⑴ 如何學好數學建模
數學建模是使用數學模型解決實際問題。
對數學的要求其實不高。
我上大一的時候,連高等數學都沒學就去參賽,就能得獎。
可見數學是必需的,但最重要的是文字表達能力
回答者:抉擇415 - 童生 一級 3-13 14:48
數學模型
數學模型是對於現實世界的一個特定對象,一個特定目的,根據特有的內在規律,做出一些必要的假設,運用適當的數學工具,得到一個數學結構。
簡單地說:就是系統的某種特徵的本質的數學表達式(或是用數學術語對部分現實世界的描述),即用數學式子(如函數、圖形、代數方程、微分方程、積分方程、差分方程等)來描述(表述、模擬)所研究的客觀對象或系統在某一方面的存在規律。
數學建模
數學建模是利用數學方法解決實際問題的一種實踐。即通過抽象、簡化、假設、引進變數等處理過程後,將實際問題用數學方式表達,建立起數學模型,然後運用先進的數學方法及計算機技術進行求解。
數學建模將各種知識綜合應用於解決實際問題中,是培養和提高學生應用所學知識分析問題、解決問題的能力的必備手段之一。
數學建模的一般方法和步驟
建立數學模型的方法和步驟並沒有一定的模式,但一個理想的模型應能反映系統的全部重要特徵:模型的可靠性和模型的使用性。建模的一般方法:
機理分析: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,所建立的模型常有明確的物理或現實意義。
測試分析方法:將研究對象視為一個「黑箱」系統,內部機理無法直接尋求,通過測量系統的輸入輸出數據,並以此為基礎運用統計分析方法,按照事先確定的准則在某一類模型中選出一個數據擬合得最好的模型。 測試分析方法也叫做系統辯識。
將這兩種方法結合起來使用,即用機理分析方法建立模型的結構,用系統測試方法來確定模型的參數,也是常用的建模方法。
在實際過程中用那一種方法建模主要是根據我們對研究對象的了解程度和建模目的來決定。機理分析法建模的具體步驟大致如下:
1、 實際問題通過抽象、簡化、假設,確定變數、參數;
2、 建立數學模型並數學、數值地求解、確定參數;
3、 用實際問題的實測數據等來檢驗該數學模型;
4、 符合實際,交付使用,從而可產生經濟、社會效益;不符合實際,重新建模。
數學模型的分類:
1、 按研究方法和對象的數學特徵分:初等模型、幾何模型、優化模型、微分方程模型、圖論模型、邏輯模型、穩定性模型、統計模型等。
2、 按研究對象的實際領域(或所屬學科)分:人口模型、交通模型、環境模型、生態模型、生理模型、城鎮規劃模型、水資源模型、污染模型、經濟模型、社會模型等。
數學建模需要豐富的數學知識,涉及到高等數學,離散數學,線性代數,概率統計,復變函數等等 基本的數學知識
同時,還要有廣泛的興趣,較強的邏輯思維能力,以及語言表達能力等等
一般大學進行數學建模式從大二下學期開始,一般在九月份開始競賽,一般三天時間,三到四人一組,合作完成!!!
