数学模型 实际应用题

数学模型 实际应用题
数学模型 实际应用题

类型一、一次函数图像问题

1. 甲、乙两地相距300千米,一辆货车和一辆轿车先后从甲地出发开往乙地。如图,线段OA表示货车离甲地距离y(千米)与时间x(小时)之间的函数关系;折线BCD表示轿车离甲地距离y(千米)与x(小时)之间的函数关系。请根据图象解答下列问题:

(1)求线段CD对应的函数解析式。

(2)货车从甲地出发后多长时间被轿车追上?此时离甲地的距离是多少千米?

(3)轿车到达乙地后,货车距乙地多少千米。2. “城市发展,交通先行”,我市启动了缓堵保畅的高架桥快速通道建设工程,建成后将大大提升道路的通行能力。研究表明,某种情况下,高架桥上的车流速度v(单位:千米/时)是车流密度x(位:辆/千米)的函数,且当0<x≤28时,v=80;当28<x≤188时,v 是x的一次函数。函数关系如图所示.

(1)求当28<x≤188时,v关于x的函数表达式;

(2)请你直接写出车流量P和车流密度x之间的函数表达式;当x 为多少时,车流量P(单位:辆/时)达到最大,最大值是多少?(注:车流量是单位时间内通过观测点的车辆数,计算公式为:车流量=车流速度×车流密度)

3. 某厂家在甲、乙两家商场销售同一商品所获利润分别为y

甲,y

(单

位:元), y

甲,y

与销售数量x(单位:件)的函数关系如图所示,请

根据图象解决下列问题;

(1)分别求出y

,y

与x的函数关系式;

(2)现厂家分配该商品800件给甲商场,400件给乙商场,当甲、乙

商场售完这批商品,厂家可获得总利润是多少元?

4.某校校园超市老板到批发中心选购甲、乙两种品牌的文具盒,乙

品牌的进货单价是甲品牌进货单价的2倍,考虑各种因素,预计购

进乙品牌文具盒的数量y(个)与甲品牌文具盒的数量x(个)之间

的函数关系如图所示.当购进的甲、乙品牌的文具盒中,甲有120

个时,购进甲、乙品牌文具盒共需7200元.

(1)根据图象,求y与x之间的函数关系式;

(2)求甲、乙两种品牌的文具盒进货单价;

(3)若该超市每销售1个甲种品牌的文具盒可获利4元,每销售1

个乙种品牌的文具盒可获利9元,根据学生需求,超市老板决定,

准备用不超过6300元购进甲、乙两种品牌的文具盒,且这两种品牌

的文具盒全部售出后获利不低于1795元,问该超市有几种进货方

案?哪种方案能使获利最大?最大获利为多少元?

5.由于持续高温和连日无雨,某水库的蓄水量随时间的增加而减少,已知原有蓄水量y

1

(万m3)与干旱持续时间x(天)的关系如图中线段

l 1所示,针对这种干旱情况,从第20天开始向水库注水,注水量y

2

(万

m3)与时间x(天)的关系如图中线段l

2

所示(不考虑其它因素).

(1)求原有蓄水量y

1

(万m3)与时间x(天)的函数关系式,并求当x=20时的水库总蓄水量。

(2)求当0≤x≤60时,水库的总蓄水量y(万m3)与时间x(天)的函数关系式(注明x的范围),若总蓄水量不多于900万m3为严重干旱,直接写出发生严重干旱时x的范围。6.甲、乙两车分别从A.?B两地同时出发,甲车匀速前往B地,到达B 地立即以另一速度按原路匀速返回到A地;乙车匀速前往A地,设甲、乙两车距A地的路程为y(千米),甲车行驶的时间为x(时),y与x之间的函数图象如图所示

(1)求甲车从A地到达B地的行驶时间;

(2)求甲车返回时y与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;

(3)求乙车到达A地时甲车距A地的路程。

7.小明家今年种植的“红灯”樱桃喜获丰收,采摘上市20天全部销售完,小明对销售情况进行跟踪记录,并将记录情况绘成图象,日销售量y(单位:千克)与上市时间x(单位:天)的函数关系如图1所示,樱桃价格z(单位:元/千克)与上市时间x(单位:天)的函数关系式如图2所示。

(1)观察图象,直接写出日销售量的最大值;

(2)求小明家樱桃的日销售量y与上市时间x的函数解析式;

(3)试比较第10天与第12天的销售金额哪天多?

类型二、方案择优问题(一样多问题)

1. 学校拟增设现代化设备教学班级,需要配备一批平板电脑,市面上有甲乙两种电脑适合学校的要求,已知买2台甲种电脑和3台乙种电脑共需15600元,买1台甲种电脑和2台乙种电脑共需9400元,两方商家都提供了优惠方案,甲种电脑只要购买超过10台,则超过的部分按照六折出售,乙种电脑只要购买超过10台,则全部按照八折出售。

(l)甲乙两种电脑的单价分别是多少?

