數學模型如何建立

❶ 如何建立一個數學模型

一個好的數學模型，首先應該是可以把所提問題解決的，只有能解決問題的模型才是好的模型。其次，就在於模型的創造性，創造性並不是說你非得自己找出個新的方法或者演算法來，而是即使你用的是久的演算法，但是你用在一個新的領域，並且很好的解決了問題，具有很好的適應性，那樣就是一個好的數學模型。注意，數學模型可能是公式，也可能是某種演算法，當然也可能是圖表類的東西。

❷ 數學建模怎麼入門

數學建模入門方式如下：

①先看看書，最好一本國內的，一本國外的，數學建模書--推薦(數學建模(原書第4版)作者:(美)Brooks R. Cole William P.Fox Steven B. Horton Maurice D.Weir 葉其孝 姜啟源 譯)，姜啟源，編的那本可以)。--學習相關的軟體和數學方法(MATLAB、Lingo、SAS等)--看些歷年的題--做一些老題。
②如果參加數學建模競賽，一定要分工明確，安排好各個環節大家的工作，而且要有領頭的人，很多問題難以確定時，需要有人拍板的。
③參加國內賽，論文和解題的思路還是要比較嚴謹一些的好，解題的各個環節基本都要有，要比較完整才能得高分;美國賽就要盡情的放開思路，把奇思妙想都放進去，一些想法建立的模型復雜難解也沒有關系，可以提出解題思路即可。全網招募小白免費學習，測試一下你是否有資格。

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❸ 建立數學模型的方法和步驟

第一、 模型准備 首先要了解問題的實際背景，明確建模目的，搜集必需的各種信息，盡量弄清對象的特徵。 第二、 模型假設 根據對象的特徵和建模目的，對問題進行必要的、合理的簡化，用精確的語言作出假設，是建模至關重要的一步。如果對問題的所有因素一概考慮，無疑是一種有勇氣但方法欠佳的行為，所以高超的建模者能充分發揮想像力、洞察力和判斷力，善於辨別主次，而且為了使處理方法簡單，應盡量使問題線性化、均勻化。 第三、 模型構成 根據所作的假設分析對象的因果關系，利用對象的內在規律和適當的數學工具，構造各個量間的等式關系或其它數學結構。這時，我們便會進入一個廣闊的應用數學天地，這里在高數、概率老人的膝下，有許多可愛的孩子們，他們是圖論、排隊論、線性規劃、對策論等許多許多，真是泱泱大國，別有洞天。不過我們應當牢記，建立數學模型是為了讓更多的人明了並能加以應用，因此工具愈簡單愈有價值。 第四、模型求解 可以採用解方程、畫圖形、證明定理、邏輯運算、數值運算等各種傳統的和近代的數學方法，特別是計算機技術。一道實際問題的解決往往需要紛繁的計算，許多時候還得將系統運行情況用計算機模擬出來，因此編程和熟悉數學軟體包能力便舉足輕重。 第五、模型分析 對模型解答進行數學上的分析。"橫看成嶺側成峰，遠近高低各不"。能否對模型結果作出細致精當的分析，決定了你的模型能否達到更高的檔次。還要記住，不論那種情況都需進行誤差分析，數據穩定性分析。

❹ 數學建模的七個步驟

數學建模（mathematical modeling）就是通過建立數學模型來解決各種實際問題的方法。數學建模沒有固定的格式和標准，也沒有明確的方法，通常有6個步驟：

明確問題
合理假設
搭建模型
求解模型
分析檢驗
模型解釋
1、明確問題

數學建模所處理的問題通常是各領域的實際問題，這些問題本身往往含糊不清，難以直接找到關鍵所在，不能明確提出該用什麼方法。因此建立模型的首要任務是辨明問題，分析相關條件和問題，一開始盡可能使問題簡單，然後再根據目的和要求逐步完善。

2、合理假設

作出合理假設，是建模的一個關鍵步驟。一個實際問題不經簡化、假設，很難直接翻譯成數學問題，即使可能也會因其過於復雜而難以求解。因此，根據對象的特徵和建模的目的，需要對問題進行必要合理地簡化。

合理假設的作用除了簡化問題，還對模型的使用范圍加以限定。

作假設的依據通常是出於對問題內在規律的認識，或來自對數據或現象的分析，也可以是兩者的綜合。作假設時，既要運用與問題相關的物理、化學、生物、經濟、機械等專業方面的知識，也要充分發揮想像力、洞察力和判斷力，辨別問題的主次，盡量使問題簡化。

