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2015数模1

2015数模1
2015数模1

B .

A

. C. D . 2015年初中数学中考模拟题

一、选择题(每小题3分,共42分)在每小题所给的四个选项中,只有一项是符合题目 1.下列计算正确的是

A .030=

B .33-=--

C .331-=-

D .39±= 2. 自上海世博会开幕以来,中国馆以其独特的造型吸引了世人的目光.据预测, 在会展期间,参观中国馆的人数估计可达到14 900 000,此数(保留两个有效 数字)用科学记数法表示是

A. 61.5010?

B.810149.0?

C.7109.14?

D. 7

1.510? 3.下列各图是选自历届世博会会徽中的图案,其中是中心对称图形的是

4. 不等式组213

3x x +??>-?

≤的解集在数轴上表示正确的是

5. 菱形

OABC 在平面直角坐标系中的位置如图所示,45AOC OC ∠==°,则点B 的坐标为

A .

B .

C .11),

D

.1)

5题图 6题图 8题图

6. 如图,D E ,分别为ABC △的AC ,BC 边的中点,将此三角形沿DE 折叠,使点C 落在AB 边上的点P 处.若48CDE ∠=°,则APD ∠等于

A .42°

B .48°

C .52°

D .58° 7. ()24-的算术平方根是: A. 4 B. 4± C. 2 D. 2± 8. 如图,为估计池塘岸边A B 、的距离,小方在池塘的一侧选取一点O ,测得15OA =米,OB =10米,A B 、间的距离不可能是

A .20米

B .15米

C .10米

D .5米

9. 如图,火车匀速通过隧道(隧道长大于火车长)时,火车进入隧道的时间x 与火车在隧道内的长度y 之间的关系用图象描述大致

O

A

B

A .

B .

C .

D .

A .

B .

C .

D .

10. 如图,PA 、PB 是⊙O 的切线,切点分别是A 、B ,如果∠P =60°, 那么∠AOB 等于

A. 60°

B. 90°

C. 120°

D. 150° 11. 如图,点A ,B

的顶点在线段AB 横坐标最小值为- A .-12. 把代数式 33x A .(3)(3x x y x y +-13.

则这15A .3,14. 如图,△ABC 0).以点C 为位似中心,在x 轴的下方作△ABC 的位似图形,并把△ABC 的边长放大到原来的2倍,记所得的像是△A ′B ′C .设点B 的对应点B ′的横坐标是a ,则点B 的横坐标是 A .12

a - B .1(1)2

a -+

C .1(1)2

a --

D .1(3)2

a -+ .

二、填空题:(本大题共5个小题,每小题3分,共15分)把答案填写在题中的横线上. 15. 已知圆锥的底面直径为4,母线长为6,则它的侧面展开图的圆心角为_____.

16. 有一组数据如下:2,3,a ,5,6,它们的平均数是4,则这组数据的方差是 . 17. 如图,直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AB ⊥BC ,AD = 2,将腰CD 以D 为中心逆时针旋转90°

至DE ,连接AE 、CE ,△ADE 的面积为3,则BC 的长为 . 18. 某校举行以“保护环境,从我做起”为主题的演讲比赛.经预赛,七、八年级各有一名同学进入决赛,九年级有两名同学进入决赛.前两名都是九年级同学的概率是 . 19. 如图,正方形ABCD 边长为4,以BC 为直径的半圆O 交对角线BD 于E .则直线CD 与⊙O 的位置关系是 _____,阴影部分面积为(结果保留π) _______.

三、解答题:(共63分)

20. (本题6分)计算:(π-2011)0 +(sin60?)-1-︱tan30?-3︱+38.

21.(本题6分)化简: )21

2(112a

a a a a a +-+÷--

.

22. 如图,BD 为⊙O 的直径,点A 是弧BC 的中点,AD 交BC 于E 点,AE=2,ED=4.

(1)求证: ABE ?~ABD ?; 2) 求tan ADB ∠的值;

(3)延长BC 至F ,连接FD ,使BDF ?的面积等于 求EDF ∠的度数.

23.(本题10分)某市政府大力扶持大学生创业.李明在政府的扶持下投资销 售一种进价为每件20元的护眼台灯.销售过程中发现,每月销售量y (件)与

销售单价x (元)之间的关系可近似的看作一次函数:10500y x =-+.