(2)分别列出两种电脑在购买超过10台时,总价y与电脑台数x之间的函数关系式;

(3)在购买同一种电脑的前提下,试讨论购买哪种电脑更便宜

2. 为迎接“六一儿童节”,小天使培训班准备购买“悠悠兔卷笔刀”作为节日礼物送给小朋友。经调查发现:在“丽水沃尔玛超市”悠悠兔卷笔刀的单价为4元/个;在淘宝网店购买,同牌子卷笔刀的价格是超市的折,但需快递费15元。

(1)分别写出在丽水沃尔玛超市和淘宝网店购买的费用y

1(元)、y

2

(元)

与悠悠兔卷笔刀的购买量x(个)的关系式;

(2)该培训班选择什么方式购买比较合算?请说明理由。3. 某地方政府每年每亩地农业补贴100元,为了提高当地农民种植

苹果树的积极性,现计划对种植苹果树的农户每年每亩多补贴50元,现老王家有5亩地,若种植棉花,每年每亩纯收入2000元,若种植苹果树,前5年苹果树不结果且每年每亩需要投入480元,但五年以后每年每亩纯收入可达6000元;老王认为全部种植棉花的利润大,但儿子认为长远看种植苹果树比较划算,假设全部种植同一种农作物

x(x>5)年,全部种植棉花和全部种植苹果树的纯收入分别为y

1

(元)和

y

2

(元)

(1)分别写出y

1

,y

2

与x之间的函数关系式;

(2)请计算说明老王和儿子的方案,谁更合算。

4. 现代互联网技术的广泛应用,催生了快递行业的高速发展。小明计划给朋友快递一部分物品,经了解有甲、乙两家快递公司比较合适。甲公司表示:快递物品不超过1千克的,按每千克22元收费;超过1千克,超过的部分按每千克15元收费。乙公司表示:按每千克16元收费,另加包装费3元。设小明快递物品x千克。

(1)请分别写出甲、乙两家快递公司快递该物品的费用y(元)与x(千克)之间的函数关系式;

(2)小明选择哪家快递公司更省钱? 5. “红星”中学准备为校“教学兴趣小组”购进甲、乙两种学习用具,已知5件甲种学习用具的进价与3件乙种学习用具的进价的和为231元,2件甲种学习用具的进价与3件乙种学习用具的进价的和为141元。

(1)求每件甲种、乙种学习用具的进价分别是多少元?

(2)如果购进甲种学习用具有优惠,优惠方法是:购进甲种学习用具超过20件,超出部分可以享受7折优惠,若购进x(x>0)件甲种学习用具需要花费y元,请你求出y与x的函数关系式;

(3)在(2)的条件下,学校决定在甲、乙两种学习用具中选购其中一种,且数量超过20件,请你帮助学校判断购进哪种学习用具更省钱。

类型三、最优方案问题

1.学校需要购买一批篮球和足球,已知一个篮球比一个足球的进价高30元,买两个篮球和三个足球一共需要510元.

(1)求篮球和足球的单价;

(2)根据实际需要,学校决定购买篮球和足球共100个,其中篮球

的资金最多为10500元.请问有几种购买方案?

(3)若购买篮球x个,学校购买这批篮球和足球的总费用为y(元),在(2)的条件下,求哪种方案能使y最小,并求出y的最小值. 2. 春节期间,某商场计划购进甲、乙两种商品,已知购进甲商品2件和乙商品3件共需270元;购进甲商品3件和乙商品2件共需230元。

(1)求甲、乙两种商品每件的进价分别是多少元?

(2)商场决定甲商品以每件40元出售,乙商品以每件90元出售,为满足市场需求,需购进甲、乙两种商品共100件,且甲种商品的数量不少于乙种商品数量的4倍,请你求出获利最大的进货方案,并确定最大利润。

3.孝感市在创建国家级园林城市中,绿化档次不断提升.某校计划购进A,B两种树木共100棵进行校园绿化升级,经市场调查:购买A种树木2棵,B种树木5棵,共需600元;购买A种树木3棵,B 种树木1棵,共需380元.

(1)求A种,B种树木每棵各多少元?

(2)因布局需要,购买A种树木的数量不少于B种树木数量的3倍.学校与中标公司签订的合同中规定:在市场价格不变的情况下(不考虑其他因素),实际付款总金额按市场价九折优惠,请设计一种购买树木的方案,使实际所花费用最省,并求出最省的费用.4. 谋划点准备购进甲、乙两种花卉,若购进甲种花卉20盆,乙种花卉50盆,需要720元;若购进甲种花卉40盆,乙种花卉30盆,需要880元。

(1)求购进甲、乙两种花卉,每盆各需多少元?

(2)该花店销售甲种花卉每盆可获利6元,销售乙种花卉每盆可获利1元,现该花店准备拿出800元全部用来购进这两种花卉,设购进甲种花卉x盆,全部销售后获得的利润为W元,求W与x之间的函数关系式;

(3)在(2)的条件下,考虑到顾客需求,要求购进乙种花卉的数量不少于甲种花卉数量的6倍,且不超过甲种花卉数量的8倍,那么该花店共有几种购进方案?在所有的购进方案中,哪种方案获利最大?最大利润是多少元?

5. 保健医药器械厂要生产一批高质量医用口罩,要求在8天之内(含8天)生产甲型和乙型两种型号口罩共5万只,其中甲型口罩不得少于万只。该厂生产能力是:每天只能生产一种口罩,如果生产甲型口罩,每天能生产万只;如果生产乙型口罩,每天能生产万只,已知生产一只甲型口罩可获利元,生产一只乙型口罩可获利元。设该厂在这次任务中生产了甲型口罩x万只,问:

①该厂生产甲型口罩可获利润多少万元?生产乙型口罩可获利多少万元?

②该厂这次生产口罩的总利润是y万元,试求y关于x的函数关系式并给出自变量x的取值范围;

③如果你是该厂厂长,在完成任务的前提下,你怎样安排生产甲型和乙型口罩的只数,使获得的总利润最大,最大利润是多少?如果要求在最短时间内完成任务,你又怎样安排生产甲型和乙型口罩的只数?最短时间是多少? 6. A城有某种农机30台,B城有该农机40台,现要将这些农机全部运往C,D两乡,调运任务承包给某运输公司.已知C乡需要农机34台,D乡需要农机36台,从A城往C,D两乡运送农机的费用分别为250元/台和200元/台,从B城往C,D两乡运送农机的费用分别为150元/台和240元/台.