為保證所作假設的合理性，在有數據的情況下應對所作的假設及假設的推論進行檢驗，同時注意存在的隱含假設。

3、搭建模型

搭建模型就是根據實際問題的基本原理或規律，建立變數之間的關系。

要描述一個變數隨另一個變數的變化而變化，最簡單的方法是作圖，或者畫表格，還可以用數學表達式。在建模中，通常要把一種形式轉換成另一種形式。將數學表達式轉換成圖形和表格較容易，反過來則比較困難。

用一些簡單典型函數的組合可以組成各種函數形式。使用函數解決具體的實際問題，還比須給出各參數的值，尋求這些參數的現實解釋，往往可以抓住問題的一些本質特徵。

4、求解模型

對模型的求解往往涉及不同學科的專業知識。現代計算機科學的發展提供了強有力的輔助工具，出現了很多可進行工程數值計算和數學推導的軟體包和模擬工具，熟練掌握數學建模的模擬工具可大大增強建模能力。

不同數學模型的求解難易不同，一般情況下很多實際問題不能求出解析解，因此需要藉助計算機用數值的方法來求解，在編寫代碼之前要明確演算法和計算步驟，弄清初始值、步長等因素對結果的影響。

5、分析檢驗

在求出模型的解後，必須對模型和「解」進行分析，模型和解的適用范圍如何，模型的穩定性和可靠性如何，是否到達建模目的，是否解決了問題？

數學模型相對於客觀實際不可避免地會帶來一定誤差，一方面要根據建模的目的確定誤差的允許范圍，另一方面要分析誤差來源，想辦法減小誤差。

一般誤差有以下幾個來源，需要小心分析檢驗：

模型假設的誤差：一般來說模型難以完全反映客觀實際，因此需要做不同的假設，在對模型進行分析時，需要對這些假設小心檢驗，分析比較不同假設對結果的影響。
求近似解方法的誤差：一般來說很難得到模型的解析解，在採用數值方法求解時，數值計算方法本身也會有誤差。這類誤差許多是可以控制的。
計算工具的舍入誤差：在用計算器或計算機進行數值計算時，都不可避免由於機器字長有限而產生舍入誤差，如果進行了大量運算，這些誤差的積累是不可忽視的。
數據的測量誤差：在用感測器、調查問卷等方法獲得數據時，應注意數據本身的誤差。
6、模型解釋

數學建模的最後階段是用現實世界的語言對模型進行翻譯，這對使用模型的人深入了解模型的結果是十分重要的。模型和解是否有實際意義，是否與實際證據相符合。這一步是使數學模型有實際價值的關鍵一步。

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數學建模常用的

❺ 數學模型的建立

在建立氮在土壤中運移轉化的數學模型時，考慮到在眾多不同形態氮中，只有

和

才能為作物直接吸收；同時，氮的淋溶損失主要以

的形式進行，故選擇

和

作為研究對象。由於氮在土壤中運移轉化受土壤水分含量和運移的影響，因此，需建立水分運動和

、

運移轉化的聯合數學模型。施肥灌溉（降雨）條件下，0～4m土層中水分運動和

、

運移轉化的聯合數學模型如下：

一、土壤水分運動模型

模型中考慮根系吸水，上邊界條件為二類邊界，土壤水分運動的數學模型如下：

區域地下水演化過程及其與相鄰層圈的相互作用

θ=θ_i（z） t=0，z ＞ 0

區域地下水演化過程及其與相鄰層圈的相互作用

θ=θ_a t ＞ 0，z=4

式中：θ為土壤水體積含水率（cm³/cm³）；t為時間變數（d）；z為垂向空間坐標（cm，向下為正）；D_w（θ）為非飽和土壤水分擴散度（cm²/d）；K（θ）為非飽和土壤導水率（cm/d）；S_w（t，z）為根系吸水強度［單位時間內作物根系從單位體積土體中的吸水體積（1/d）］；θ_i（z）為初始土壤剖面含水率分布函數；R（t）為二類邊界上灌溉或降雨強度（cm/d）；E_s（t）為二類邊界上蒸發強度（cm/d）。