(1)设李明每月获得利润为w (元),当销售单价定为多少元时,每月可获 得最大利润?

(2)如果李明想要每月获得2000元的利润,那么销售单价应定为多少元? (3)根据物价部门规定,这种护眼台灯的销售单价不得高于32元,如果李

明想要每月获得的利润不低于2000元,那么他每月的成本最少需要多少元?(成本=进价×销售量)

24.(本题10分)如图,四边形ABCD 是边长为2的正方形,点G 是BC 延长线上一点,连结AG ,点E 、F 分别在AG 上,连接BE 、DF ,∠1=∠2 , ∠3=∠4.

(1)证明:△ABE≌△DAF; (2)若∠AGB=30°,求EF 的长.

题图

24A

B

D

O

E

19题图

25 (本题10分)如图,台风中心位于点P ,并沿东北方向PQ 移动,已知台风移动的速度为30千米/时,受影响区域的半径为200千米,B 市位于点P 的北偏东75°方向上,距离点P

320千米处. (1) 说明本次台风会影响B 市; (2)求这次台风影响B 市的时间.

26.(本题13分) 如图,二次函数c x y +-=221的图象经过点D ??? ?

?

-29,3,与x 轴交于A 、

B 两点.⑴求c 的值;⑵如图①,设点

C 为该二次函数的图象在x 轴上方的一点,直线AC 将四

边形ABCD 的面积二等分,试证明线段BD 被直线AC 平分,并求此时直线AC 的函数解析式;

⑶设点P 、Q 为该二次函数的图象在x 轴上方的两个动点,试猜想:是否存在这样的点P 、Q ,使△AQP ≌△ABP ?如果存在,请举例验证你的猜想;如果不存在,请说明理由.(图②供选用)

2015全国大学生数学建模竞赛B题

“互联网+”时代的出租车资源配置 摘要 随着“互联网+”时代的到来,针对当今社会“打车难”的问题,多家公司建立了打车软件服务平台,并推出了多种补贴方案,这无论是对乘客和司机自身需求还是对出租车行业发展都具有一定的现实意义。本文依靠ISM解释结构、AHP-模糊综合评价、价格需求理论、线性规划等模型依次较好的解决了三个问题。 对于问题一求解不同时空出租车资源“供求匹配”程度的问题,本文先将ISM模型里的层级隶属关系进行改进,将影响出租车供求匹配的12个子因素分为时间、空间、经济、其它共四类组合,然后使用经过改进的AHP-模糊综合评价方法建立模型,提出了出租车空载率这一指标作为评价因子的方案,来分析冬季某节假日市南岗区出租车资源“供求匹配”程度。通过代入由1-9标度法确定的各因素相互影响的系数,得出各个影响因素的权重大小,利用无量纲化处理各影响因素,得出最终评判因子为0.3062,根据“供求匹配”标准,得出市南岗区出租车资源“供求匹配”程度处于供需合理状态的结论。同理,也得到了市不同区县、不同时间的供求匹配程度,最后作出市出租车“供求匹配”程度图。 对于问题二我们运用价格需求理论建立模型,以补贴前后打车人数比值与空驶率变化分别对滴滴和快的两个公司的不同补贴方案进行求解,依次得到补贴后对应的打车人数及空驶率的变化,再和无补贴时的状态对比,最后得出结论:当各公司补贴金额大于5元时,打车容易,即补贴方案能够缓解“打车难”的状况;当补贴小于5元时,不能缓解“打车难”的状况。 对于问题三,在问题二的模型下,建立了一个寻找最优补贴金额的优化模型,利用lingo软件[1]进行求解算出最佳补贴金额为8元,然后将这个值带入问题二的模型进行验证,经论证合理后将补贴金额按照4种分配方案分配给司机乘客。关键词:ISM解释结构模型;AHP-模糊综合评价;价格需求理论;线性规划

2003年数学建模A题

2003高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 (请先阅读“对论文格式的统一要求”) A题 SARS的传播 SARS(Severe Acute Respiratory Syndrome,严重急性呼吸道综合症, 俗称:非典型肺炎)是21世纪第一个在世界范围内传播的传染病。SARS的爆发和蔓延给我国的经济发展和人民生活带来了很大影响,我们从中得到了许多重要的经验和教训,认识到定量地研究传染病的传播规律、为预测和控制传染病蔓延创造条件的重要性。请你们对SARS 的传播建立数学模型,具体要求如下: (1)对附件1所提供的一个早期的模型,评价其合理性和实用性。 (2)建立你们自己的模型,说明为什么优于附件1中的模型;特别要说明怎样才能建立一个真正能够预测以及能为预防和控制提供可靠、足够的信息的模型,这样做的困难在哪里?对于卫生部门所采取的措施做出评论,如:提前或延后5天采取严格的隔离措施,对疫情传播所造成的影响做出估计。附件2提供的数据供参考。