(1)设A城运往C乡该农机x台,运送全部农机的总费用为W元,求W关于x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;

(2)现该运输公司要求运送全部农机的总费用不低于16460元,则有多少种不同的调运方案?将这些方案设计出来;

(3)现该运输公司决定对A城运往C乡的农机,从运输费中每台减免a元(a≤200)作为优惠,其它费用不变,如何调运,使总费用最少?

7. 某文具店购进一批纪念册,每本进价为20元,出于营销考虑,要求每本纪念册的售价不低于20元且不高于28元,在销售过程中发现该纪念册每周的销售量y(本)与每本纪念册的售价x(元)之间满足一次函数关系:当销售单价为22元时,销售量为36本;当销售单价为24元时,销售量为32本.

(1)请直接写出y与x的函数关系式;

(2)当文具店每周销售这种纪念册获得150元的利润时,每本纪念册的销售单价是多少元?

(3)设该文具店每周销售这种纪念册所获得的利润为w元,将该纪念册销售单价定为多少元时,才能使文具店销售该纪念册所获利润最大?最大利润是多少?

高中数学建模论文精选

关于北京市按机动车尾号限行的合理性 北京四中初一年级:胡思行 摘要 本论文就奥运会后,市政府颁布的机动车限行措施,通过数据整理,用函数来表示出限行对环境的好处,对节约能源的好处,另外还有因限行导致的汽油收入的减少。通过函数比较、数据举例,从环保和经济的角度,阐述限行的合理性。 关键词:减少车辆、减少排放、汽油减收。 正文 1、背景:从奥运会前夕开始,北京市实行了单双号限行政策。从效果来看,奥运会期间,北京蓝天比例达到了100%,交通状况明显改善,这些是显而易见的。当然,在限行背后,部分开车族的出行受到了限制,北京市加油站的收入也有所下降。奥运会后,北京继续实施尾号限行措施。这究竟是有利还是无利呢?利显然是有的,而不利也不能忽视。在到达利最大时,也应该尽量减小不利,这才是最佳的决策。 2、提出问题:如何限行,才能既考虑到节能环保,又考虑到经济?政府为什么这样限行? 3、论文概述:用一次函数y=ax+b ,表示出污染物排放与限制车辆数量的关系,汽油减少量与限制车辆数量的关系,汽油收入的减少与限制车辆数量的关系。再在直角坐标系中表示出各个函数,讨论如何限行最好。 4、研究 设减少行驶的车辆数是C ,减少污染物排放量是G ,减少汽油使用量是P ,减少汽油收入是M ;限行比例是x ;油价是P 0元/升。 (1)奥运期间 背景:奥运会期间,北京市共有机动车335万辆,其中公车60万辆、公交车2万多辆,出租车4万多辆。 限行措施:公车减少50%,社会车辆按尾号单号在单日行驶、双号在双日行驶。公交车、出租车、紧急车辆不受限制。 C 日≈50%×60+50%×(335-60-2-4)=164.5(万辆) 相关资料:“好运北京”体育赛事空气质量测试结果昨天公布。专家组经过测算,8月17日至20日采取的交通限行措施,对氮氧化物、一氧化碳、可吸入颗粒物排放的削减量,平均每天减排量分别为87吨、1362吨、4.8吨,这意味着4天限行减排污染物约5815吨。 平均每辆每天汽车排放污染物G 0=5815吨÷50%(298-60-2-4)÷4≈1.25(千克) G 日≈G 0C=1.25×164.5=205.625(万千克) 1.29620100 9 5.1641000=??==S P C P 日(万升) 相关调查: 车型:奥拓都市贝贝 在市区内行驶是5.5L /100 km 城市里6 L /100 km 夏季使用空调在市区内行驶大概9-10 L /100 km ” 普遍百公里油耗量:大概5.5升到7升左右 车型:吉利豪情 在高速路上行驶6.8L /100km

数学建模与计算机的重要性

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

什么是数学模型与数学建模

1. 什么是数学模型与数学建模 简单地说:数学模型就是对实际问题的一种数学表述。 具体一点说:数学模型是关于部分现实世界为某种目的的一个抽象的简化的数学结构。 更确切地说:数学模型就是对于一个特定的对象为了一个特定目标,根据特有的内在规律,做出一些必要的简化假设,运用适当的数学工具,得到的一个数学结构。数学结构可以是数学公式,算法、表格、图示等。 数学建模就是建立数学模型,建立数学模型的过程就是数学建模的过程(见数学建模过程流程图)。数学建模是一种数学的思考方法,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻划并"解决"实际问题的一种强有力的数学手段。 2.美国大学生数学建模竞赛的由来: 1985年在美国出现了一种叫做MCM的一年一度大大学生数学模型(1987年全称为Mathematical Competition in Modeling,1988年改全称为Mathematical Contest in Modeling,其所写均为MCM)。这并不是偶然的。在1985年以前美国只有一种大学生数学竞赛(The william Lowell Putnam mathematial Competition,简称Putman(普特南)数学竞赛),这是由美国数学协会(MAA--即Mathematical Association of America的缩写)主持,于每年12月的第一个星期六分两试进行,每年一次。在国际上产生很大影响,现已成为国际性的大学生的一项著名赛事。该竞赛每年2月或3月进行。 我国自1989年首次参加这一竞赛,历届均取得优异成绩。经过数年参加美国赛表明,中国大学生在数学建模方面是有竞争力和创新联想能力的。为使这一赛事更广泛地展开,1990年先由中国工业与应用数学学会后与国家教委联合主办全国大学生数学建模竞赛(简称CMCM),该项赛事每年9月进行。

