我參加的是2010年大學生數學建模競賽,所選的題目是儲油罐的變位識別與罐容表標定,可惜在資料計算的過程中出現失誤,我們的結果與參考答案剛好差了一個π的倍數,獲得了三等獎。數學建模是個大命題,可能說不到點上,在此拋磚引玉。
數學建模就是建立數字模型的全過程。
當需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時,人們在深入調查研究、瞭解物件資訊、作出簡化假設、分析內在規律等工作的基礎上,用數學的符號和語言作表述(建立數學模型),並用透過計算得到的結果來解釋實際問題,並接受實際的檢驗。
一、數學建模通常分為六個步驟,用數學模型解決實際問題。
1.模型準備
瞭解問題的實際背景,明確其實際意義,掌握物件的各種資訊。
以數學思路來包容問題的精髓,數學思路貫穿問題的全過程,進而用數學語言來描述問題。要求符合數學理論,符合數學習慣,清晰準確。
理解實際問題後,蒐集資料,快速閱讀和理解參考文獻。
2.模型假設
根據實際物件的特徵和建模的目的,對問題進行必要的簡化,並用精確的語言提出一些恰當的假設。
對涉及到的變數、變數的單位、相關假設進行定義,用表示式將其表達出來。
3.模型建立
在假設的基礎上,利用適當的數學工具來刻劃各變數常量之間的數學關係,建立相應的數學結構。
選擇建模方法,由題目得到的關係式,將目標轉化為某一變數的函式。
4.模型求解
利用獲取的資料資料,對模型的所有引數做出計算(或近似計算)。
推導模型的公式,將數學表示式變形為建模方法的標準形式,透過限制條件,對這個模型進行求解。
此時可以程式設計用數學軟體進行計算。
5.模型分析
對所要建立模型的思路進行闡述,對所得的結果進行數學上的分析。
包括誤差分析、資料穩定性分析等。
6.模型檢驗
用用非技術性的語言回答實際問題。
將模型分析結果與實際情形進行比較,以此來驗證模型的準確性、合理性和適用性。
如果模型與實際較吻合,則要對計算結果給出其實際含義,並進行解釋。如果模型與實際吻合較差,則應該修改假設,再次重複建模過程。
二、它可以解決哪些問題?
數學建模可以實現或解釋某些客觀現象、或預測未來發展規律、或為控制某一現象的發展提供某種意義下的最優策略。
1.分析與設計問題:
描述藥物濃度在人體內的變化規律以分析藥物的療效,建立跨音速流和激波的數學模型用數值來設計飛機機翼等。
2.預報和決策問題:
預報模型可以預報生產過程中產品質量指標、中長期天氣等。
決策模型可以設計維護費用最少的方案等。
3.控制和最佳化問題:
電力、化工生成過程的最優控制,零件設計中的引數最佳化等。
4.規劃與管理問題:
生產計劃、資源配置、運輸網路規劃、水庫最佳化排程,以及排隊策略、物資管理等。
三、目前有哪些和「數學建模」相關的競賽?
1.國家競賽:
全國大學生數學建模競賽(CUMCM)
美國大學生數學建模競賽(MCM/ICM)
全國研究生數學建模競賽(GMCM)
數學中國數學建模網路挑戰賽(TZMCM)
全國大學生電工數模競賽(EMCM)
全國大學生統計建模競賽(SUCM)
數學中國數學建模國際賽(CAMCM)
2.地區競賽:
東北三省數學建模聯賽
蘇北數學建模聯賽
3.中學競賽:
中國中小學生數學建模能力認證賽
美國高中數學建模競賽(HiMCM)
美國數學大聯盟杯賽
加拿大滑鐵盧數學競賽(COMC)
丘成桐中學數學獎
“登峰杯”全國中學生數學建模競賽
我參加的是2010年大學生數學建模競賽,所選的題目是儲油罐的變位識別與罐容表標定,可惜在資料計算的過程中出現失誤,我們的結果與參考答案剛好差了一個π的倍數,獲得了三等獎。數學建模是個大命題,可能說不到點上,在此拋磚引玉。
數學建模就是建立數字模型的全過程。
當需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時,人們在深入調查研究、瞭解物件資訊、作出簡化假設、分析內在規律等工作的基礎上,用數學的符號和語言作表述(建立數學模型),並用透過計算得到的結果來解釋實際問題,並接受實際的檢驗。
一、數學建模通常分為六個步驟,用數學模型解決實際問題。
1.模型準備
瞭解問題的實際背景,明確其實際意義,掌握物件的各種資訊。
以數學思路來包容問題的精髓,數學思路貫穿問題的全過程,進而用數學語言來描述問題。要求符合數學理論,符合數學習慣,清晰準確。
理解實際問題後,蒐集資料,快速閱讀和理解參考文獻。
2.模型假設
根據實際物件的特徵和建模的目的,對問題進行必要的簡化,並用精確的語言提出一些恰當的假設。
對涉及到的變數、變數的單位、相關假設進行定義,用表示式將其表達出來。
3.模型建立
在假設的基礎上,利用適當的數學工具來刻劃各變數常量之間的數學關係,建立相應的數學結構。
選擇建模方法,由題目得到的關係式,將目標轉化為某一變數的函式。
4.模型求解
利用獲取的資料資料,對模型的所有引數做出計算(或近似計算)。
推導模型的公式,將數學表示式變形為建模方法的標準形式,透過限制條件,對這個模型進行求解。
此時可以程式設計用數學軟體進行計算。
5.模型分析
對所要建立模型的思路進行闡述,對所得的結果進行數學上的分析。
包括誤差分析、資料穩定性分析等。
6.模型檢驗
用用非技術性的語言回答實際問題。
將模型分析結果與實際情形進行比較,以此來驗證模型的準確性、合理性和適用性。
如果模型與實際較吻合,則要對計算結果給出其實際含義,並進行解釋。如果模型與實際吻合較差,則應該修改假設,再次重複建模過程。
二、它可以解決哪些問題?
數學建模可以實現或解釋某些客觀現象、或預測未來發展規律、或為控制某一現象的發展提供某種意義下的最優策略。
1.分析與設計問題:
描述藥物濃度在人體內的變化規律以分析藥物的療效,建立跨音速流和激波的數學模型用數值來設計飛機機翼等。
2.預報和決策問題:
預報模型可以預報生產過程中產品質量指標、中長期天氣等。
決策模型可以設計維護費用最少的方案等。
3.控制和最佳化問題:
電力、化工生成過程的最優控制,零件設計中的引數最佳化等。
4.規劃與管理問題:
生產計劃、資源配置、運輸網路規劃、水庫最佳化排程,以及排隊策略、物資管理等。
三、目前有哪些和「數學建模」相關的競賽?
1.國家競賽:
全國大學生數學建模競賽(CUMCM)
美國大學生數學建模競賽(MCM/ICM)
全國研究生數學建模競賽(GMCM)
數學中國數學建模網路挑戰賽(TZMCM)
全國大學生電工數模競賽(EMCM)
全國大學生統計建模競賽(SUCM)
數學中國數學建模國際賽(CAMCM)
2.地區競賽:
東北三省數學建模聯賽
蘇北數學建模聯賽
3.中學競賽:
中國中小學生數學建模能力認證賽
美國高中數學建模競賽(HiMCM)
美國數學大聯盟杯賽
加拿大滑鐵盧數學競賽(COMC)
丘成桐中學數學獎
“登峰杯”全國中學生數學建模競賽