(3)收集SARS对经济某个方面影响的数据,建立相应的数学模型并进行预测。附件3提供的数据供参考。 (4)给当地报刊写一篇通俗短文,说明建立传染病数学模型的重要性。 附件1: SARS疫情分析及对北京疫情走势的预测 2003年5月8日 在病例数比较多的地区,用数理模型作分析有一定意义。前几天,XXX老师用解析公式分析了北京SARS疫情前期的走势。在此基础上,我们加入了每个病人可以传染他人的期限(由于被严格隔离、治愈、死亡等),并考虑在不同阶段社会条件下传染概率的变化,然后先分析香港和广东的情况以获得比较合理的参数,最后初步预测北京的疫情走势。希望这种分析能对认识疫情,安排后续的工作生活有帮助。 1 模型与参数 假定初始时刻的病例数为N0,平均每病人每天可传染K个人(K

2015年全国大学生数学建模C题月上柳梢头

2015高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》(以下简称为“竞赛章程和参赛规则”,可从全国大学生数学建模竞赛下载)。 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括、电子、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们重承诺,严格遵守竞赛章程和参赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。 我们参赛选择的题号(从A/B/C/D中选择一项填写): 我们的报名参赛队号(12位数字全国统一编号): 参赛学校(完整的学校全称,不含院系名): 参赛队员(打印并签名) :1. 2. 3.

指导教师或指导教师组负责人(打印并签名): 日期:年月日 (此承诺书打印签名后作为纸质论文的封面,注意电子版论文中不得出现此页。以上容请仔细核对,特别是参赛队号,如填写错误,论文可能被取消评奖资格。) 赛区评阅编号(由赛区组委会填写): 2015高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅记录(可供赛区评阅时使用):

送全国评奖统一编号(由赛区组委会填写): 全国评阅统一编号(由全国组委会填写): 此编号专用页仅供赛区和全国评阅使用,参赛队打印后装订到纸质论文的第二页上。注意电子版论文中不得出现此页,即电子版论文的第一页为标题和摘要页。 月上柳梢头

2015年B题数学建模_滴滴打车模型分析

2015 数学建模B题 (公选课) 后打车时代究竟能走多远 --基于数学分析的打车软件盈利模式的评估体系 1.摘要 打车软件作为新兴的交易平台,增加了交易机会。且与街头扬招方式相比,打车软件优势也很明显,它可以让出租车司机迅速找到它的客户。出租车正在寻找客人而“空跑”。打车软件的出现则改变了这种信息不对称,大大降低了司机的“空载率”,减少了司机和乘客之间的交易成本——司机扫街和乘客扫街的时间成本。 其次,改变了支付方式。传统现金交易有两个弊病,一是安全性。另外,大量现金交易增加了司机的交易成本:时不时收到假钞,蒙受经济损失;每周几次到银行存钱也增加了时间成本。这些优势就使得打车软件极具有盈利的可能,只有软件找到用户并增强对他们的粘性,就有许多渠道来针对他们来盈利。 随着近两年打车软件的兴起,从原先40多款打车软件的百花齐放演变成现在的嘀嘀、快的双雄争霸,市场竞争也趋于白热化。2014年伊始,嘀嘀打车和快的打车进入史上空前的“烧钱大战”,在高峰期甚至达到2月17日乘客返现10—15元,新司机首单立奖50元,而且每单都有补贴十块。目前两大打车软件纷纷将针对乘客的补贴降至3元/单,对司机端的补贴,嘀嘀是5元/单,快的4元/单。部分城市的嘀嘀打车更已取消“立减优惠”,取而代之的是“用嘀嘀添新衣”的广告或改送购物网站现金券。那么,在后打车时代,滴滴打车这类打车软件还能走多远了?我们通过对打车软件盈利模式的研究来探索这个问题。 关键词:空载率,支付方式,交易成本,后打车时代2.模型的假设 ①打车软件开拓的市场基本成熟,大公司的投资也不再,补贴也不再, 利用生活服务来增强对用户的粘性。 ②假设软件公司为用户提高的生活服务质量日趋完善,出租车司机的

