⑴ 数学建模的几种方法
1、蒙特卡罗算法(该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算
法,同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性,是比赛时必用的方法)
2、数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法(比赛中通常会遇到大量的数据需要
处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用Matlab作为工具)
3、线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题(建模竞赛大多数问题
属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用Lindo、
Lingo软件实现)
4、图论算法(这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉
及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备)
5、动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法(这些算法是算法设计
中比较常用的方法,很多场合可以用到竞赛中)
6、最优化理论的三大非经典算法:模拟退火法、神经网络、遗传算法(这些问题是
用来解决一些较困难的最优化问题的算法,对于有些问题非常有帮助,但是算法的实
现比较困难,需慎重使用)
7、网格算法和穷举法(网格算法和穷举法都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛
题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好
使用一些高级语言作为编程工具)
8、一些连续离散化方法(很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计算机只
认的是离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的)
9、数值分析算法(如果在比赛中采用高级语言进行编程的话,那一些数值分析中常
用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用)
10、图象处理算法(赛题中有一类问题与图形有关,即使与图形无关,论文中也应该
应用数学去解决各类实际问题时,建立数学模型是十分关键的一步,同时也是十分困难的一步。建立教学模型的过程,是把错综复杂的实际问题简化、抽象为合理的数学结构的过程。要通过调查、收集数据资料,观察和研究实际对象的固有特征和内在规律,抓住问题的主要矛盾,建立起反映实际问题的数量关系,然后利用数学的理论和方法去分析和解决问题。这就需要深厚扎实的数学基础,敏锐的洞察力和想象力,对实际问题的浓厚兴趣和广博的知识面。数学建模是联系数学与实际问题的桥梁,是数学在各个领械广泛应用的媒介,是数学科学技术转化的主要途径,数学建模在科学技术发展中的重要作用越来越受到数学界和工程界的普遍重视,它已成为现代科技工作者必备的重要能力之。
⑵ 数学建模主要有哪些分析方法
2常用的建模方法(I)初等数学法。主要用于一些静态、线性、确定性的模型。例如,席位分配问题,学生成绩的比较,一些简单的传染病静态模型。(2)数据分析法。从大量的观测数据中,利用统计方法建立数学模型,常见的有:回归分析法,时序分析法。(3)仿真和其他方法。主要有计算机模拟(是一种统计估计方法,等效于抽样试验,可以离散系统模拟和连续系统模拟),因子试验法(主要是在系统上做局部试验,根据试验结果进行不断分析修改,求得所需模型结构),人工现实法(基于对系统的了解和所要达到的目标,人为地组成一个系统)。(4)层次分析法。主要用于有关经济计划和管理、能源决策和分配、行为科学、军事科学、军事指挥、运输、农业、教育、人才、医疗、环境等领域,以便进行决策、评价、分析、预测等。该方法关键的一步是建立层次结构模型。
⑶ 拿到一个数学建模题目要怎么去分析啊有那些具体的方法
数学建模全国大赛历年题目分析以及参赛成功方法数学建模竞赛的赛题分析。
1.了解问题的实际背景,明确建模目的,收集掌握必要的数据资料。
2.在明确建模目的,掌握必要资料的基础上,通过对资料的分析计算, 找出起主要作用的因素,经必要的精炼、简化,提出若干符合客观实际的假设。
3.在所作假设的基础上,利用适当的数学工具去刻划各变量之间的关系,建立相应的数学结构 --即建立数学模型。
4.模型求解。
5.模型的分析与检验。
⑷ 数学建模常用方法
1、层次分析法,简称AHP,是指将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。该方法是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于20世纪70年代初,在为美国国防部研究"根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配"课题时,应用网络系统理论和多目标综合评价方法,提出的一种层次权重决策分析方法。
