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數學建模題目都有什麼用

發布時間:2023-01-03 21:50:06

『壹』 大學生數學建模是幹嘛的

競賽內容:

競賽題目一般來源於科學與工程技術、人文與社會科學(含經濟管理)等領域經過適當簡化加工的實際問題,不要求參賽者預先掌握深入的專門知識,只需要學過高等學校的數學基礎課程。題目有較大的靈活性供參賽者發揮其創造能力。

參賽者應根據題目要求,完成一篇包括模型的假設、建立和求解、計算方法的設計和計算機實現、結果的分析和檢驗、模型的改進等方面的論文(即答卷)。競賽評獎以假設的合理性、建模的創造性、結果的正確性和文字表述的清晰程度為主要標准。

競賽形式、規則和紀律

1、競賽每年舉辦一次,全國統一競賽題目,採取通訊競賽方式。

2、大學生以隊為單位參賽,每隊不超過3人(須屬於同一所學校),專業不限。競賽分本科、專科兩組進行,本科生參加本科組競賽,專科生參加專科組競賽(也可參加本科組競賽),研究生不得參加。每隊最多可設一名指導教師或教師組,從事賽前輔導和參賽的組織工作,但在競賽期間不得進行指導或參與討論。

3、競賽期間參賽隊員可以使用各種圖書資料(包括互聯網上的公開資料)、計算機和軟體,但每個參賽隊必須獨立完成賽題解答。

4、競賽開始後,賽題將公布在指定的網址供參賽隊下載,參賽隊在規定時間內完成答卷,並按要求准時交卷。

5、參賽院校應責成有關職能部門負責競賽的組織和紀律監督工作,保證本校競賽的規范性和公正性。

『貳』 數學建模能解決生活中什麼問題

數學建模一般應用於高新技術領域和工程領域,對於尋常生活來說,並無很大的應用。
而學生參與數學建模的學習和競賽主要是培養學生的數學思維、創新思維、邏輯思維、團隊協作能力和論文寫作技巧等。

此外,若能在數學建模中獲獎,有利於本科、研究生等的學校申請。

『叄』 數學建模對數學計算有什麼幫助

全國數學建模競賽注重的是論文的創新以及模型的建立,參賽者在參與過程中會加深對數學知識的理解,對知識的使用能力,對信息的搜索、提取能力,而不是考察參賽者的計算能力。美國賽就更注重創新了以及搜索信息的能力了,有時模型的建立反而就沒那麼重要了。所以個人認為數學建模對數學計算沒有什麼太大幫助。

『肆』 數學建模是幹嘛就是把一個現實問題抽象成數學問題,然後再解決,這樣理解對嗎

單地說就是用數學知識來解決現實中存在的問題,通過建立各參數的數學模型或關系,來刻畫和描述現實中的問題,隨後再運用數學計算方法和數學類軟體將問題的解求解出來,並且再對您所解決的問題進行誤差分析、相關分析等,以便結構和內容的完善。

『伍』 參加數學建模比賽的意義

參加數學建模比賽的意義

【摘要】本文重點分析了數學建模的特點,探討了計算機應用與數學建模意識的培養之間密不可分的聯絡,闡述了計算機在數學建模競賽中的作用和地位,最後介紹了筆者參加建模競賽與學生參加競賽的經驗與感受。
【關鍵詞】建模意識 計算機應用 數學建模競賽 數學實驗

一、引言

在利用數學方法分析和解決實際問題時,要求從實際錯綜復雜的關系中找出其內在的規律,然後用數學的語言--即數字、公式、圖表、符號等刻畫和描述出來,然後經過數學與計算機的處理--即計算、迭代等得到定量的結果,供人們進行分析、預報、決策和控制,這種把實際問題進行合理的簡化假設歸結為數學問題並求解的過程就是建立數學模型,簡稱建模。而這種成功的方法和技術反映在培養專門人才的大學教學活動中,就是數學建模教學和競賽。數學建模簡而言之就是應用數學模型來解決各種實際問題的過程,也就是通過對實際問題的抽象、簡化、確定變數和引數,並應用某些規律建立變數與引數間的關系的數學問題(或稱一個數學模型),再借用計算機求解該數學問題,並解釋、檢驗、評價所得的解,從而確定能否將其用於解決實際問題的多次迴圈、不斷深化的過程。