数学建模全国赛07年A题一等奖论文

关于中国人口增长趋势的研究 【摘要】 本文从中国的实际情况和人口增长的特点出发,针对中国未来人口的老龄化、出生人口性别比以及乡村人口城镇化等,提出了Logistic、灰色预测、动态模拟等方法进行建模预测。 首先,本文建立了Logistic阻滞增长模型,在最简单的假设下,依照中国人口的历史数据,运用线形最小二乘法对其进行拟合,对2007至2020年的人口数目进行了预测,得出在2015年时,中国人口有13.59亿。在此模型中,由于并没有考虑人口的年龄、出生人数男女比例等因素,只是粗略的进行了预测,所以只对中短期人口做了预测,理论上很好,实用性不强,有一定的局限性。 然后,为了减少人口的出生和死亡这些随机事件对预测的影响,本文建立了GM(1,1) 灰色预测模型,对2007至2050年的人口数目进行了预测,同时还用1990至2005年的人口数据对模型进行了误差检验,结果表明,此模型的精度较高,适合中长期的预测,得出2030年时,中国人口有14.135亿。与阻滞增长模型相同,本模型也没有考虑年龄一类的因素,只是做出了人口总数的预测,没有进一步深入。 为了对人口结构、男女比例、人口老龄化等作深入研究,本文利用动态模拟的方法建立模型三,并对数据作了如下处理:取平均消除异常值、对死亡率拟合、求出2001年市镇乡男女各年龄人口数目、城镇化水平拟合。在此基础上,预测出人口的峰值,适婚年龄的男女数量的差值,人口老龄化程度,城镇化水平,人口抚养比以及我国“人口红利”时期。在模型求解的过程中,还对政府部门提出了一些有针对性的建议。此模型可以对未来人口做出细致的预测,但是需要处理的数据量较大,并且对初始数据的准确性要求较高。接着,我们对对模型三进行了改进,考虑人为因素的作用,加入控制因子,使得所预测的结果更具有实际意义。 在灵敏度分析中,首先针对死亡率发展因子θ进行了灵敏度分析,发现人口数量对于θ的灵敏度并不高,然后对男女出生比例进行灵敏度分析得出其灵敏度系数为0.8850,最后对妇女生育率进行了灵敏度分析,发现在生育率在由低到高的变化过程中,其灵敏度在不断增大。 最后,本文对模型进行了评价,特别指出了各个模型的优缺点,同时也对模型进行了合理性分析,针对我国的人口情况给政府提出了建议。 关键字:Logistic模型灰色预测动态模拟 Compertz函数

2015全国大学生数学建模竞赛D题答案

2015高教社杯全国大学生数学建模竞赛D题评阅要点 [说明]本要点仅供参考,各赛区评阅组应根据对题目的理解及学生的解答,自主地进行评阅。本题的难点在于通过学习国家相关政策文件,理解真实案例中一次项目规划中的各种约束条件,以此为基础建立成本核算体系,借助各类模型或算法,衡量并调整众筹筑屋规划方案,以实现不同目标的优化问题。 评阅时请关注如下方面:建模的准备工作(对题目的正确理解,文献查询,核算模型的依据),模型的建立、求解、求解方法的灵活性和分析方法,计算程序的可运行性,结果的表述,合理性分析及其模型的拓广。 问题1:众筹筑屋规划方案Ⅰ的核算流程 需熟悉众筹筑屋的新型房地产形势,包括结合实际需求,考虑容积率约束,考虑税务和预估纯收益,这其中包括土地增值税的计算、对取得土地使用权所支付的金额、开发成本、开发费用、与之有关的税金、其它扣除项目等核算,并对核算方式进行说明,应该有文献支持。原始方案(规划方案Ⅰ)的核算: 结合附件中的数据,使用已建立的核算模型对原始开发方案进行一次核算,给出建设规划方案Ⅰ的总购房款、增值税、纯利润、容积率、总套数等计算结果。 问题2:考虑参筹者平均购买意愿最大的建设规划方案 建立模型,给出合理的约束项和目标函数,并解释。注意考虑必要的套数上下限约束和目标函数的非线性。 选取合适的算法进行求解,并对结果给出合理的解释。 问题3:项目能成功执行的建设规划方案 对问题2中的方案进行核算,得出投资回报率低于25%的结论,对方案进行改进。建立或修改得到新模型,包含投资回报率需达到25%的约束,建立单目标非线性整数优化问题,注意目标函数与约束中均存在非线性,同时目标函数中存在分段的特性,寻求算法并求解,对于求解结果进行合理解释。

