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数学建模一般用什么数学模型

发布时间:2023-07-30 14:45:49

㈠ 数学模型有哪些

数学模型(mathematical model)就是用数学的语言、方法去近似地刻画实际,描述现实问题的数学公式、图形或算法。

数学模型可按不同的方式进行分类。

按照模型的应用领域,可分为人口模型、生物模型、生态模型、交通模型、环境模型、作战模型、社会模型、经济模型、医学模型、机械模型等。
按照建立模型的数学方法,可分为微分方程模型、几何模型、网络模型、运筹模型、随机模型等。
按照建模目的,可分为描述模型、分析模型、预测模型、决策模型、控制模型等。
按照对模型结构的了解程度,可分为白箱模型、灰箱模型、黑箱模型。白箱是指对所涉及问题的机理很清楚,黑箱是完全不了解问题的内部机理,灰箱则介于两者之间。
根据模型的表现形态还可分为:静态模型和动态模型、解析模型和数值模型、离散模型和连续模型、确定性模型和随机性模型。
数学模型和数学建模介绍
数学建模(mathematical modeling)就是通过建立数学模型来解决各种实际问题的方法,也就是通过对实际问题的抽象、简化,确定变量和参数,并应用某些规律建立起变量、参数之间的关系。求解该数学问题,解释、验证所得到的解,从而确定能否用于解决实际问题。数学建模最重要的特点在于它是一个接受实践检验、多次修改、逐渐完善的过程。

数学建模没有固定的格式和标准,也没有明确的方法,通常由明确问题、合理假设、搭建模型、求解模型、分析检验等五个步骤组成。

一个理想的数学模型,应尽可能满足以下两个条件:

模型的可靠性:在误差允许范围内,能正确反映客观实际;
模型的可解性:模型能够通过数学计算,得到可行解。
一个实际问题往往很复杂的,影响因素也有很多,要解决实际问题,就要将实际问题抽象简化、合理假设,确定变量和参数,建立合适的数学模型,并求解。模型的可靠性和可解性通常互相矛盾,一般总是在模型可解性的前提下力争较满意的可靠性。

㈡ 数学模型有哪些

数学建模常用模型主要有:
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
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)

㈢ 数学建模模型有哪些适合解决什么问题

数学模型有很多类,解决的问题从基本的原料供应关系到复杂的火箭升空、发动均可以建立模型,但是一般在大学学习的都是基本的一些定式模型,具体的你可以看书,大学数模班主要的是培训大家的基本编程能力、英语翻译阅读理解翻译和团队协作以及基本数学知识。

㈣ 常用的数学模型有哪些另外运用数学建模解题的关键点有哪些

首先,常用的数学模型有优化模型(主要是统计回归,包括对数据的处理,用到拟合,差值等等),微分方程模型(常微较多,偏微不常用),差分方程型(就是离散型,这类不能求导微分等等),概率论模型,还有什么图论啊 一些乱七八糟的 (以上我说的都是一些很基础的模型,复杂的模型差不多都是基于简单模型)
数学建模主要有三步,1.把实际问题转化成数学问题(这一般是竞赛前两天的工作);2.用数学知识和计算机知识(主要是MATLAB)解决数学问题;3.整理和完善,论文写作
我认为数学建模最重要的一步就是把实际问题转化成数学问题这一步,因为后面两步往往是不难的。
关键点有 1头脑要灵活一点,要大胆的想,考虑的因素要全面一点,但是呢,不能想出一个模型就马上建模,因为要考虑很多问题,比如是否可行(主要是实际的问题,比如合作模型中,合作中每个人得到的利益要大于等于没有合作时原来每个人的利益),比如建立的数学模型是否容易解决(比如你建立了一个常微分方程组,这个问题一般情况下好像数学家都还没给出解决,所以可想而知你和计算机能不能解决了,这个时候你应该考虑把问题巧妙地转换一下或者简化一下)
关键点之2,要找到实际问题之中和核心问题,然后由这个或者这几个核心(最好不要太多核心)来拓展。比如火箭三级助推这个问题,它的核心问题是对火箭质量改变规律的探究。然后呢,做完了核心问题的研究以后,想想实际的问题。比如,还是火箭助推这个问题,发现了助推器越多越好这个规律后,是不是就要用无穷级助推呢?显然不是,这就是后续的最优化问题。
你可以找个班去听听,或者借本书看看。(主要推荐姜启源的《数学建模》),然后自己试着建模,慢慢来。然后学一些知识,数学当然不能少(主要你要学运筹学,最优化等等,如果你想在建模中脱颖而出的话),还有要早点组队磨合,做好分工与合作。
论文一般没什么,主要就把你的思路清晰简洁的表达出来,结合图形,表格等等,然后语言要严谨,用词准确,能生动就更好了。(当然美国的数模竞赛还要你英语水平比较高才行)你可以去研读一些优秀论文,对你帮助很大的。
希望我能帮到你~

㈤ 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。

㈥ 常见的数学模型有哪些

1、生物学数学模型

2、医学数学模型

3、地质学数学模型

4、气象学数学模型

5、经济学数学模型

6、社会学数学模型

7、物理学数学模型

8、化学数学模型

9、天文学数学模型

10、工程学数学模型

11、管理学数学模型

(6)数学建模一般用什么数学模型扩展阅读

数学模型的历史可以追溯到人类开始使用数字的时代。随着人类使用数字,就不断地建立各种数学模型,以解决各种各样的实际问题。

数学模型这种数学结构是借助于数学符号刻划出来的某种系统的纯关系结构。从广义理解,数学模型包括数学中的各种概念,各种公式和各种理论。

因为它们都是由现实世界的原型抽象出来的,从这意义上讲,整个数学也可以说是一门关于数学模型的科学。从狭义理解,数学模型只指那些反映了特定问题或特定的具体事物系统的数学关系结构,这个意义上也可理解为联系一个系统中各变量间内的关系的数学表达。

㈦ 数学建模中求最优解需要什么数学模型

最优化方法是指在一系列客观或主观限制条件下,寻求合理分配有限资源使所关注的某个或多个指标达到最大(或最小)的数学理论和方法,是运筹学里一个十分重要的分支。

三个要素:决策变量decisionbariable,目标函数objectivefunction,约束条件constraints。

可行域:满足约束条件的所有x范围。

可行解:可行域上的每一个解称为可行解。

最优解:让目标函数达到最优的解。分为全局最优解和局部最优解。

最优值:最优解对应的目标函数的值。

建模背景

数学技术

近半个多世纪以来,随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用,而且以空前的广度和深度向经济、管理、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。

数学模型(Mathematical Model)是一种模拟,是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻画,它或能解释某些客观现象,或能预测未来的发展规律,或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。

数学模型一般并非现实问题的直接翻版,它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析,又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。这种应用知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程就称为数学建模(Mathematical Modeling)。

㈧ 常见30种数学建模模型是什么

1、蒙特卡罗算法。

2、数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法。

3、线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题。

4、图论算法。

5、动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法。

6、最优化理论的三大非经典算法。

7、网格算法和穷举法。

8、一些连续离散化方法。

9、数值分析算法。

10、图象处理算法。

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。

(8)数学建模一般用什么数学模型扩展阅读:

数学建模是一个让纯粹数学家(指只研究数学,而不关心数学在实际中的应用的数学家)变成物理学家、生物学家、经济学家甚至心理学家等等的过程。这里的实际现象既包涵具体的自然现象比如自由落体现象,也包含抽象的现象比如顾客对某种商品所取的价值倾向。这里的描述不但包括外在形态、内在机制的描述,也包括预测、试验和解释实际现象等内容。

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