二、數學建模的特點

從1985年開始美國都會舉辦一年一度的數學建模競賽(MathematicalContestinModeling,縮寫:MCM),而我國自1992年舉辦首屆全國大學生數學建模競賽以來,它已經成為全國大學生科技競賽的重要專案之一,全國大學生數學建模競賽是面向全國大學生的群眾性科技活動;競賽要求學生(可以是任何專業)以三人為一組參加競賽,可以自由的收集資訊、調查研究,包括使用計算機和任何軟體,甚至上網查詢,但不得與團隊以外的任何人討論,在三天時間內,完成一篇包括模型的假設、建立、求解,計算方法的設計和用計算機對解的實現,以及結果的分析和檢驗,模型的改進等方面的論文。這一活動對於提高大學生素質,促進高校數學與計算機教學改革都起著積極的推動作用。
多年來,一年一度的全國大學生數學建模競賽和國際大學生數學建模競賽,給傳統的高等數學教育改革帶來了新的思路和評價標准,《數學建模》課也從僅僅為參賽隊員培訓,擴充套件為一門比較普及的選修課,同時,《數學試驗》作為一門新的課程也應運而生。數學建模與數學試驗教學的重點是高等與現代數學的深層應用和面向問題的設計,而不是經典理論的深入研討和系統論證。數學建模問題絕大部分來自一些具體的科研課題或實際工程問題,而不同於普通的數學習題或競賽題。數學建模問題的特點是:面向現實生活的應用,有相關的科研背景,綜合性強,涉及面廣,因素關系復雜,缺乏足夠的規范性,難以套用傳統成熟的解決手段,資料量龐大,可採取的演演算法也比較復雜,結果具有一定的彈性空間,需要一定的伴隨條件,許多問題得到的只能是近似解。
另一方面,建模問題不同於理論研究,它重在對實際問題的處理,而不是深層次純粹數學理論或者世界難題。所以,求解建模問題大都藉助各種輔助工具或手段,尤其是計算機軟體的應用,大大地提高了解題效率和質量。總之,《數學建模》是一門技術應用的課程,而不是基礎教育課程,它強調的是如何更好更快地解決問題,如何充分利用各種科技手段作為技術支援,因而計算機的應用已經成為其不可或缺的一項基本組成。與此相關的計算機技術主要有兩部分:一是如何將實際問題或模型轉化或表述為可用計算機軟體或程式設計實現的演演算法;二是採用哪些應用軟體或程式設計技術可以解決這些問題。顯然,後者是前者的基礎,確定了工具方案,才有相應的解決方案。
由於數學建模的以上特點,決定了數學建模與計算機具有密切相關的聯絡,計算機在數學建模思想意識培養中發揮了重要的作用,主要是提供了有力工具和技術支援,它是更好更快進行建模的基礎。計算機水平的高低可以說決定一個團隊整體的建模水平。