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⑵ 如何培養學生數學建模素養
應用數學去解決各類實際問題時,首先需要將它轉化成為一個數學問題,建立數學模型,然後完成數學模型的解答,最後回歸為實際問題的解答.為培養學生的創新意識和創新能力,提高學生的數學素養,讓學生真正體會探究的過程,掌握建模的方法。
在《數學課程標准》我們發現這樣一句話——「讓學生親身經歷將數學實際問題抽象成數學模型並進行解釋與應用的過程」,這實際上就是要求把學生學習數學知識的過程當做建立數學模型的過程,並在建模過程中培養學生的數學應用意識,引導學生自覺地用數學的方法去分析、解決生活中的問題。數學模型不僅為數學表達和交流提供有效途徑,也為解決現實問題提供重要工具,可以幫助學生准確、清晰地認識、理解數學的意義。
課堂教學中,教師要引導學生充分經歷從數學原型到數學模型的創造過程,培養學生的數學建模能力。例如:教學「公因數」時,我首先呈現一個模擬的實際問題分別用邊長是6厘米或4厘米的正方形紙片鋪長18厘米、寬12厘米的長方形,那種紙片能將這個長方形鋪滿?面對這樣的問題,學生可以動筆畫一畫,從具體的操作中找到問題的答案,也可以對照圖形通過計算作出做出判斷。這個過程對學生來說是很重要的,它是學生嘗試建模的過程,但僅僅靠這個過程是不夠的,學生還未形成對解決問題一般方法的認識,需要進一步的感知抽象。於是又呈現了第二個問題:還有哪些邊長是整厘米數的正方形紙片也正好能鋪滿這個長方形?這個問題具有一定的開放性和探索性,把學生關注點引向了探索解決問題的一般規律上,舉一反三,從特殊到一般。學生在嘗試、驗證、交流的過程中,逐步體會到:要鋪滿這個長方形,正方形的邊長既要是18的因數,又要是12的因數,至此,學生對公因數的內涵有了更具體的了解,學生的發現則是把實際問題進行了數學模型化。
因此,掌握一定的數學建模的方法,將有助於提高應用數學知識解決實際問題的能力。數學模型並不是一個新生事物,自從數學產生以後,人們運用數學解決實際問題時就一定要使用數學的語言和方法去刻劃實際問題,這就是數學模型。「數學建模」就是根據需要針對實際問題組建數學模型的過程。【1】 因此,任何具有一定數學知識的人都具有一定的數學建模能力。在我國,數學建模活動對教學改革的促進作用已得到教育界及數學界的公認,然而此類活動目前僅在大學及部分中學開展,參與的學生只佔學生總數的一少部分,而且普遍感到難度較大。這與學生從小未養成自覺應用數學的意識有關,目前,我國的小學數學教育雖然加強了這方面的內容,但是小學生的數學應用意識、數學應用能力提高不夠顯著,而數學建模是實現這一教育目的重要而且有力的手段。學生在數學建模活動的過程中,體驗數學的價值,提高自身的數學應用能力。積極創設讓學生感知數學建模思想的情境,因為數學來源於生活,又服務於生活,所以,要將教材上的內容通過生活中熟悉的事例,以情境的方式在課堂上展示給學生,描述數學問題產生的背景,將現實生活中發生的與數學學習有關的素材及時引入課堂。情景的創設要與數學問題有關的各種因素與社會生活實際、自然、社會文化、時代熱點問題等相結合,讓學生感到有趣、新奇、真實、可操作,滿足學生好奇好動的心理要求。這樣很容易在學生的頭腦中激活已有的生活經驗,也容易使學生用積累的經驗來感受其中隱含的數學問題,極大地激發起學生的興趣,從而促使學生將生活問題抽象成數學問題,感知數學模型的存在,感知數學建模思想。
在此,我們經過了一年的研究與分析,在數學建模中建構起了相應的數學模型但並不是學生認識的終結,只有將數學模型還原為具體的數學直觀或可感知的數學現實,或利用建模過程中所採用的策略解決其他問題,才能使所建立的數學模型具有生命力。在數學課堂教學中,教師應逐步培養學生數學建模的思想、方法,形成學生良好的思維習慣和用數學的能力,使數學建模思想在小學數學課堂教學中得到廣泛地應用。
⑶ 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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⑷ 如何入門數學建模呢我大一可以說是很小白的狀態了,現在開始學習5.17比賽
本人大三計算機專業,17年電工杯二等獎、MathorCup一等獎、國賽省一等獎、數創杯一等獎,獎項很水,但有必要介紹一下我參加建模的過程,希望對學弟學妹們有所幫助。