数学建模答题模板

例:某公司有6个仓库,库存货物总数分别为60,55,51,43,41,52,现有8个客户各要一批货,数量分别为35,37,22,32,41,32,43,38.各仓库到8个客户处得单位货物运价见下表。 问题分析:本问题中,各仓库的供应总量为302个单位,需求量为280个单位,为一个供需不平衡问题。目标函数为运输费用,约束条件有两个:分别是供应方和需求方的约束。 解: 引入决策变量ij x ,代表着从第i 个仓库到第j 个客户的货物运量,用符号ij c 表示从第i 个仓库到第j 个客户的单位货物运价,i a 表示第i 个仓库的最大供货量,j d 表示第j 个客户的订货量。 则本问题的数学模型为: 68 11 min ij ij i j z c x ===∑∑ s.t 8 1 61,1,2,6,1,2,,80,1,2,6,1,2,,8ij i j ij j i ij x a i x d j x i j ==? ≤=???? ? ? ≤=????? ?≥=???=?????∑∑ 模型求解:用LINGO 语言编写程序(程序见题后附录),运行得到以下求解结果:

以下省略了其他变量的具体数值。 计算结果表明:目标函数值为664.00,最优运输方案见下表 【参考文献】 [1]李大潜,中国大学生数学建模竞赛(第三版)[M],北京:高等教育出版社,2009 [2]叶其孝,大学生数学建模竞赛辅导教材(五)[M],长沙:湖南教育出版社,2008 [3]袁新生,邵大宏,郁时炼.LINGO和EXCEL在数学建模中的应用[M],北京:科学出版社,2007 附录:LINGO程序 model: sets: wh/w1..w6/:ai;vd/v1..v8/:dj; links(wh,vd):c,x; endsets data: ai=60,55,51,43,41,52; dj=35,37,22,32,41,32,43,38; c=6,2,6,7,4,2,5,9 4,9,5,3,8,5,8,2 5,2,1,9,7,4,3,3 7,6,7,3,9,2,7,1 2,3,9,5,7,2,6,5 5,5,2,2,8,1,4,3; enddata min=@sum(links(i,j):c(i,j)*x(i,j));

全国研究生数学建模竞赛-参赛队的参赛流程如图11所示。

全国研究生数学建模竞赛,参赛队的参赛流程如图1-1所示。图1-1 参赛队操作流程 其中: 若参赛队由培养单位缴费,则无需进行“缴费验证”操作。

1 注册报名 本章介绍参赛队如何在“全国研究生数学建模竞赛”网站中进行注册报名。 前提条件 您是本届“全国研究生数学建模竞赛”的参赛队员。 操作步骤 步骤1在浏览器地址栏中输入“全国研究生数学建模竞赛网站”网址。 网站地址:https://www.360docs.net/doc/b716970779.html,/ 支持浏览器类型:IE、Mozilla Firefox、Google浏览器 步骤2在登录区域中,选择“参赛队登录”页签,如图1-1所示。 图1-1 参赛队注册登录页面 步骤3参赛队注册。 1.单击“注册”,系统跳转至注册页面,如图1-2所示。

图1-2 注册页面 2.填写注册信息,单击“立即注册”。 3.在“注册成功”提示框中,单击“确定”完成注册。 步骤4参赛队登录网站完善参赛选手信息。 1.使用已注册账号登录数模网站。 系统进入参赛队信息管理页面,如图1-3所示。 -左侧为目录树,您可以单击选择您要操作的选项,例如“选手首页”。 -右侧展示“选手首页”页面,可查看参赛相关信息,如选手审核、缴费状态,竞赛日程安排等。

图1-3 参赛队信息维护 2.在“选手首页”单击“编辑资料”,或在左侧目录树中选择“选手资料> 编辑资料”。 系统进入选手资料上报页面,如图1-4所示。 图1-4 完成选手信息

3.在编辑页面如实填写队长、第一队员、第二队员信息。 4.单击“提交信息”,提交竞赛报名。 请如实填写选手信息,参赛选手信息审核通过后不能再编辑,如需修改请联系所在培养单位的负责 老师。 ----结束 后续处理 参赛队完成参赛信息提交后,需等待培养单位审核。审核通过,才完成参赛报名。 参赛队可在“选手中心 > 选手首页”菜单下查看资料审核状态: ●审核前: ●审核通过: ●未审核通过: 未审核通过,参赛队可单击“编辑资料”进入“参赛选手资料上报”页面,修改参赛选 手信息后重新提交审批。

重点高中生数学建模

重点高中生数学建模

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

关于水车上任意一点距离水面的高度与水流速 的关系的研究 1.问题的提出 水车又称孔明车,是我国最古老的农业灌溉工具,是先人们在征服世界的过程中创造出来的高超劳动技艺,是珍贵的历史文化遗产。相传为汉灵帝时华岚造出雏形,经三国时孔明改造完善后在蜀国推广使用,隋唐时广泛用于农业灌溉,至今已有1700余年历史。 现代,水车作为一种古老而独具智慧的艺术品出现在我们的生活中,人们在惊异古老智慧的同时,是否想过它身上所蕴含的数学问题? 图1 比如:水车上一点距离水面的高度与水流速有何关系? 由图1 可知,水车的高度具有一定的周期性,故,此模型应为研究周期现象的模型。在研究过程中,不考虑其他影响水车转速或水流速的因素。