二、

運移轉化模型

模型中考慮吸附、礦化、氨化、硝化和根吸。

的硝化過程為

→

→

，但是一般土壤中

含量很低且難於積累，

很快變為

，故將硝化過程簡化為

→

，並且硝化作用不僅發生在液相中，而且發生在吸附相中；土壤對

的吸附符合線性等溫方程：S=k_DC；有機氮的礦化用零級動力學方程描述，氨化、硝化作用和根吸用一級動力學方程描述（張瑜芳等，1997）。

區域地下水演化過程及其與相鄰層圈的相互作用

φ₁=ρk₁（z）C_N（z）（θ）-k_v（z）θC₁-k₂〔θC₁+ρk_D（z）C₁〕-k₄S_wC₁

C₁=C_1i（z） t=0，z ＞ 0

區域地下水演化過程及其與相鄰層圈的相互作用

C₁=C_1a t ＞ 0，z=4

式中：C₁為土壤溶液中

的濃度（mg/L）；ρ為土壤干容重（g/cm³）；D_sh（θ，q）為水動力彌散系數（cm²/d）；q為達西流速（cm/d）；S為土壤顆粒對

的吸附量（μg/g）；k_D為土壤對

的吸附系數（無量綱）；C_1i（z）為初始土壤剖面

濃度（mg/L）；C_1R（t）為土壤入滲水中的

濃度（mg/L）；φ₁為源匯項（μg/cm³·d）；k₁為有機氮礦化速率常數（1/d）；C_N（z）為土壤有機氮礦化潛勢（μg/g）；k_v（z）為

氨化速率常數（1/d）；k₂為

硝化速率常數（1/d）；k₃為

作物根系吸收系數（無量綱）；C_1a為下邊界土壤淋濾液中的

濃度（mg/L）。

三、

運移轉化模型

考慮硝化、反硝化和根系吸收，其中反硝化作用也採用一級動力學方程描述：

區域地下水演化過程及其與相鄰層圈的相互作用

φ₂=k₂〔θC₁+ρk_D（z）C₁〕-k₃θC₂-k₄S_w（t，z）C₂

C₂=C_2i（z） t=0，z ＞ 0

區域地下水演化過程及其與相鄰層圈的相互作用

C₂=C_2a t ＞ 0，z=4

式中：C₂為土壤溶液

濃度（mg/L）；C_2R（t）為土壤入滲水中的

濃度（mg/L）；φ₂為源匯項（μg/cm³·d）；k₃為

反硝化速率常數（1/d）；C（z）為土壤入滲水中_2i的

濃度（mg/L）；C_2a為下邊界土壤淋濾液中的

濃度（mg/L）；其餘符號意義同前。

❻ 什麼是數學建模如何建模

數學建模，就是根據實際問題來建立數學模型，對數學模型來進行求解，然後根據結果去解決實際問題。當需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時，人們就要在深入調查研究、了解對象信息、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來建立數學模型。

了解問題的實際背景，明確其實際意義，掌握對象的各種信息。以數學思想來包容問題的精髓，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，清晰准確。根據實際對象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。

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系，建立相應的數學結構（盡量用簡單的數學工具）。利用獲取的數據資料，對模型的所有參數做出計算（或近似計算）。

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。將模型分析結果與實際情形進行比較，以此來驗證模型的准確性、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，再次重復建模過程。

❼ 怎麼建立數學模型

—般說來建立數學模型的方法大體上可分為兩大類、一類是機理分析方法，一類是測試分析方法．機理分析是根據對現實對象特性的認識、分析其因果關系，找出反映內部機理的規律,建立的模型常有明確的物理或現實意義.

