❶ 什麼是數學模型
模型是為了一定目的,對客觀事物的一部分進行簡縮、抽象、提煉出來的鎮睜悉原型的替代物,集中反映了原型中人們需要的那一部分特徵。
數學建模就是指對於一個現實對象,為了一個特定目的,根據其內在規律,作出必要的簡化假設,運用適當的數學工具,得到的一個數學結早褲構,其意義在於用數學方法解決實際問題。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御乎表述來建立數學模型。
數學模型可以描述為:對於現實世界的一個特定對象,為了一個特定目的,根據特有的內在規律,做出一定的必要假設,然後運用恰當的數學工具得到的一個數學結構。
這樣,在一定抽象並且簡化的基礎之上得到的一個數學結構,也就是數學模型,可以幫助人們更加深刻地認識所研究的對象。
比方說,我們所研究的物理學,尤其是應用在工程上面的物理學,比如電路,理論力學,材料力學這些,就是對數學建模的一個很好直觀的例子。
❷ 什麼是數學模型
數學模型是針對參照某種事物系統的特徵或數量依存關系,採用數學語言,概括地或近似地表述出的一種數學結構,這種數學結構是藉助於數學符號刻劃出來的某種系統的純關系結構。從廣義理解,數學模型包括數學中的各種概念,各種公式和各種理論。因為它們都是由現實世界的原型抽象出來的,從這意義上講,整個數學也可以說是一門關於數學模型的科學。從狹義理解,數學模型只指那些反映了特定問題或特定的具體事物系統的數學關系結構,這個意義上也可理解為聯系一個系統中各變數間內的關系的數學表達。
數學模型所表達的內容可以是定量的,也可以是定性的,但必須以定量的方式體現出來。因此,數學模型法的操作方式偏向於定量形式。
建立數學模型的要求:
1、真實完整。
1)真實的、系統的、完整的反映客觀現象;
2)必須具有代表性;
3)具有外推性,即能得到原型客體的信息,在模型的研究實驗時,能得到關於原型客體的原因;
4)必須反映完成基本任務所達到的各種業績,而且要與實際情況相符合。
2、簡明實用。在建模過程中,要把本質的東西及其關系反映進去,把非本質的、對反映客觀真實程度影響不大的東西去掉,使模型在保證一定精確度的條件下,盡可能的簡單和可操作,數據易於採集。
3、適應變化。隨著有關條件的變化和人們認識的發展,通過相關變數及參數的調整,能很好的適應新情況。
數學模型的分類
1、 精確型:內涵和外延非常分明,可以用精確數學表達。
2、 模糊型:內涵和外延不是很清晰,要用模糊數學來描述。
數學模型的基本原則
1、簡化原則
現實世界的原型都是具有多因素、多變數、多層次的比較復雜的系統,對原型進行一定的簡化即抓住主要矛盾,數學模型應比原型簡化,數學模型自身也應是「最簡單」的。
2、可推導原則
由數學模型的研究可以推導出一些確定的結果,如果建立的數學模型在數學上是不可推導的,得不到確定的可以應用於原型的結果,這個數學模型就是無意義的。
3、反映性原則
數學模型實際上是人對現實世界的一種反映形式,因此數學模型和現實世界的原型就應有一定的「相似性」,抓住與原型相似的數學表達式或數學理論就是建立數學模型的關鍵性技巧。