为了更好地学习数学知识,并将它充分运用到实际生活中,我对此问题想做进一步的研究。 2.问题的分析 问题的条件有两点: 1.题目中要求建立数学模型来研究水车上一点距离水面的高度与水流速的关系,属于周期现象。 2.研究过程中不需要考虑其他因素对水流速与转速的影响。 3.模型的假设与符号说明 假设水流速为恒定值。 符号说明 h 水车上一点距离水面的高度 v 水流速 w 水车的角速度 r 水车的半径 t 时间 b 水车圆心与水面的距离

α水车上一点转过的角度 4.模型建立 图2 如图2,水车半径为r,其中心O距离水面距离为b,规定水流速为v,向左为正方向,任意一点P点距离水面的高度为h。 求h与v的函数解析式。 5.模型求解

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

数学建模常用方法

数学建模常用方法 建模常用算法,仅供参考: 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) 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M a t l a b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L i n d o、L i n g o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,但是算法的实现比较困难,需慎重使用) 7、网格算法和穷举法(网格算法和穷举法都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种 暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具) 8、一些连续离散化方法(很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计 算机只认的是离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的) 9、数值分析算法(如果在比赛中采用高级语言进行编程的话,那一些数值分析中常用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用) 10、图象处理算法(赛题中有一类问题与图形有关,即使与图形无关,论文 中也应该要不乏图片的,这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用M a t l a b进行处理) 一、在数学建模中常用的方法: 1.类比法 2.二分法 3.量纲分析法 4.差分法 5.变分法 6.图论法 7.层次分析法 8.数据拟合法 9.回归分析法 10.数学规划(线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划、目标规划) 11.机理分析 12.排队方法

数学建模常用的十种解题方法

数学建模常用的十种解题方法 摘要 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,也就是数学模型,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。这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。数学建模的十种常用方法有蒙特卡罗算法;数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法;解决线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题的数学规划算法;图论算法;动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法;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;网格算法和穷举法;一些连续离散化方法;数值分析算法;图象处理算法。 关键词:数学建模;蒙特卡罗算法;数据处理算法;数学规划算法;图论算法 一、蒙特卡罗算法 蒙特卡罗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。在工程、通讯、金融等技术问题中, 实验数据很难获取, 或实验数据的获取需耗费很多的人力、物力, 对此, 用计算机随机模拟就是最简单、经济、实用的方法; 此外, 对一些复杂的计算问题, 如非线性议程组求解、最优化、积分微分方程及一些偏微分方程的解⑿, 蒙特卡罗方法也是非常有效的。 一般情况下, 蒙特卜罗算法在二重积分中用均匀随机数计算积分比较简单, 但精度不太理想。通过方差分析, 论证了利用有利随机数, 可以使积分计算的精度达到最优。本文给出算例, 并用MA TA LA B 实现。 1蒙特卡罗计算重积分的最简算法-------均匀随机数法 二重积分的蒙特卡罗方法(均匀随机数) 实际计算中常常要遇到如()dxdy y x f D ??,的二重积分, 也常常发现许多时候被积函数的原函数很难求出, 或者原函数根本就不是初等函数, 对于这样的重积分, 可以设计一种蒙特卡罗的方法计算。 定理 1 )1( 设式()y x f ,区域 D 上的有界函数, 用均匀随机数计算()??D dxdy y x f ,的方法: (l) 取一个包含D 的矩形区域Ω,a ≦x ≦b, c ≦y ≦d , 其面积A =(b 一a) (d 一c) ; ()j i y x ,,i=1,…,n 在Ω上的均匀分布随机数列,不妨设()j i y x ,, j=1,…k 为落在D 中的k 个随机数, 则n 充分大时, 有

全国大学生数学建模竞赛论文

2009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): 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. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):指导教师组 日期:年月日 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

2009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): 全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

论文标题 摘要 摘要是论文内容不加注释和评论的简短陈述,其作用是使读者不阅读论文全文即能获得必要的信息。 一般说来,摘要应包含以下五个方面的内容: ①研究的主要问题; ②建立的什么模型; ③用的什么求解方法; ④主要结果(简单、主要的); ⑤自我评价和推广。 摘要中不要有关键字和数学表达式。 数学建模竞赛章程规定,对竞赛论文的评价应以: ①假设的合理性 ②建模的创造性 ③结果的正确性 ④文字表述的清晰性 为主要标准。 所以论文中应努力反映出这些特点。 注意:整个版式要完全按照《全国大学生数学建模竞赛论文格式规范》的要求书写,否则无法送全国评奖。