2012-2015数学建模国赛题目

(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”) A题葡萄酒的评价 确定葡萄酒质量时一般是通过聘请一批有资质的评酒员进行品评。每个评酒员在对葡萄酒进行品尝后对其分类指标打分,然后求和得到其总分,从而确定葡萄酒的质量。酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量有直接的关系,葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标会在一定程度上反映葡萄酒和葡萄的质量。附件1给出了某一年份一些葡萄酒的评价结果,附件2和附件3分别给出了该年份这些葡萄酒的和酿酒葡萄的成分数据。请尝试建立数学模型讨论下列问题: 1. 分析附件1中两组评酒员的评价结果有无显著性差异,哪一组结果更可信? 2. 根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级。 3. 分析酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系。 4.分析酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标对葡萄酒质量的影响,并论证能否用葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量? 附件1:葡萄酒品尝评分表(含4个表格) 附件2:葡萄和葡萄酒的理化指标(含2个表格) 附件3:葡萄和葡萄酒的芳香物质(含4个表格)

(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”) B题太阳能小屋的设计 在设计太阳能小屋时,需在建筑物外表面(屋顶及外墙)铺设光伏电池,光伏电池组件所产生的直流电需要经过逆变器转换成220V交流电才能供家庭使用,并将剩余电量输入电网。不同种类的光伏电池每峰瓦的价格差别很大,且每峰瓦的实际发电效率或发电量还受诸多因素的影响,如太阳辐射强度、光线入射角、环境、建筑物所处的地理纬度、地区的气候与气象条件、安装部位及方式(贴附或架空)等。因此,在太阳能小屋的设计中,研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设是很重要的问题。 附件1-7提供了相关信息。请参考附件提供的数据,对下列三个问题,分别给出小屋外表面光伏电池的铺设方案,使小屋的全年太阳能光伏发电总量尽可能大,而单位发电量的费用尽可能小,并计算出小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量、经济效益(当前民用电价按0.5元/kWh计算)及投资的回收年限。 在求解每个问题时,都要求配有图示,给出小屋各外表面电池组件铺设分组阵列图形及组件连接方式(串、并联)示意图,也要给出电池组件分组阵列容量及选配逆变器规格列表。 在同一表面采用两种或两种以上类型的光伏电池组件时,同一型号的电池板可串联,而不同型号的电池板不可串联。在不同表面上,即使是相同型号的电池也不能进行串、并联连接。应注意分组连接方式及逆变器的选配。 问题1:请根据山西省大同市的气象数据,仅考虑贴附安装方式,选定光伏电池组件,对小屋(见附件2)的部分外表面进行铺设,并根据电池组件分组数量和容量,选配相应的逆变器的容量和数量。 问题2:电池板的朝向与倾角均会影响到光伏电池的工作效率,请选择架空方式安装光伏电池,重新考虑问题1。 问题3:根据附件7给出的小屋建筑要求,请为大同市重新设计一个小屋,要求画出小屋的外形图,并对所设计小屋的外表面优化铺设光伏电池,给出铺设及分组连接方式,选配逆变器,计算相应结果。 附件1:光伏电池组件的分组及逆变器选择的要求 附件2:给定小屋的外观尺寸图