三、數學建模與計算機的關系

計算機的產生正是數學建模的產物,20紀40年代,美國為了研究彈道導彈飛行軌跡的問題,迫切需要一種計算工具來代替人工計算,計算機在這樣的背景下應運而生。計算機的產生與發展又極大地推動了數學建模活動,計算機高速的運算能力,非常適合數學建模過程中的數值計算;它的大容量貯存能力以及網路通訊功能,使得數學建模過程中資料存貯、檢索變得方便有效;它的多媒體化,使得數學建模中一些問題能在計算機上進行更為逼真的模擬實驗;它的智慧化,能隨時提醒、幫助我們進行數學模型求解。此外,如Mathlab、Maple、SAS、SPSS等一批優秀數學軟體的出現更使數學建模如虎添翼。再者,數學建模與生活實際密切相關,所採集到的資料量多,而且比較復雜,比如DVD線上租賃,長江水質的評價和預測,銀行貸款和分期付款等,往往計算量大,需要藉助於計算機才能快捷、簡便地完成。數學建模競賽與以往所說的那種數學競賽(純數學競賽)不同,它要用到計算機,甚至離不開計算機,但卻又不是純粹的計算機競賽,它涉及到物理、化學、生物、醫學、電子、農業、軍事、管理等各學科、各領域,但又不受任何一個具體的學科、領域的限制。數學建模過程需要經過模型假設、模型建立、模型求解、模型分析與檢驗、模型應用等幾個步驟,在這些步驟中都伴隨著計算機的使用。例如,模型求解時,需要上機計算、編制軟體、繪制圖形等,數學建模競賽中印表機隨時可能使用,同時,數學建模的學習對計算機能力的培養也起著極大推動作用,如報考計算機方向的研究生時,對數學的要求非常高;在進行電腦科學的研究時,也要求有極強的數學功底才能寫出具有相當深度的論文,電腦科學的發展也是建立在數學基礎之上的,許多為計算機的發展做出傑出貢獻的科學家都出身於數學專業,顯而易見,比賽中的一個重要環節是使用計算機來解決問題,這對使用計算機的能力的提高是很明顯的。
數學建模的目的是構建數學建模意識,培養學生創造性思維能力,在諸多的思維活動中,創新思維是最高層次的思維活動,是開拓性、創造性人才所必須具備的能力,培養創造性思維能力,主要應培養學生靈活運用基本理論解決實際問題的能力,在數學教學中培養學生的建模意識實質上是培養、發展學生的創造性思維能力,因為建模活動本身就是一項創造性的思維活動,它既具有一定的理論性,又具有較強的實踐性,還要求思維的深刻性和靈活性,而且在建模活動過程中,能培養學生獨立、自覺地運用所給問題的條件,尋求解決問題的最佳方法和途徑,可以培養學生的想像能力、直覺思維、猜測、轉換、構造等能力,而這些數學能力正是創造性思維所具有的最基本的特徵,在培養創新思維過程中要求必須具有一定的計算機基礎,只有具有一定的計算機知識才能更好的處理資料,發現事物之間的內在的聯絡,才能更好的進行知識的轉換,才能更好的構造出最優的模型。總之,具有必備的計算機知識是培養建模意識的關鍵,是培養數模創新能力的前提。計算機也為數學建模競賽活動提供了有力的工具。

四、計算機在數學建模中的運用

計算機的運用,不僅方便我們上網查詢建模問題所涉及的知識,相關的文獻資料,而且方便我們處理資料,進行模型求解,模型檢驗。
建模相關計算機軟體是我們在建立模型,處理模型必需掌握的軟體,他們各有自己的特點,使用他們時要注意區分他們的優缺點,選擇更合適的軟體來處理問題,常用軟體包含一下幾種型別:

1、通用數學軟體。主要包括有Matlab、Mathematica、Maple和Mathcad等,在能力和用法上,都比較相近,主要用於繪制已知函式的圖形和進行計算,支援完全的符號運算、精確計算和任意精度的近似計算。它們都能對數學中的微積分、解析幾何、線性代數、微分方程、計算方法、概率統計等諸多領域的常見問題進行求解,但也有各自特點:例如Mathematica的符號計算能力較為強大,而Matlab在數值計算、矩陣計算和圖形繪制方面更有優勢,因此可以結合起來使用。
2、Lingo/Lindo 計算最優化問題的專用數學軟體。Lindo用於求解線性規劃和二次規劃,Lingo除了具有Lindo的全部功能外,還可以用於求解非線性規劃,也可以用於一些線性和非線性方程組的求解以及代數方程求根等,二者都可以求解整數規劃。。
3、統計分析軟體,SPSS名為社會學統計軟體包,主要功能有:基本統計分析、定義表、比較平均數;一般線性模式;相關分析;回歸分析、邏輯線性分析、聚類和判別分析、因子分析、非引數檢驗、時間序列、比例、多元反應等。SAS提供許多資料庫查詢統計功能,在概率和統計的經典處理計算方面提供了豐富的函式支援。是統計專業軟體。
4、高階程式語言種類較多,如C、C++、C#、Basic、Delphi和Java等。
5、繪圖軟體。將一些圖表加入附件可以為文章增色。數學軟體只能繪制已知函式的圖形,若是要繪制一個大致的圖形,就必須使用繪圖軟體。可以使用幾何畫板、Photoshop、Flash等。因此,數學建模競賽今後的趨勢是,要求學生對各方面的知識都有所了解,對學生的計算機知識要求也更高,近年來的數學建模競賽幾乎所有的競賽題目都涉及大量的計算或邏輯運算,因此不掌握計算機和相關數學軟體的使用是難以取得好成績的;又由於競賽題目來自不同的領域,事先又不了解,而利用Inter可以迅速查到相關資料,這也有助於在競賽中取得好成績,由此可見,計算機和數學建模之間具有密不可分的聯絡,兩者的有機結合,有效的提高了高校學生靈活運用理論知識的能力、知識的遷移能力、實際應用能力以及分析問題和解決問題。