在高中数学中如何进行数学建模教学

在高中数学中如何进行数学建模教学 专题1 从列方程解应用题到数学建模 专题2 韩信点兵的数学模型 专题3 函数建模——容器中小的深度与注水时间的关系 专题4 几何建模(一)——飞机飞行的最短路径 专题5 几何建模(二)追截走私船问题 专题6 有关复利的数学模型 专题7 最值模型 专题8 “命运的数学公式” 专题9 中奖概率 专题10 对策模型——嫌疑犯的选择 专题11 水污染治理方案的比较 专题12 “连环送”中的折扣问题 专题13 水库中鼻坝高度与挑角的确定 专题14 双瓶输液中的深度问题 附录数学建模与中学数学 在高中数学中如何进行数学建模教学 数学模型是数学知识与数学应用的桥梁,研究和学习数学模型,能帮助学生探索数学的应用,产生对数学学习的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力,加强数学建模教学与学习对学生的智力开发具有深远的意义,现就如何进行高中数学建模教学谈几点体会。 一.要重视各章前问题的教学,使学生明白建立数学模型的实际意义。 教材的每一章都由一个有关的实际问题引入,可直接告诉学生,学了本章的教学内容及方法后,这个实际问题就能用数学模型得到解决,这样,学生就会产生创新意识,对新数学模型的渴求,实践意识,要求学生学完后尝试解决这一类问题。 (1)、一个木材贮运公司,有很大的仓库,用于贮运出售木材。由于木材季度价格的变化,该公司于每季度初购进木材,一部分于本季度内出售,一部分贮存起来以后出售。已知:该公司仓库的最大贮藏量为20万立方米,贮藏费用为:(a+bu)元/万立方米,其中: a=70,b=100,u为贮存时间(季度数)。已知每季度的买进、卖出价及预计的销售量为: 季度买进价(万元/立方米)卖出价(万元/立方米)预计销售量(万立方米) 冬410 425 100 春430 440 140 夏460 465 200 秋450 455 160 由于木材不易久贮,所有库贮木材于每年秋季售完。确定最优采购计划.(由于不能粘贴数学符号图片,所以没有解题) 这是培养创新意识及实践能力的好时机要注意引导,对所考察的实际问题进行抽象分析,建立相应的数学模型,并通过新旧两种思路方法,提出新知识,激发学生的知欲,如不可挫伤学生的积极性,失去“亮点”。 二.通过几何、三角形测量问题和列方程解应用题的教学渗透数学建模的思想与思维过程。

第1章 数学建模与误差分析

第1章数学建模与误差分析 1.1 数学与科学计算 数学是科学之母,科学技术离不开数学,它通过建立数学模型与数学产生紧密联系,数学又以各种形式应用于科学技术各领域。数学擅长处理各种复杂的依赖关系,精细刻画量的变化以及可能性的评估。它可以帮助人们探讨原因、量化过程、控制风险、优化管理、合理预测。近几十年来由于计算机及科学技术的快速发展,求解各种数学问题的数值方法即计算数学也越来越多地应用于科学技术各领域,相关交叉学科分支纷纷兴起,如计算力学、计算物理、计算化学、计算生物、计算经济学等。 科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算,是一种使用计算机解释和预测实验中难以验证的、复杂现象的方法。科学计算是伴随着电子计算机的出现而迅速发展并获得广泛应用的新兴交叉学科,是数学及计算机应用于高科技领域的必不可少的纽带和工具。科学计算涉及数学的各分支,研究它们适合于计算机编程的数值计算方法是计算数学的任务,它是各种计算性学科的联系纽带和共性基础,兼有基础性和应用性的数学学科。它面向的是数学问题本身而不是具体的物理模型,但它又是各计算学科共同的基础。 随着计算机技术的飞速发展,科学计算在工程技术中发挥着愈来愈大的作用,已成为继科学实验和理论研究之后科学研究的第三种方法。在实际应用中所建立的数学模型其完备形式往往不能方便地求出精确解,于是只能转化为简化模型,如将复杂的非线性模型忽略一些因素而简化为线性模型,但这样做往往不能满足精度要求。因此,目前使用数值方法来直接求解较少简化的模型,可以得到满足精度要求的结果,使科学计算发挥更大作用。了解和掌握科学计算的基本方法、数学建模方法已成为科技人才必需的技能。因此,科学计算与数学建模的基本知识和方法是工程技术人才必备的数学素质。 1.2 数学建模及其重要意义 数学,作为一门研究现实世界数量关系和空间形式的科学,在它产生和发展的历史长河中,一直是和人们生活的实际需要密切相关。用数学方法解决工程实际和科学技术中的具体问题时,首先必须将具体问题抽象为数学问题,即建立起能描述并等价代替该实际问题的数学模型,然后将建立起的数学模型,利用数学理论和计算技术进行推演、论证和计算,得到欲求解问题的解析解或数值解,最后用求得的解析解和数值解来解决实际问题。本章主要介绍数学建模基本过程和求解数学问题数值方法的误差传播分析。 1.2.1 数学建模的过程 数学建模过程就是从现实对象到数学模型,再从数学模型回到现实对象的循环,一般通过表述、求解、解释、验证几个阶段完成。数学建模过程如图1.2.1所示,数学模型求解方法可分为解析法和数值方法,如图1.2.2所示。 表述是将现实问题“翻译”成抽象的数学问题,属于归纳。数学模型的求解方法则属于演绎。归纳是依据个别现象推出一般规律;演绎是按照普遍原理考察特定对象,导出结论。演绎利用严格的逻辑推理,对解释现象做出科学预见,具有重要意义,但是它要以归纳的结论作为公理化形式的前提,只有在这个前提下