本人大一沒想過比賽,大二為了我女朋友才跟她組隊開始學著參加數學建模,從2017年2月開始上《數學建模》與《數學建模軟體》兩門選修課,從中對MATLAB有所了解,數學建模課程比較枯燥,僅僅是聽過而已。
到2017年4月校賽,開始拿到校賽題目,時長15天,這15天的時間所做的題目是2017年認證杯第一階段賽題:考研移動端產品的使用與評價,本題有大量數據,曾經高分通過計算機等級考試二級MS Office的我使用EXCEL對數據進行了處理,這起到了很大的作用,第一題是一個因子分析和聚類分析,經過網路得知可以使用SPSS,於是學習了SPSS,這個很好上手,網路相應的方法即可找到教程。
校賽後,拿電工杯和MathorCup練手,電工杯題目是人口預測,用到了leslie模型,MathorCup是共享單車的題目,又是大數據分析,這次直接是EXCEL完成的。
扯了這么多,給大家說一下如何准備數學建模吧。
首先,數學建模比賽一般分為優化類型的題目和數據分析或評價類的題目,需要3-4天提交一篇論文,三個成員需要有一名寫手、一名編程人員和一名統籌調度(建模和想思路)人員,這三人的調度和論文撰寫工作最好都要熟悉。是對題目的解答,而論文包括:摘要、問題重述、問題分析、模型假設、符號說明、模型的建立與求解、模型的評價、模型的改進與推廣、參考文獻、附錄幾大部分,最關鍵的是摘要,摘要寫的不好,論文直接pass掉。
而如果摘要寫的還可以,就是論文格式和所用的模型了,三人均需要熟練掌握OFFICE軟體,EXCEL可以處理數據,裡面的一些公式和函數一定要會,Word也要熟練掌握,尤其是其中的mathtype公式編輯器,要求所有的公式都需要用公式編輯器輸入。編程人員需要熟練掌握Matlab、SPSS、Lingo,都很簡單。
對於學習數學建模的方法,大概包括:規劃(最優化)、圖論、評價、相關性分析、回歸等模型,還有一些比較高大上的演算法,比如模擬退火演算法、神經網路、粒子群演算法,這些大多是處理優化問題的,當然神經網路還可以做分類,這些網上都有現成的代碼,了解數據輸入輸出和如何分析結果即可。推薦司守奎老師的《數學建模與應用》一書(側重實現),還有姜啟源老師的《數學模型》一書(側重原理的講解)。
多看看優秀論文,注意格式和內容,掌握這些,建模應該不成問題了,祝各位同學好運。
⑸ 要做好數學建模應該做好哪些知識
那得看你是做哪方面的了……建模最好能夠知道大部分建模和一部分編程。。線性規劃、少量非線性規劃、遺傳演算法之類的……其實有建模的書可以看看……大部分題型都有……如果建模能力比較強的話總結一下就好了,如果不行就多看看多接觸接觸……
編程我不知道……不過我們組編程的一般這些軟體都會,Lingo,Lindo, SPSS,Matlab,有的時候還用C。。程序之類的網上可以查到一個大概……有的自己改改就行了
寫作最需要的是跟建模的配合好,一定要跟著整個隊伍的腳步,隨時都要知道做到哪裡了,然後自己總結總結看看能寫什麼寫一寫。寫的時候要注意大框架,框架一定要好,就是思維的順序一定要邏輯性強,讓人一看就能有個大致的思路,知道你怎麼做的。。在做題之前最好先總結一套自己用的順手的模版,這樣在寫的時候不至於漏了什麼……一定要寫快,要有時間反復修改。。如果時間緊就不容易出好質量。。。差不多我知道的就這些。。我做過建模和寫作。。差不多也就這么多了
⑹ 對數學建模一點不懂的人該如何搞好數學建模
賽前:必須確定自己擅長哪個方面(數學建模、計算機編程、寫作),平時在訓練時著重鍛煉這方面的能力。
賽時:做題過程中,注重知識點的搜集、整合。就我所做的訓練和做參加的比賽來看,建模的題目都是有原型的,這個比賽只是將原型不斷擴展。本質還是圍繞著某個知識點展開。另外,學會利用網路搜集資料。很多題目都需要大量的數據進行佐證,或者運用到前人的論點,所以必須通過各種方法找出這些信息點。
⑺ 參加數學建模要做什麼,怎樣培訓的
參加數學建模,就是解決實際問題,你可以上網搜一下往年的資料,試題,試著做一下,最後設計解決方案,最終以論文的形式提交,如果進入全國評審,有機會去答辯,將你們的設計方案,做成PPT進行演說
⑻ 如何學會建模
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⑼ 如何培養小學生或初中生的數學建模能力