2015年全国大学生数学建模比赛A题一等奖论文

太阳影子定位问题 摘要 目前,如何确定视频的拍摄地点和拍摄日期是计算机视觉的热点研究问题,是视频数据分析的重要方面,有重要的研究意义。本文通过建立数学模型,给出了通过分析视频中物体的太阳影子变化,确定视频拍摄的地点和日期的方法。 对于问题一,建立空间三维直角坐标系和球面坐标系对直杆投影和地球进行数学抽象,引入地方时、北京时间、太阳赤纬、杆长、太阳高度角等五个参数,建立了太阳光下物体影子的长度变化综合模型。求解过程中,利用问题所给的数据,得到太阳赤纬等变量,将太阳赤纬等参量代入模型,求得了北京地区的9:00至15:00的影子长度变化曲线,当12:09时,影子长度最短;并分析出影长随这些参数的变化规律,利用控制变量法思想,总结了五个参数与影子长度的关系。最后进行模型检验,将该模型运用于东京、西藏两地,得到了这两座城市的影长变化规律曲线,发现变化规律符合实际两地实际情况。 对于问题二,为了消除不同直角坐标系带来的影响,将实际坐标转换为二次曲线的极坐标,建立了极坐标下基于多层优化搜索算法的空间匹配优化模型。求解时,先将未知点的直角坐标系的点转换为极坐标,然后设计了多层优化搜索算法,通过多次不同精度的搜索,最后得出实际观测点的经纬度为东经E115?北纬N25?。同时对模型进行验证,实地测量了现居住地的某个时间段的值,通过模型二来求解出现居住地的经纬度,分析了误差产生的原因:大气层的折射和拟合误差。 对于问题三,将极坐标转换后的基本模型转换为优化模型,建立了基于遗传算法的时空匹配优化模型。将目标函数作为个体的适应度函数,将经度纬度及日期作为待求解变量,用遗传算法进行求解,得到可能的经度纬度及其日期:北纬20度,东经114度,5月21日;北纬20度,东经114度,7月24日;东经94.5度,北纬33.8度,6月19日。最后,将遗传算法与多层优化搜索算法进行对比分析,得出遗传算法的求解效率和求解精度均优于多层次搜索算法。 对于问题四,首先将视频材料以1min为间隔进行采样得到41帧(静态图片),将这些静止图片先利用matlab进行处理,后进行阀值归一化处理,得到这些帧的灰度值矩阵。在图片上建立参考模型,获得影子端点的参考位置。利用投影系统和模型二,建立了基于图形处理的视频拍摄地点搜索模型。利用模型二中多层搜索算法,求得满足精度的最优地点。最优的地点是:东经119,北纬48.7,在内蒙古的呼伦贝尔市。同时假设日期是未知量,将模型四与模型三相结合,得到了可能的地点和时间,并分析了可能出现误差的原因,最后回答了当视频日期未知,也可以确定其位置和日期。 最后,给出了模型的优缺点和改进方案。 关键词:极坐标化,多层优化搜索算法,遗传算法,图像处理,MATLAB

2012-2015数学建模国赛题目

2012-2015数学建模国赛题目

2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”) A题葡萄酒的评价 确定葡萄酒质量时一般是通过聘请一批有资质的评酒员进行品评。每个评酒员在对葡萄酒进行品尝后对其分类指标打分,然后求和得到其总分,从而确定葡萄酒的质量。酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量有直接的关系,葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标会在一定程度上反映葡萄酒和葡萄的质量。附件1给出了某一年份一些葡萄酒的评价结果,附件2和附件3分别给出了该年份这些葡萄酒的和酿酒葡萄的成分数据。请尝试建立数学模型讨论下列问题: 1. 分析附件1中两组评酒员的评价结果有无显著性差异,哪一组结果更可 信? 2. 根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级。 3. 分析酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系。 4.分析酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标对葡萄酒质量的影响,并论证能否用葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量? 附件1:葡萄酒品尝评分表(含4个表格) 附件2:葡萄和葡萄酒的理化指标(含2个表格) 附件3:葡萄和葡萄酒的芳香物质(含4个表格)

2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”) B题太阳能小屋的设计 在设计太阳能小屋时,需在建筑物外表面(屋顶及外墙)铺设光伏电池,光伏电池组件所产生的直流电需要经过逆变器转换成220V交流电才能供家庭使用,并将剩余电量输入电网。不同种类的光伏电池每峰瓦的价格差别很大,且每峰瓦的实际发电效率或发电量还受诸多因素的影响,如太阳辐射强度、光线入射角、环境、建筑物所处的地理纬度、地区的气候与气象条件、安装部位及方式(贴附或架空)等。因此,在太阳能小屋的设计中,研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设是很重要的问题。 附件1-7提供了相关信息。请参考附件提供的数据,对下列三个问题,分别给出小屋外表面光伏电池的铺设方案,使小屋的全年太阳能光伏发电总量尽可能大,而单位发电量的费用尽可能小,并计算出小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量、经济效益(当前民用电价按0.5元/kWh 计算)及投资的回收年限。