2、多属性决策是现代决策科学的一个重要组成部分,它的理论和方法在工程设计、经济、管理和军事等诸多领域中有着广泛的应用,如:投资决策、项目评估、维修服务、武器系统性能评定、工厂选址、投标招标、产业部门发展排序和经济效益综合评价等.多属性决策的实质是利用已有的决策信息通过一定的方式对一组(有限个)备选方案进行排序或择优.它主要由两部分组成:(l) 获取决策信息.决策信息一般包括两个方面的内容:属性权重和属性值(属性值主要有三种形式:实数、区间数和语言).其中,属性权重的确定是多属性决策中的一个重要研究内容;(2)通过一定的方式对决策信息进行集结并对方案进行排序和择优。
3、灰色预测模型(Gray Forecast Model)是通过少量的、不完全的信息,建立数学模型并做出预测的一种预测方法.当我们应用运筹学的思想方法解决实际问题,制定发展战略和政策、进行重大问题的决策时,都必须对未来进行科学的预测.预测是根据客观事物的过去和现在的发展规律,借助于科学的方法对其未来的发展趋势和状况进行描述和分析,并形成科学的假设和判断。
⑸ 数学建模有几种分类方法
数学模型有以下几种分类方法
1. 按模型的数学方法分:
几何模型、图论模型、微分方程模型、概率模型、最优控制模型、规划论模
型、马氏链模型等。
2. 按模型的特征分:
静态模型和动态模型,确定性模型和随机模型,离散模型和连续性模型,线斗腔
性模型和非线性模型等。
3. 按模型的应用领域分:
人口模型、交通模型、经济模型、生态模型、资源模型、环境模型等。
4. 按建模的目的分: :
预测模型、优化模型、决策模型、控制模型等。
一般研究数学建模论文的时候,是按照建模的目的去分类的,并且是算法往
往也和建模的目的对应
5. 按对模型结构的了解程度分: :
有白箱模型、灰箱模型、黑箱模型等。
比赛尽量喊改避免使用,黑箱模型、灰箱模型,以及一些主观性模型。
6. 按比赛命题方向分:
国赛一般是离散模型和连续模型各一个,2016 美赛六个题目(离散、连续、
运筹学/复杂网络、大数据、环境科学、政策)
当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言作表述来建立数学模型。
⑹ 建模的五种基本方法
量纲分析法
量纲分析是20世纪初提出的在物理领域中建立数学模型的一种方法,它是在经验和实验的基础上,利用物理定律的量纲齐次性,确定各物理量之间的关系。它是一种数学分析方法,通过量纲分析,可以正确地分析各变量之间的关系,简化实验和便于成果整理。
在国际单位制中,有七个基本量:质量、长度、时间、电流、温度、光强度和物质的量,它们的量纲分别为M、L、T、I、H、J和N,称为基本量纲。
量纲分析法常常用于定性地研究某些关系和性质,利用量纲齐次原则寻求物理量之间的关系,在数学建模过程中常常进行无量纲化,无量纲化是根据量纲分析思想,恰当地选择特征尺度将有量纲量化为无量纲量,从而达到减少参数、简化模型的效果。
差分法
差分法的数学思想是通过taylor级数展开等方法把控制方程中的导数用网格节点上的函数值的差商代替进行离散,从而建立以网格节点上的值为未知数的方程组,将微分问题转化为代数问题,是建立离散动态系统数学模型的有效方法。
构造差分的方法有多种形式,目前主要采用的是泰勒级数展开方法。其基本的差分表达式主要有以下几种形式:一阶向前差分、一阶向后差分、一阶中心差分和二阶中心差分等,其中前两种格式为一阶计算精度,后两种格式为二阶计算精度。通过对时间和空间这几种不同差分格式的组合,可以组合成不同的差分计算格式。
差分法的解题步骤为:建立微分方程;构造差分格式;求解差分方程;精度分析和检验。
变分法
变分法是处理函数的函数的数学领域,即泛函问题,和处理数的函数的普通微积分相对。这样的泛函可以通过未知函数的积分和它的导数来构造,最终寻求的是极值函数。现实中很多现象可以表达为泛函极小问题,即变分问题。变分问题的求解方法通常有两种:古典变分法和最优控制论。受基础知识的制约,数学建模竞赛大专组的建模方法使用变分法较少。
图论法
数学建模中的图论方法是一种独特的方法,图论建模是指对一些抽象事物进行抽象、化简,并用图来描述事物特征及内在联系的过程。图论是研究由线连成的点集的理论。一个图中的结点表示对象,两点之间的连线表示两对象之间具有某种特定关系(先后关系、胜负关系、传递关系和连接关系等)。事实上,任何一个包含了某种二元关系的系统都可以用图形来模拟。因此,图论是研究自然科学、工程技术、经济问题、管理及其他社会问题的一个重要现代数学工具,更是成为了数学建模的一个必备工具。
⑺ 数学建模中综合评价的方法有哪些
综合评价有许多不同的方法:
1、综合指数法:
综合指数法是先综合,后对比平均,其最大优点在于不仅可以反映复杂经济现象总体的变动方向和程度,而且可以确切地、定量地说明现象变动所产生的实际经济效果。但它要求原始资料齐全。平均指数法是先对比,后综合平均,虽不能直接说明现象变动的绝对效果,但较综合指数法灵活,便于实际工作中的运用。
2、TOPSIS法:
其基本原理,是通过检测评价对象与最优解、最劣解的距离来进行排序,若评价对象最靠近最优解同时又最远离最劣解,则为最好;否则不为最优。其中最优解的各指标值都达到各评价指标的最优值。最劣解的各指标值都达到各评价指标的最差值。
3、层次分析法:
运用层次分析法有很多优点,其中最重要的一点就是简单明了。层次分析法不仅适用于存在不确定性和主观信息的情况,还允许以合乎逻辑的方式运用经验、洞察力和直觉。也许层次分析法最大的优点是提出了层次本身,它使得买方能够认真地考虑和衡量指标的相对重要性。
另外还有RSR法、模糊综合评价法、灰色系统法等,这些方法各具特色,各有利弊。
(7)数学建模都有什么分析方法扩展阅读:
综合评价的一般步骤
