1 数学建模课程设计题目

发布 2022-10-04 01:45:28 阅读 6967

一、线性与非线性回归模型。

1、在某产品表明腐蚀刻线,下表是试验活得的腐蚀时间(x)与腐蚀深度(y)间的一组数据。试研究两变量(x,y)之间的关系。

其中:x---腐蚀时间(秒); 腐蚀深度(y)()

提示: 1)画出散点图,并观察y与x的关系;

2)求y关于x的线性回归方程:,求出a与b的值;

3)对模型和回归系数进行检验;

4)如:**x=120时的y的置信水平为0.95的**区间。

5)编程实现上述求解过程。

注:参考书目:1、《概率论与数理统计》,浙江大学编,高等教育出版社。

2、多元线性回归问题。

根据下述某猪场25头育肥猪4个胴体性状的数据资料,试进行瘦肉量y对眼肌面积(x1)、腿肉量(x2)、腰肉量(x3)的多元线性回归分析。

提示:1)画出散点图y与x1,y与x2,y与x3并观察y与x1,x2, x3的关系;

2)求y关于x1,x2, x3的线性回归方程:--1),求出的值;

3)对上述回归模型和回归系数进行检验;

4)再分别求y关于单个变量x1,x2, x3的线性回归方程:--2),-3),-4)求出的值;

分别求y关于两个变量x1,x2, x3的线性回归方程:--2’),34’)求出系数的值;并说明这六个回归方程对原来问题求解的优劣。

5)编程实现上述求解过程。

注:参考书目:1、《概率论与数理统计》,浙江大学编,高等教育出版社。

3、非线性回归问题。

给动物口服某种药物a 1000mg,每间隔1小时测定血药浓度(g/ml),得到表9-5的数据(血药浓度为5头供试动物的平均值)。血药浓度与服药时间测定结果表:

提示:1)画出散点图y与x,并观察y与x的关系;

2)求y关于x的一元线性回归方程:--1),求出的值;

3)对上述回归模型和回归系数进行检验;

4)再求y关于x的一元多项式线性回归方程。(如: -2))求出的值,并比较二个回归方程对原来问题求解的优劣。

5)编程实现上述求解过程。

注:参考书目:1、《概率论与数理统计》,浙江大学编,高等教育出版社。

二、线性规划模型。

1. 某厂生产三种产品i,ii,iii。每种产品要经过两道工序加工。

设该厂有两种规格的设备能完成工序,它们以表示;有三种规格的设备能完成工序,它们以表示。产品i可在任何一种规格设备上加工。产品ii可在任何规格的设备上加工,但完成工序时,只能在设备上加工;产品iii只能在与设备上加工。

已知在各种机床设备的单件工时,原材料费,产品销售**,各种设备有效台时以及满负荷操作时机床设备的费用如下表,要求安排最优的生产计划,使该厂利润最大。

注:参考书目:1、《运筹学》,《运筹学》教材编写组编,清华大学出版社。

2. 有四个工人,要指派他们分别完成4项工作,每人做各项工作所消耗的时间如下表:

问指派哪个人去完成哪项工作,可使总的消耗时间为最小?

注:参考书目:1、《运筹学》,《运筹学》教材编写组编,清华大学出版社。

3. 某战略轰炸机群奉命摧毁敌人军事目标。已知该目标有四个要害部位,只要摧毁其中之一即可达到目的。

为完成此项任务的汽油消耗量限制为48000升、重型炸弹48枚、轻型炸弹32枚。飞机携带重型炸弹时每升汽油可飞行2千米,带轻型炸弹时每升汽油可飞行3千米。又知每架飞机每次只能装载一枚炸弹,每出发轰炸一次除来回路程汽油消耗(空载时每升汽油可飞行4千米)外,起飞和降落每次各消耗100升。

有关数据如表所示。

为了使摧毁敌方军事目标的可能性最大,应如何确定飞机轰炸的方案,要求建立这个问题的线性规划模型。

注:参考书目:1、《运筹学》,《运筹学》教材编写组编,清华大学出版社。

三、图论模型。

1、北京(pe)、东京(t)、纽约(n)、墨西哥城(m)、伦敦(l)、巴黎(pa)各城市之间的航线距离如下表:

由上述交通网络的数据确定最小生成树。

注:参考书目:1、屈婉玲,耿素云等编著《离散数学》清华大学出版社。

2、某公司在六个城市中有分公司,从到的直接航程票价记在下述矩阵的位置上。(表示无直接航路),请帮助该公司设计一张城市到其它城市间的票价最便宜的路线图。

注:参考书目:1、屈婉玲,耿素云等编著《离散数学》清华大学出版社。

四、微分方程模型。

1、验证及改进马尔萨斯人口模型。

从1790—2024年间美国每隔10年的人口记录如表:

用以上数据拟合malthus(马尔萨斯)人口指数增长模型(注1)中参数,检验马尔萨斯(malthus)人口指数增长模型,根据检验结果进一步讨论马尔萨斯人口模型的改进。

1)按照表中的数据,用软件画出数据连线图;

2)写出微分方程(见注释)的解,代入初值,初值由上表定;

3)用数据拟合模型中的参数k ,写出人口增长方程;

4)验证你所得出的方程,分析是否完全符合现实数据(见注释的分析);

5)给出你的改进。

注释:马尔萨斯人口模型。

马尔萨斯(1766―1834,是英国经济学家和社会学家)在研究百余年的人口统计时发现:单位时间内人口的增加量与当时人口总数是成正比的。

马尔萨斯于2024年提出了著名的人口指数增长模型。

模型的基本假设:人口的增长率是常数,或者说,单位时间内人口的增长量与当时的人口数成正比。

以表示第年时的人口数,就表示第年时的人口数。是整数,为了利用微积分这一数学工具,将视为连续、可微函数。这样有:

其中为人口的增长率,当时,由上式得。

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