系统的描述与数学建模

系统的描述与数学建模 [摘要]数学建模就是利用数学方法将系统的文字语言描述转化成数学方式表达。由于影响系统的因素多种多样,当用数学表达系统时,我们要求尽可能要使得数学建模既能从本质上反映系统,又能使得系统的数学模型具有简单性。 [关键词]系统的建模数学建模 数学建模就是利用数学方法将系统的文字语言描述转化成数学方式表达。由于影响系统的因素多种多样,当用数学表达系统时,我们要求尽可能要使得数学建模既能从本质上反映系统,又能使得系统的数学模型具有简单性。一个极其复杂的数学模型对于分析系统毫无帮助。 为了说明这种数学建模的方法,我们举一个简单的例子。比如我们研究某一地区人口的健康状况。假定在我们的研究时段内没有人口的自然死亡,按照自然规律人口总是以一定的概率,变成亚健康、或者患上某种轻疾病、或者患上重疾病。在一定的环境和医疗条件下,部分亚健康者和患者会得以康复,这是一种简单运算的系统描述,并没有具体地给出定量表达。为了能用数学的方法表达这个描述,我们按照以下方式将人口分类:(1)健康人。(2)亚健康人。(3)患轻病人。(4)患重病人。 根据上面的关系和一些假定条件,我们可以得到相应的微分方程,至于方程的详细导出我们以后再讨论。这里我们需要指出,前面我们只是一种说明性的举例,在实际建模过程中,要依赖于系统所在的环境,按照前面方法得到的应是确定性模型,在随机环境中,上面所述的量应当对应成相应状态的概率。 再比如排队系统,是最常见的一种系统,这类系统主要描述顾客到达,接受服务然后离开这一过程。系统由顾客与服务员两个单元组成。这类问题主要由以下四个因素决定:(1)顾客来到窗口的频率。(2)窗口的个数。(3)排队规则。(4)服务时间分布;所以我们必须对它们作适当的假定。 在单个服务台的排队系统模型M/M/1,即系统只设一个服务台床的情况。假定顾客是相互独立地到达系统,而且顾客到达系统的间隔时间服从负指数分布 F(t)=1-e -λt (输入过程),又服务窗为每一位顾客的服务时间也同时服从负指 数分布H(t)=1-e -μt (运行方式)。对这种最简单的排队模型,我们将依照不同的系统规则确定排队系统所满足的微分方程。 M/M/1损失制排队模型是指系统内只设一个服务窗,系统容量为1(即有一个排队位置而无排队等待位置),顾客到达和窗口服务时间均为负指数分布,且

全国大学生数学建模竞赛模版(完整版)

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): 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. 2. 3. 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): 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):

论文标题 摘要 内容要点: 关键词:结合问题、方法、理论、概念等

一、问题重述 内容要点: 1、问题背景:结合时代、社会、民生等 2、需要解决的问题 问题一: 问题二: 问题三: 二、问题分析 内容要点:什么问题、需要建立什么样的模型、用什么方法来求解 三、模型假设与约定 内容要点: 1、根据题目中条件作出假设 2、根据题目中要求作出假设 写作要求: 细致地分析实际问题,从大量的变量中筛选出最能表现问题本质的变量,并简化它们的关系。将一些问题理想化、简单化。 1、论文中的假设要以严格、确切的数学语言来表达,使读者不致产生任何曲解 2、所提出的假设确实是建立数学模型所必需的,与建立模型无关的假设只会扰乱读者的思考 3、假设应验证其合理性。假设的合理性可以从分析问题过程中得出,例如从问题的性质出发作出合乎常识的假设,或者由观察所给数据的图象,得到变量的函数形式,也可以参考其他资料由类推得到。对于后者应指出参考文献的相关内容 四、符号说明及名词定义 内容要点:包括建立方程符号、及编程中用到的符号等

美国大学生数学建模竞赛组队和比赛流程

数学模型的组队非常重要,三个人的团队一定要有分工明确而且互有合作,三个人都有其各自的特长,这样在某方面的问题的处理上才会保持高效率。 三个人的分工可以分为这几个方面: 数学员:学习过很多数模相关的方法、知识,无论是对实际问题还是数学理论都有着比较敏感的思维能力,知道一个问题该怎样一步步经过化简而变为数学问题,而在数学上又有哪些相关的方法能够求解,他可以不能熟练地编程,但是要精通算法,能够一定程度上帮助程序员想算法,总之,数学员要做到的是能够把一个问题清晰地用数学关系定义,然后给出求解的方向; 程序员:负责实现数学员的想法,因为作为数学员,要完成大部分的模型建立工作,因此调试程序这类工作就必须交给程序员来分担了,一些程序细节程序员必须非常明白,需要出图,出数据的地方必须能够非常迅速地给出;ACM的参赛选手是个不错的选择,他们的程序调试能力能够节约大量的时间,提高在有限时间内工作的工作效率; 写手:在全文的写作中,数学员负责搭建模型的框架结构,程序员负责计算结果并与数学员讨论,进而形成模型部分的全部内容,而写手要做的。就是在此基础之上,将所有的图表,文字以一定的结构形式予以表达,注意写手时刻要从评委,也就是论文阅读者的角度考虑问题,在全文中形成一个完整地逻辑框架。同时要做好排版的工作,最终能够把数学员建立的模型和程序员算出的结果以最清晰的方式体现在论文中。一个好的写手能够清晰地分辨出模型中重要和次要的部分,这样对成文是有非常大的意义的。因为论文是评委能够唯一看到的成果,所以写手的水平直接决定了获奖的高低,重要性也不言而喻了。 三个人至少都能够擅长一方面的工作,同时相互之间也有交叉,这样,不至于在任何一个环节卡壳而没有人能够解决。因为每一项工作的工作量都比较庞大,因此,在准备的过程中就应该按照这个分工去准备而不要想着通吃。这样才真正达到了团队协作的效果。 比赛流程:对于比赛流程,在三天的国赛里,我们应该用这样一种安排方式:第一天:定题+资

