述 2010年上海世博会是首次在中国举办的世界博览会。从1851年伦敦的“万国工业博览会”开始,世博会正日益成为各国人民交流历史文化、展示科技成果、体现合作精神、展望未来发展等的重要舞台。请你们选择感兴趣的某个侧面,建立数学模型,利用互联网数据,定量评估2010年上海世博会的影响力。 二、问题分析

全国大学生数学建模竞赛b题全国优秀论文

基于打车软件的出租车供求匹配度模型研究与分析 摘要 目前城市“出行难”、“打车难”的社会难题导致越来越多的线上打车软件出现在市场上。“打车难”已成为社会热点。以此为背景,本文将要解决分析的三个问题应运而生。 本文运用主成分分析、定性分析等分析方法以及部分经济学理论成功解决了这三个问 题,得到了不同时空下衡量出租车资源供求匹配程度的指标与模型以及一个合适的补贴 方案政策,并对现有的各公司出租车补贴政策进行了分析。 针对问题一,根据各大城市的宏观出租车数据,绘制柱形图进行重点数据的对比分 析,首先确定适合进行分析研究的城市。之后,根据该市不同地区、时间段的不同特点 选择多个数据样本区,以数据样本区作为研究对象,进行多种数据(包括出租车分布、 出租车需求量等)的采集整理。接着,通过主成分分析法确定模型的目标函数、约束条 件等。最后运用spss软件工具对数据进行计算,求出匹配程度函数F 与指标的关系式, 并对结果进行分析。 针对问题二,在各公司出租车补贴政策部分已知的情况下,综合考虑出租车司机以 及顾客两个方面的利益,分别就理想情况与实际情况进行全方位的分析。在问题一的模 型与数据结果基础上,首先分别从给司机和乘客补贴两个角度定性分析了补贴的效果。 重点就给司机进行补贴的方式进行讨论,定量分析了目前补贴方案的效果,得出了如果 统一给每次成功的打车给予相同的补贴无法改善打车难易程度的结论,并对第三问模型 的设计提供了启示,即需要对具有不同打车难易程度和需求量的区域采取分级的补贴政 策。 针对问题三,在问题二的基础上我们设计了一种根据不同区域打车难易程度和需求

量来确定补贴等级的方法。设计了相应的量化指标,以极大化各区域打车难易程度降低 的幅度之和作为目标,建立该问题的规划模型。目的是通过优化求解该模型,使得通过 求得的优化补贴方案,能够优化调度出租车资源,使得打车难区域得到缓解。通过设计 启发式原则和计算机模拟的方法进行求解,并以具体案例分析得到,本文方法相对统一 的补贴方案而言的确可以一定程度缓解打车难的程度。 关键词:主成分分析法,供求匹配度,最优化模型,出租车流动平衡 1

数学建模大赛优秀论文

论文评阅要点 一、主要标准: 1、假设的合理性; 2、建模的创造性; 3、文字表达的清晰性; 4、结果的正确性。 二、论文组成概要: 1、题目 2、摘要 3、问题重述 4、模型假设与符号 5、分析建立模型 6、模型求解 7、模型检验与推广 8、参考文献与附录 三、参考给分步骤(10分制) 1、摘要部分(论文的方法、结果、表达饿清晰度)。。。。。。。。。。。。。。3分 2、假设部分(合理性与创造性)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1分 3、数学模型(创造性与完整性)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3分 4、解题方法与结果(创造性与正确性)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2分 5、模型的优缺点与推广(合理性)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1分 四、评阅方法 1、每位教师把卷号、分数及主要理由记录在白纸上,以便专人统计; 2、每份论文至少要三位教师评阅过,选出获奖论文的2倍数量,对分歧大的试卷讨论给分; 3、对入选论文至少要六位教师评阅过。按分数高低排序; 4、对一、二等奖的论文要求写出30字左右的评语,与论文一起在网上发表。 五、评阅时间:5月21日(星期六)

C 题:最佳广告费用及其效应 摘要:本文从经济经验上着眼,首先用回归建立了基本模型,从预期上描述了售价变化与预期销售量的关系和广告费变化与销售量增长因子的关系。其次从基本模型出发,我们构造出预期时间利润最大模型,得到了利润在预期的条件下获得最大利润116610元时的最佳广告费用33082元和售价5.9113元。 一 问题的分析与假设 (1)销售量的变化虽然是离散的,但对于大量的销售而言,可设销售量的变化随售价的增加而线性递减。 (2)销售增长因子虽然也是离散的,但当广告费逐渐增加时,可设销售增长因子也是连续变化的。 (3)要使预期利润达到最大,买进的彩漆应为模型理论上的预期最大利润时的销售量相等。 二 模型的基本假设与符号说明 (一)基本假设 1. 假设彩漆的预期销售量不受市场影响。 2. 彩漆在预期时间内不变质,并且价格在预期内不波动。 (二)符号说明 x :售价(元); y :预期销售量(千桶); : *y 回归拟合预期销售量(千桶); y :预期销售量的均值(千桶); x :售价的平均值(元) ; 0A :x 与y 的回归常数; 1A :x 与y 的回归系数; ε :x 与y 的随机变量; k :销售增长因子; m :广告费(万元); 0B :k 与m 的非线性回归系数; 1B :k 与m 的非线性回归系数; 2B :k 与m 的非线性回归常数; η :k 与m 的随机变量; Z :预期利润(元)。 三 模型的建立 (一)售价与预期销售量的模型。 根据条件(表1)描出散点图,假设售价与预期销售量为线性关系,得基本模型 ε++=x A A 10y 假定9组预期值),,(i i y x i=1,2,…,9;符合模型

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