五、結束語

筆者上大學期間參加了兩次數模競賽,近幾年也參加了學院的數學建模競賽輔導,能夠深刻從中體會到其中的酸甜,也領悟到數學建模競賽的精髓;它不僅有利於學生更好的掌握知識、運用知識,也有利於高校的科研和教學,使學生和教師能在平時的學習、工作中自動形成勤於思考的好習慣,數學建模競賽與學生畢業以後工作時的條件非常相近,是對學生業務、能力和素質的全面培養,特別是開放性思維和創新意識,這項活動的開展有利於學生的全面素質的培養,既豐富、活躍了廣大學生的課外生活,也為優秀學員脫穎而出創造了條件。不少參賽培訓的同學有共同的體會,一次參賽終身受益。數學建模是通向未來的成功之路,不管名次如何,每個參賽者都是成功者。總之,利用計算機技術來開展數學建模,必將有利於數學模型的建立、求解、演算和表達,為探索者創造出理想的背景,同時也使我們的計算機用得越來越好、越來越活,數學建模中計算機的應用,使數學建模的進步如虎添翼;計算機中數學建模方法的使用,使得計算機的發展日益迅速,計算機技術與數學建模的結合,必將推動兩者的快速發展。

參加數學建模大賽的意義何在

『陸』 大學生數學建模競賽有用嗎

大學生數學建模競賽簡介

作者:佚名
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1、數模競賽的起源與歷史
數模競賽是由美國工業與應用數學學會在1985年發起的一項大學生競賽活動,目的在於激勵學生學習數學的積極性,提高學生建立數學模型和運用計算機技術解決實際問題的綜合能力,鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動,開拓知識面,培養創精神及合作意識,推動大學數學教學體系、教學內容和方法的改革。我國大學生數學建模競賽是由教育部高教司和中國工業與數學學會主辦、面向全國高等院校的、每年一屆的通訊競賽。其宗旨是:創新意
識、團隊精神、重在參與、公平競爭。1992載在中國創辦,自從創辦以來,得到了教育部高教司和中國工業與應用數學協會的得力支持和關心,呈現出迅速的發展發展勢頭,就2003年來說,報名階段須然受到「非典」影響,但是全國30個省(市、自治區)及香港的637所院校就有5406隊參賽,在職業技術學院增加更快,參賽高校由2002年的1067所上升到了2003年的1410所。可以說:數學建模已經成為全國高校規模最大課外科技活動。
2、什麼是數學建模
數學建模(Mathematical
Modelling)是一種數學的思考方法,是「對現實的現象通過心智活動構造出能抓住其重要且有用的特徵的表示,常常是形象化的或符號的表示。」從科學,工程,經濟,管理等角度看數學建模就是用數學的語言和方法,通過抽象,簡化建立能近似刻畫並「解決」實際問題的一種強有力的數學工具。顧名思義,modelling一詞在英文中有「塑造藝術」的意思,從而可以理解從不同的側面,角度去考察問題就會有不盡的數學模型,從而數學建模
的創造又帶有一定的藝術的特點。而數學建模最重要的特點是要接受實踐的檢驗,多次修改模型漸趨完善的過程。
3、競賽的內容
競賽題目一般來源於工程技術和管理科學等方面經過適當簡化加工的實際問題,不要求參賽者預先掌握深入的專門知識,只需要學過普通高校的數學課程。題目有較大的靈活性供參賽者發揮其創造能力。參賽者應根據題目要求,完成一篇包括模型假設、建立和求解、計算方法的設計和計算機實現、結果的分析和檢驗、模型的改進等方面的論文(即答卷)。競賽評獎以假設的合理性、建模的創造性、結果的正確性和文字表述的清晰程度為主要標准。
