数学建模理论总结三

发布 2023-05-17 22:06:28 阅读 9488

1. 问题分析(属于何种模型)

查阅资料、分析机理、做出合理假设。

机理常用**(深入研究,向实际工作者请教,提取经验数据)

1) 量纲分析法 eg:航船的阻力。

2) 数据分析法 eg:刹车、统计回归模型、酶促反应。

3) 事理明晰 eg:阻滞公式、鲑鱼生长(微生物分解)、人口。

4) 性质(公理)→近似f eg:彩票、shapely分益、实物交换、**指数、万有引力、(公平)选举。

5) 类比分析法 eg:差分阻滞模型。

6) 归一化、比较法 eg:公平席位分配。

7) 物理分析 eg:录像机计数器(面积、体积)、万有引力、双层玻璃功效(热学)、划艇比赛(力学、运动学)、动物身长、扬帆远航。

8) 边际理论 eg:报童卖报、生猪**时机、最优**、捕鱼模型。

9) 引用理论 eg:血管分支、经济增长模型中道格拉斯生产函数。

10) 最优化理论(显性):奶制品、钢管下料、自来水输送、选课(线性、非线性、整数规划【分标定界法】、混合规划等)(多目标规划)(非光滑→先适当光滑化)

11) 连续渐变(微分方程) eg:传染病等。

12) 守恒定律:香烟过滤嘴、双层玻璃、微生物分解污水。

13) 层次分析:(机理不甚明朗)

14) 图论模型:动态规划等。

2. 模型假设。

a简化问题,方便提取数据结构。

1) 变量之间关系明晰 eg:独立式以概述(独立性、相关性)

2) 使用函数或分数对模型进行描述,明晰交由求解处理: eg:广告费s(c)、生产计划制定。

3) 问题所处环境连续光滑 eg:椅子地面放置、交通车流、无定模型嵌入。

4) 较大数问题(离散→连续)eg:人口模型、微生物增长。

5) 变化规律常用线性规律逼近,先用函数描述 eg:刹车反应距离。

6) 客观经验模拟 eg:车流流量、航舰阻力f与sv2关系、**中人体体重区间。

7) 形态一致性假设 eg:划艇比赛船只、冰山托运中冰山为球形、货机装运中货物无空装载。

8) 分布规律 eg:游击战战士分布、货物检验常以函数形式明晰。

9) 生产能力或销售保证:次要矛盾忽视(贮存模型)

10) 定义相关标准 eg:选举准则、彩票规则。

11) 类比抽象 eg:药物在体内分布及排出。

12) 引用理论明晰 eg:开普勒定律、道格拉斯函数。

13) 处理唯一性 eg:流水线(传送系统的效率)

14) 无规律→随机事件 eg:人口模型中生死、订票中的失约。

b常规假设。

基本的符号约定假设、对应描述。

对问题分析中的机理系数化抽象并加以描述 eg:微生物生长(废水处理)

离散连续时段划分(鲑鱼数量的周期变化)等。

3. 模型建立。

根据假设及其机理抽象出数学结构(允许先提出相关定理如椅子放平核型、shaply分益等)

a参考方案如下。

1) 连续变化问题 eg:微分方程(组)、规划。

2) 物理规律明晰 eg:录像机模型、双层玻璃、刹车距离。

3) 假设的对应组合 eg:冰山运输。

4) 最优化 eg:单目标规划(整数规划等)、多目标规划、约束条件常用枚举。

5) 差分构造 eg:**体重。

6) 层次分析矩阵构造。

7) 图形的数字解析。

8) 泛函数构造。

b基本方案。

参照机理分析,尽量全面、清晰、干净、唯美地展示出模型。

4. 模型求解。

对问题未明晰的函数关系进一步明晰,查阅资料,引用统计数据确定模型的相关系数,进而根据核型使用适当的理论解决建立的模型。

a常规方案。

1) 微分方程极点、稳定平衡点、数值解。

2) 差分方程极限平衡值、倍周期收敛等。

3) 参数估计 eg:专家数据、现实规律观察、统计、个人喜好数据(权重)、测量等。

4) 最优化及其影子** eg:整数规划的灵敏度无意义。

5) 归一化理论提取 eg:q值法。

6) 对复杂机理式子取一阶泰勒展开式、线性逼近、去除干扰项等。

7) **:图论中帮助明晰答案。

8) 软件编程(←离散问题连续;非光滑约束→光滑化处理;相关数据删除)

b常常对问题逐步深入,体现在对系数的明晰程度上,提取出简单、能体现模型价值的定理、准则等。

c特殊方法。

计算机模拟。

参数估计、函数使用线性逼近(适合为前提)

5. 稳定性分析、灵敏度。

观察变量的变化,常指核型中系数的变化,这是对假设、求解时的理想化的一种改进。

1) 最优化问题 eg:影子**、允许增减量。

2) 相关系数检验、验证(模型检验中)

3) 微分方程参数对平衡点影响。

4) 差分方程参数变化对收敛性及其周期的影响。

5) 部分理想化假设发生变化时***如约束资源。

6) 极限数据分析 eg:个别现象分析。

7) 光滑化(约束非光滑)、对比分析效率、目标解等。

8) 微分方程相轨线分析、数值解稳定性分析(提出参数对应函数关系)

9) 对构造的实例函数进行优化(实例函数在求解时明晰的)【可以提出新的函数,也可以对参数进行分析】

10) 边界说明、提取分析。

6. 生产实践中常用的理论。

1) 大型货物需求服从possion分布 eg:钢琴销售。

2) 生物增长体现阻滞性生长规律。

3) 比较时使用相对性标准(归一化、q值)

4) 阻力与速度呈现关系(具体问题使用力学剖析)

5) 耗费与数量的近线性关系(可能为斜截型)

6) 纯利润型(忽略生产限制)

7) 图论 eg:最小路径(图的关联性提取)

8) 动态规划理论。

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