高中数学建模之一

高中数学建模之一 以 函 数 为 模 型 的 应 用 题 南平市高级中学 林奕生 函数主要研究两个变量间的变化规律,它在现实生活中有着非常广泛的应用。以函数为模型的应用题是中学数学中最重要的内容之一,也是高考考查的热点之一。而从应用题中抽象出问题的数学特征,找出函数关系,解决实际问题也是中学数学教学的重要任务之一。问题世界中普遍存在着的最优化问题,常常可归结为函数的最值问题,通过建立相应的目标函数,确定变量的限制条件,运用函数知识和方法去解决. 例1: 某人在一山坡P 处观看对面山项上的一座铁塔,如图所示,塔高BC=80(米),塔所在的山高OB=220(米),OA=200(米),图中所示的山坡可视为直线l 且点P 在直线l 上,l 与水平地面的夹角为α ,tan α=1/2试问此人距水平地面多高时,观看塔的视角∠BPC 最大(不计此人的身高) (2005年天津卷,第20题) 解:如图所示,建立平面直角坐标系, 则)0,200(A ,)220,0(B ,)300,0(C . 直线l 的方程为αtan )200(-=x y ,即2 200-=x y . 设点P 的坐标为),(y x ,则)2 200,(-x x P (200>x ) 由经过两点的直线的斜率公式 x x x x k PC 2800300 2200 -= --= ,x x x x k PB 2640220 2 200 -=--= . 由直线PC 到直线PB 的角的公式得 640160288642640280012160 1tan 2 ?+-=-? -+= +-= x x x x x x x x k k k k BPC PC PB PC PB

数学模型的定义

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

高中数学新教材中的数学建模

高中数学新教材中的数学建模 摘要:数学建模作为沟通数学世界与现实世界的桥梁,近年来逐渐成为数学教育界所讨论的热点。各国与各地区的数学课程改革都将学生数学建模思想的形成及数学建模能力的培养作为数学教育的重要目标之一。2017年我国正式颁布了《普通高中数学课程标准(2017年版)》,将“数学建模”列为六大数学核心素养之一,并将数学建模活动与数学探究活动设置为高中数学课程内容的主线之一,要求其贯穿于必修与选修课程中。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对高中数学新教材中的数学建模提出了一些建议,仅供参考。 关键词:高中数学;新教材;数学建模 引言 在新的课程体系中,数学建模是重要的板块内容,要求重视学生数学建模活动,引导学生解决实际问题,理解数学知识和生活之间的联系,体会数学在生活中的价值。数学建模实现数学知识的有效扩展,对抽象内容进行概括总结。加强高中数学建模教学,强化学生数学思维,有效解答数学问题,促使问题有效转化,深层次分析和解决数学问题,实现数学模型构建,提高课堂活动有效性。因此,作为高中数学教师,需要以数学新教材作为基础,优化建模教学活动,实现课堂教学任务和目标。 一、数学建模与数学应用题的差异 数学建模的特点:问题来源于现实生活,原汁原味;因为现实生活的复杂性,为了简化模型,往往需要提出一些合理的假设;模型多样化,可以不断地优化完善;得到的结果需要返回现实情境中进行检验。应用题是编者根据现实情境进行合理简化后编制而成的,有浓厚的“人为编制”的味道。另外,应用题的解答流程与建模问题的解答流程并不完全一致,往往应用题都有明确的答案,模型也较为单一。 二、高中数学新教材建模教学得意义 (一)建立学生的数学应用意识 在高中数学教学过程中,教师应让学生依照现实生活的实际问题出发,通过建立数学模型帮助学生利用以前学习过的知识解决遇到的新问题。在数学建模过程中,教师要使学生意识到学习数学的重要性,让学生明白数学来源于生活,用于生活,提高学生对数学的使用意识。教师还可以从学生的日常生活中选取一些与数学知识点有关的问题,并通过数学建模思想与学生进行交流沟通,帮助学生更好地理解数学和运用数学。 (二)培养学生综合能力 在面对数学教学中的实际问题时,教师可以采用数学建模思想进行教学,然而有些数学实际问题并没有固定的标准解答方式,导致所要解答的问题没有唯一结论。为此,高中数学教师应培养学生具有敏锐的观察力,通过逻辑推理对问题进行大胆猜测,以此提高学生的创新能力。只有这样,我们才能在数学建模过程中提高学生的综合能力。 三、高中数学新教材建模教学要点 (一)几何课堂活动的建模教学

数学建模中的重要问题解答

数模模拟赛论文 我们参赛选择的题号是(从A/B中选择一项填写): B 我们的参赛报名号为:B12 职务姓名学号学院专业和班级 队长张林10251003201 数学与计算科学学院2010数学与应用数 学2班 队员陈强10251003106 数学与计算科学学院2010数学与应用数 学1班 队员庞阳华10251003230 数学与计算科学学院2010数学与应用数 学2班

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。 北京市水资源短缺风险综合评价 一.摘要 本文以北京地区水资源短缺风险问题及北京市水资源短缺情况数据来进行综合评价,首先构造隶属函数]5[以评价水资源系统的模糊性,其次利用logistic 回归模型模拟和预测水资源短缺风险发生的概率,而后建立了基于模糊概率的水资源短缺风险评价模型,最后利用判别分析识别出水资源短缺风险敏感因子并提出改进方案。 本文最大的亮点是采用采用Logistic回归模型来模拟缺水量系列的概率分布,logistic回归方法具有对因变量数据要求低、计算结果唯一、模型精度高等优点。 二.问题重述 近年来,我国水资源短缺问题日趋严重,尤其是北京水资源短缺已成为焦

相关文档
最新文档