數學建模就是用數學語言描述實際現象的過程。這里的實際現象既包涵具體的自然現象比如自由落體現象,也包涵抽象的現象比如顧客對某種商品所取的價值傾向。這里的描述不但包括外在形態,內在機制的描述,也包括預測,試驗和解釋實際現象等內容。
我們也可以這樣直觀地理解這個概念:數學建模是一個讓純粹數學家(指只懂數學不懂數學在實際中的應用的數學家)變成物理學家,生物學家,經濟學家甚至心理學家等等的過程。
數學模型一般是實際事物的一種數學簡化。它常常是以某種意義上接近實際事物的抽象形式存在的,但它和真實的事物有著本質的區別。要描述一個實際現象可以有很多種方式,比如錄音,錄像,比喻,傳言等等。為了使描述更具科學性,邏輯性,客觀性和可重復性,人們採用一種普遍認為比較嚴格的語言來描述各種現象,這種語言就是數學。使用數學語言描述的事物就稱為數學模型。有時候我們需要做一些實驗,但這些實驗往往用抽象出來了的數學模型作為實際物體的代替而進行相應的實驗,實驗本身也是實際操作的一種理論替代。
數學是研究現實世界數量關系和空間形式的科學,在它產生和發展的歷史長河中,一直是和各種各樣的應用問題緊密相關的。數學的特點不僅在於概念的抽象性、邏輯的嚴密性,結論的明確性和體系的完整性,而且在於它應用的廣泛性,進入20世紀以來,隨著科學技術的迅速發展和計算機的日益普及,人們對各種問題的要求越來越精確,使得數學的應用越來越廣泛和深入,特別是在即將進入21世紀的知識經濟時代,數學科學的地位會發生巨大的變化,它正在從國或經濟和科技的後備走到了前沿。經濟發展的全球化、計算機的迅猛發展,數學理倫與方法的不斷擴充使得數學已經成為當代高科技的一個重要組成部分和思想庫,數學已經成為一種能夠普遍實施的技術。培養學生應用數學的意識和能力已經成為數學教學的一個重要方面。
應用數學去解決各類實際問題時,建立數學模型是十分關鍵的一步,同時也是十分困難的一步。建立教學模型的過程,是把錯綜復雜的實際問題簡化、抽象為合理的數學結構的過程。要通過調查、收集數據資料,觀察和研究實際對象的固有特徵和內在規律,抓住問題的主要矛盾,建立起反映實際問題的數量關系,然後利用數學的理論和方法去分折和解決問題。這就需要深厚扎實的數學基礎,敏銳的洞察力和想像力,對實際問題的濃厚興趣和廣博的知識面。數學建模是聯系數學與實際問題的橋梁,是數學在各個領械廣泛應用的媒介,是數學科學技術轉化的主要途徑,數學建模在科學技術發展中的重要作用越來越受到數學界和工程界的普遍重視,它已成為現代科技工作者必備的重要能力之。為了適應科學技術發展的需要和培養高質量、高層次科技人才,數學建模已經在大學教育中逐步開展,國內外越來越多的大學正在進行數學建模課程的教學和參加開放性的數學建模競賽,將數學建模教學和競賽作為高等院校的教學改革和培養高層次的科技人才的個重要方面,現在許多院校正在將數學建模與教學改革相結合,努力探索更有效的數學建模教學法和培養面向21世紀的人才的新思路,與我國高校的其它數學類課程相比,數學建模具有難度大、涉及面廣、形式靈活,對教師和學生要求高等特點,數學建模的教學本身是一個不斷探索、不斷創新、不斷完善和提高的過程。為了改變過去以教師為中心、以課堂講授為主、以知識傳授為主的傳統教學模式,數學建模課程指導思想是:以實驗室為基礎、以學生為中心、以問題為主線、以培養能力為目標來組織教學工作。通過教學使學生了解利用數學理論和方法去分折和解決問題的全過程,提高他們分折問題和解決問題的能力;提高他們學習數學的興趣和應用數學的意識與能力,使他們在以後的工作中能經常性地想到用數學去解決問題,提高他們盡量利用計算機軟體及當代高新科技成果的意識,能將數學、計算機有機地結合起來去解決實際問題。數學建模以學生為主,教師利用一些事先設計好問題啟發,引導學生主動查閱文獻資料和學習新知識,鼓勵學生 積極開展討論和辯論,培養學生主動探索,努力進取的學風,培養學生從事科研工作的初步能力,培養學生團結協作的精神、形成一個生動活潑的環境和氣氛,教學過程的重點是創造一個環境去誘導學生的學習慾望、培養他們的自學能力,增強他們的數學素質和創新能力,提高他們的數舉素質,強調的是獲取新知識的能力,是解決問題的過程,而不是知識與結果。接受參加數學建模競賽賽前培訓的同學大都需要學習諸如數理統計、最優化、圖論、微分方程、計算方法、神經網路、層次分析法、模糊數學,數學軟體包的使用等等「短課程」(或講座),用的學時不多,多數是啟發性的講一些基本的概念和方法,主要是靠同學們自己去學,充分調動同學們的積極性,充分發揮同學們的潛能。