2015年全国研究生数学建模竞赛D题

面向节能的单/多列车优化决策问题 轨道交通系统的能耗是指列车牵引、通风空调、电梯、照明、给排水、弱电等设备产生的能耗。根据统计数据,列车牵引能耗占轨道交通系统总能耗40%以上。在低碳环保、节能减排日益受到关注的情况下,针对减少列车牵引能耗的列车运行优化控制近年来成为轨道交通领域的重要研究方向。 1.列车运行过程 列车在站间运行时会根据线路条件、自身列车特性、前方线路状况计算出一个限制速度。 列车运行过程中不允许超过此限制速度。限制速度会周期性更新。在限制速度的约束下列车通常包含四种运行工况:牵引、巡航、惰行和制动。 ●牵引阶段:列车加速,发动机处于耗能状态。 ●巡航阶段:列车匀速,列车所受合力为0,列车是需要牵引还是需要制动取决于列 车当时受到的总阻力。 ●惰行阶段:列车既不牵引也不制动,列车运行状态取决于受到的列车总阻力,发动 机不耗能。 ●制动阶段:列车减速,发动机不耗能。如果列车采用再生制动技术,此时可以将动 能转换为电能反馈回供电系统供其他用电设备使用,例如其他正在牵引的列车或者 本列车的空调等(本列车空调的耗能较小,通常忽略不计)。 如果车站间距离较短,列车一般采用“牵引-惰行-制动”的策略运行。如果站间距离 较长,列车通常会采用牵引到接近限制速度后,交替使用惰行、巡航、牵引三种工 况,直至接近下一车站采用制动进站停车。 速度 i1i2i3 i0i4 图 1 列车站间运行曲线 2.列车动力学模型 列车在运行过程中,实际受力状态非常复杂。采用单质点模型是一种常见的简化方法。单质点模型将列车视为单质点,列车运动符合牛顿运动学定律。其受力可分为四类:重力G在轨道垂直方向上的分力与受到轨道的托力抵消,列车牵引力F,列车制动力B 和列车运行总阻力W。

2015全国赛数学建模

A题太阳影子定位 如何确定视频的拍摄地点和拍摄日期是视频数据分析的重要方面,太阳影子定位技术就是通过分析视频中物体的太阳影子变化,确定视频拍摄的地点和日期的一种方法。 1.建立影子长度变化的数学模型,分析影子长度关于各个参数的变化规律,并应用你们建立的模型画出2015年10月22日北京时间 9:00-15:00之间天安门广场(北纬39度54分26秒,东经116度23分29秒)3米高的直杆的太阳影子长度的变化曲线。 2.根据某固定直杆在水平地面上的太阳影子顶点坐标数据,建立数学模型确定直杆所处的地点。将你们的模型应用于附件1的影子顶点坐标数据,给出若干个可能的地点。 3. 根据某固定直杆在水平地面上的太阳影子顶点坐标数据,建立数学模型确定直杆所处的地点和日期。将你们的模型分别应用于附件2和附件3的影子顶点坐标数据,给出若干个可能的地点与日期。4.附件4为一根直杆在太阳下的影子变化的视频,并且已通过某种方式估计出直杆的高度为2米。请建立确定视频拍摄地点的数学模型,并应用你们的模型给出若干个可能的拍摄地点。 如果拍摄日期未知,你能否根据视频确定出拍摄地点与日期? B题“互联网+”时代的出租车资源配置 出租车是市民出行的重要交通工具之一,“打车难”是人们关注的一个社会热点问题。随着“互联网+”时代的到来,有多家公司依托移

动互联网建立了打车软件服务平台,实现了乘客与出租车司机之间的信息互通,同时推出了多种出租车的补贴方案。 请你们搜集相关数据,建立数学模型研究如下问题: (1) 试建立合理的指标,并分析不同时空出租车资源的“供求匹配”程度。 (2) 分析各公司的出租车补贴方案是否对“缓解打车难”有帮助? (3) 如果要创建一个新的打车软件服务平台,你们将设计什么样的补贴方案,并论证其合理性。 C题月上柳梢头 “月上柳梢头,人约黄昏后”是北宋学者欧阳修的名句,写的是与佳人相约的情景。请用天文学的观点赏析该名句,并进行如下的讨论:1. 定义“月上柳梢头”时月亮在空中的角度和什么时间称为“黄昏后”。根据天文学的基本知识,在适当简化的基础上,建立数学模型,分别确定“月上柳梢头”和“人约黄昏后”发生的日期与时间。并根据已有的天文资料(如太阳和月亮在天空中的位置、日出日没时刻、月出月没时刻)验证所建模型的合理性。 2. 根据所建立的模型,分析2016年北京地区“月上柳梢头,人约黄昏后”发生的日期与时间。根据模型判断2016年在哈尔滨、上海、广州、昆明、成都、乌鲁木齐是否能发生这一情景?如果能,请给出相应的日期与时间;如果不能,请给出原因。

2015年全国大学生数学建模竞赛A题.