4、競賽的步驟
建模是一種十分復雜的創造性勞動,現實世界中的事物形形色色,五花八門,不可能用一些條條框
框規定出各種模型如何具體建立,這里只是大致歸納一下建模的一般步驟和原則:
1)模型准備:首先要了解問題的實際背景,明確題目的要求,收集各種必要的信息.
2)模型假設:為了利用數學方法,通常要對問題做必要的、合理的假設,使問題的主要特徵凸現出來,忽略問題的次要方面。
3)模型構成:根據所做的假設以及事物之間的聯系,構造各種量之間的關系把問題化
4)模型求解:利用已知的數學方法來求解上一步所得到的數學問題,此時往往還要作出進一步的簡化或假設。為數學問題,注意要盡量採用簡單的數學工具。
5)模型分析:對所得到的解答進行分析,特別要注意當數據變化時所得結果是否穩定。
6)模型檢驗:分析所得結果的實際意義,與實際情況進行比較,看是否符合實際,如果不夠理想,應該修改、補充假設,或重新建模,不斷完善。
7)模型應用:所建立的模型必須在實際應用中才能產生效益,在應用中不斷改進和完善。
5、模型的分類
按模型的應用領域分類
生物數學模型
醫學數學模型
地質數學模型
數量經濟學模型
數學社會學模型
按是否考慮隨機因素分類
確定性模型
隨機性模型
按是否考慮模型的變化分類
靜態模型
動態模型
按應用離散方法或連續方法
離散模型
連續模型
按建立模型的數學方法分類
幾何模型
微分方程模型
圖論模型
規劃論模型
馬氏鏈模型
按人們對事物發展過程的了解程度分類
白箱模型:
指那些內部規律比較清楚的模型。如力學、熱學、電學以及相關的工程技術問題。
灰箱模型:
指那些內部規律尚不十分清楚,在建立和改善模型方面都還不同程度地有許多工作要做的問題。
如氣象學、生態學經濟學等領域的模型。
黑箱模型:
指一些其內部規律還很少為人們所知的現象。如生命科學、社會科學等方面的問題。但由於因素眾多、關系復雜,也可簡化為灰箱模型來研究。
6、數學建模應用
今天,在國民經濟和社會活動的以下諸多方面,數學建模都有著非常具體的應用。
分析與設計
例如描述葯物濃度在人體內的變化規律以分析葯物的療效;建立跨音速空氣流和激波的數學模型,用數值模擬設計新的飛機翼型。
預報與決策
生產過程中產品質量指標的預報、氣象預報、人口預報、經濟增長預報等等,都要有預報模型。使經濟效益最大的價格策略、使費用最少的設備維修方案,是決策模型的例子。
控制與優化
電力、化工生產過程的最優控制、零件設計中的參數優化,要以數學模型為前提。建立大系統控制與優化的數學模型,是迫切需要和十分棘手的課題。
規劃與管理
生產計劃、資源配置、運輸網路規劃、水庫優化調度,以及排隊策略、物資管理等,都可以用運籌學模型解決。
參考資料:http://www.jmu.e.cn

『柒』 學習數學建模有用什麼用處

呵呵 我遇到我了哈 我今年不回家就是為了參加今年的全國數學建模大賽的 我告訴你相當有用,找工作人家看你是否有兩個參賽記錄,一個電子製作大賽 。一個就是數學建模了,他要求最多三人,一個數學思維高手,一個編程高手,一個寫作高手,三國完成1個題目 對於你,還是相當有用的,呵呵,優惠思維,又會編程,呵呵 有機會和我QQ聊

『捌』 數學建模能解決什麼實際問題

您好。數學建模可以解決的實際問題很多啦,比如數學建模考試題會涉及到遺產的分配,最小距離的計算,水的體積的測量

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