1、根据评价目的选择恰当的评价指标,这些指标具有很好的代表性、区别性强,而且往往可以测量,筛选评价指标主要依据专业知识,即根据有关的专业理论和实践,来分析各评价指标对结果的影响,挑选那些代表性、确定性好,有一定区别能力又互相独立的指标组成评价指标体系。
2、根据评价目的,确定诸评价指标在对某事物评价中的相对重要性,或各指标的权重;
3、合理确定各单个指标的评价等级及其界限;
4、根据评价目的,数据特征,选择适当的综合评价方法,并根据已掌握的历史资料,建立综合评价模型;
5、确定多指标综合评价的等级数量界限,在对同类事物综合评价的应用实践中,对选用的评价模型进行考察,并不断修改补充,使之具有一定的科学性、实用性与先进性,然后推广应用。
⑻ 数学建模中的分析方法有哪些
数学建模分析方法大体分为机理分析和测试分析两种。
机理分析:根据对客观事物特性的认识,找出反映内部机理的数量规律,建立的模型常有明确的物理或现实意义。
测试分析:将研究的对象看做一个“黑箱”系统(意思是它的内部机理看不清楚),通过对系统输入、输出数据的测量和统计分析,按照一定的准则找出与数据拟合最好的模型。
希望对你有帮助
⑼ 数学建模方法和步骤
数学建模的方法:
一、机理分析法:根据对客观事物特性的认识从基本物理定律以及系统的结构数据来橡让配推导出模型。
二、数据分析法:通过对量测数据的统计分析,找出与数据拟合最好的模型
三、仿真和其他方法。
1、计算机仿真:实质上是统计估计方法,等效于抽样试验。包括离散系统仿真和连续系统仿真。
2、因子试验法:在系统上作局部试验,再根据试验结果进行不断分析修改,求得所需的模型结构。
梁指3、人工现实法:基于对系统过去行为的了解和对未来希望达到的目标,并考虑到系统有关因素的可能变化,人为地组成一个系统。
数学建模的步骤:
一、模型准备:了解问题的实际背景滑雹,明确建模目的,搜集必需的各种信息,尽量弄清对象的特征。
二、模型假设:根据对象的特征和建模目的,对问题进行必要的、合理的简化,用精确的语言作出假设。
三、模型构成:根据所作的假设分析对象的因果关系,利用对象的内在规律和适当的数学工具,构造各个量间的等式关系或其它数学结构。
四、模型求解:可以采用解方程、画图形、证明定理、逻辑运算、数值运算等各种传统的和近代的数学方法进行求解。
五、模型分析:对模型解答进行数学上的分析。
⑽ 数学建模的方法有哪些
预测模块:灰色预测、时间序列预测、神经网络预测、曲线拟合(线性回归);
归类判别:欧氏距离判别、fisher判别等 ;
图论:最短路径求法 ;
最优化:列方程组 用lindo 或 lingo软件解 ;
其他方法:层次分析法 马尔可夫链 主成分析法 等 。
建模常用算法,仅供参考:
蒙特卡罗算法(该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决 问题的算法,同时间=可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性,是比赛时必 用的方法) 。
数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法(比赛中通常会遇到大量的数 据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用Matlab 作为工具) 。
线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题(建模竞赛大多 数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通 常使用Lindo、Lingo 软件实现) 。
图论算法(这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算 法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备) 。
动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法(这些算法是算 法设计中比较常用的方法,很多场合可以用到竞赛中) 。
最优化理论的三大非经典算法:模拟退火法、神经网络、遗传算法(这些 问题是用来解决一些较困难的最优化问题的算法,对于有些问题非常有帮助, 但是算法的实现比较困难,需慎重使用) 。
网格算法和穷举法(网格算法和穷举法都是暴力搜索最优点的算法,在很 多竞赛题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种 暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具) 。
一些连续离散化方法(很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计 算机只认的是离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替 积分等思想是非常重要的) 。
数值分析算法(如果在比赛中采用高级语言进行编程的话,那一些数值分 析中常用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编 写库函数进行调用) 。
图象处理算法(赛题中有一类问题与图形有关,即使与图形无关,论文 中也应该要不乏图片的,这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问 题,通常使用Matlab 进行处理)。