下面給出建模的—般步驟：
模型准備 首先要了解問題的實際背景，明確建模的目的搜集建模必需的各種信息如現象、數據等，盡量弄清對象的特徵,由此初步確定用哪一類模型，總之是做好建模的准備工作．情況明才能方法對，這一步一定不能忽視，碰到問題要虛心向從事實際工作的同志請教，盡量掌握第一手資料.
模型假設 根據對象的特徵和建模的目的，對問題進行必要的、合理的簡化，用精確的語言做出假設，可以說是建模的關鍵一步．一般地說，一個實際問題不經過簡化假設就很難翻譯成數學問題，即使可能，也很難求解．不同的簡化假設會得到不同的模型．假設作得不合理或過份簡單，會導致模型失敗或部分失敗，於是應該修改和補充假設；假設作得過分詳細，試圖把復雜對象的各方面因素都考慮進去，可能使你很難甚至無法繼續下一步的工作．通常，作假設的依據，一是出於對問題內在規律的認識，二是來自對數據或現象的分析，也可以是二者的綜合．作假設時既要運用與問題相關的物理、化學、生物、經濟等方面的知識，又要充分發揮想像力、洞察力和判斷力，善於辨別問題的主次，果斷地抓住主要因素，舍棄次要因素，盡量將問題線性化、均勻化．經驗在這里也常起重要作用．寫出假設時，語言要精確，就象做習題時寫出已知條件那樣．
模型構成 根據所作的假設分析對象的因果關系，利用對象的內在規律和適當的數學工具，構造各個量(常量和變數)之間的等式(或不等式)關系或其他數學結構．這里除需要一些相關學科的專門知識外，還常常需要較廣闊的應用數學方面的知識，以開拓思路.當然不能要求對數學學科門門精通,而是要知道這些學科能解決哪一類問題以及大體上怎樣解決．相似類比法，即根據不同對象的某些相似性，借用已知領域的數學模型，也是構造模型的一種方法．建模時還應遵循的一個原則是，盡量採用簡單的數學工具，因為你建立的模型總是希望能有更多的人了解和使用,而不是只供少數專家欣賞.
模型求解 可以採用解方程、畫圖形、證明定理、邏輯運算、數值計算等各種傳統的和近代的數學方法，特別是計算機技術．
模型分析 對模型解答進行數學上的分析，有時要根據問題的性質分析變數間的依賴關系或穩定狀況，有時是根據所得結果給出數學上的預報，有時則可能要給出數學上的最優決策或控制，不論哪種情況還常常需要進行誤差分析、模型對數據的穩定性或靈敏性分析等．
模型檢驗 把數學上分析的結果翻譯回到實際問題，並用實際的現象、數據與之比較，檢驗模型的合理性和適用性．這一步對於建模的成敗是非常重要的，要以嚴肅認真的態度來對待．當然，有些模型如核戰爭模型就不可能要求接受實際的檢驗了．模型檢驗的結果如果不符合或者部分不符合實際，問題通常出在模型假設上，應該修改、補充假設，重新建模．有些模型要經過幾次反復，不斷完善，直到檢驗結果獲得某種程度上的滿意．
模型應用 應用的方式自然取決於問題的性質和建模的目的，這方面的內容不是本書討論的范圍。
應當指出，並不是所有建模過程都要經過這些步驟，有時各步驟之間的界限也不那麼分明．建模時不應拘泥於形式上的按部就班，本書的建模實例就採取了靈活的表述方式．

❽ 如何學習構建數學模型核心

—般說來建立數學模型的方法大體上可分為兩大類、一類是機理分析方法，一類是測試分析方法.機理分析是根據對現實對象特性的認識、分析其因果關系，找出反映內部機理的規律，建立的模型常有明確的物理或現實意義.

❾ 如何准備數學建模呢 需要做那些准備呢

如何准備數學建模，需要做這些准備。第一，找一本有關建模的基礎教程，第二，學會一門數學軟體的使用，三，掌握科技論文旋渦狀的寫作方法。

數學模型(Mathematical Model)是一種模擬，是用數學符號、數學式子、程序、圖形等對實際課題本質屬性的抽象而又簡潔的刻畫，數學模型或能解釋某些客觀現象，或能預測未來的發展規律，或能為控制某一現象的發展提供某種意義下的最優策略或較好策略。數學模型一般並非現實問題的直接翻版，數學模型的建立常常既需要人們對現實問題深入細微的觀察和分析，又需要人們靈活巧妙地利用各種數學知識。這種應用知識從實際課題中抽象、提煉出數學模型的過程就稱為數學建模(Mathematical Modeling)。
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❿ 數學建模怎麼做啊

數學建模就是通過計算得到的結果來解釋實際問題，並接受實際的檢驗，來建立數學模型的全過程。當需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時，人們就要在深入調查研究、了解對象信息、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來建立數學模型。

模型准備
了解問題的實際背景，明確其實際意義，掌握對象的各種信息。以數學思想來包容問題的精髓，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，清晰准確。

模型假設
根據實際對象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。

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系，建立相應的數學結構（盡量用簡單的數學工具）。

模型求解
利用獲取的數據資料，對模型的所有參數做出計算（或近似計算）。

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。

模型檢驗
將模型分析結果與實際情形進行比較，以此來驗證模型的准確性、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，再次重復建模過程。