太阳影子定位 (一)摘要 根据影子的形成原理和影子随时间的变化规律,可以建立时间、太阳位置和影子轨迹的数学模型,利用影子轨迹图和时间可以推算出地点等信息,从而进行视频数据分析可以确定视频的拍摄地点。本文根据此模型求解确定时间地点影子的运动轨迹和对于已知运动求解地点或日期。 直立杆的影子的位置在一天中随太阳的位置不断变化,而其自身的所在的经纬度以及时间都会影响到影子的变化。但是影子的变化是一个连续的轨迹,可以用一个连续的函数来表达。我们可以利用这根长直杆顶端的影子的变化轨迹来描述直立杆的影子。众所周知,地球是围绕太阳进行公转的,但是我们可以利用相对运动的原理,将地球围绕太阳的运动看成是太阳围绕地球转动。 我们在解决问题一的时候,利用题目中所给出的日期、经纬度和时间,来解出太阳高度角h,太阳方位角Α,赤纬角δ,时角Ω,直杆高度H和影子端点位置(x0,y o),从而建立数学模型。影子的端点坐标是属于时间的函数,所以可以借助时间写出参数方程来描述影子轨迹的变化。问题二中给出了日期和随时间影子端点的坐标变化,可以根据坐标变化求出运用软件拟合出曲线找到在正午时纵坐标最小,横坐标最大,影子最短的北京时间,根据时差与经度的关系,求出测量地点的经度。根据太阳方位角Α,赤纬角δ,时角Ω,可以求出太阳高度角h。再结合问题一中的表达式,建立方程求解测量地点的纬度Ф。我们在求解第三问的思路也是沿用之间的模型,但第三问上需要解出日期。 对于问题四的求解,先获取自然图像序列或者视频帧,并对每一帧图像检测出影子的轨迹点;然后确定多个灭点,并拟合出地平线;拟合互相垂直的灭点,计算出仿射纠正和投影纠正矩阵;进而还原出经过度量纠正的世界坐标;在拟合出经过度量纠正世界坐标中的影子点的轨迹,利用前面几问中的关系求出经纬度。 关键字:太阳影子轨迹Matlab 曲线拟合

2012-2015数学建模国赛题目

2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规 范”) A题 葡萄酒的评价 确定葡萄酒质量时一般是通过聘请一批有资质的评酒员进行品评。每个评酒员在对葡萄酒进行品尝后对其分类指标打分,然后求和得到其总分,从而确定葡萄酒的质量。酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量有直接的关系,葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标会在一定程度上反映葡萄酒和葡萄的质量。附件1给出了某一年份一些葡萄酒的评价结果,附件2和附件3分别给出了该年份这些葡萄酒的和酿酒葡萄的成分数据。请尝试建立数学模型讨论下列问题: 1. 分析附件1中两组评酒员的评价结果有无显著性差异,哪 一组结果更可信? 2. 根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级。 3. 分析酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系。 4.分析酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标对葡萄酒质量的影响,并论证能否用葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量? 附件1:葡萄酒品尝评分表(含4个表格) 附件2:葡萄和葡萄酒的理化指标(含2个表格) 附件3:葡萄和葡萄酒的芳香物质(含4个表格)

2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规 范”) B题太阳能小屋的设计 在设计太阳能小屋时,需在建筑物外表面(屋顶及外墙)铺设光伏电池,光伏电池组件所产生的直流电需要经过逆变器转换成220V交流电才能供家庭使用,并将剩余电量输入电网。不同种类的光伏电池每峰瓦的价格差别很大,且每峰瓦的实际发电效率或发电量还受诸多因素的影响,如太阳辐射强度、光线入射角、环境、建筑物所处的地理纬度、地区的气候与气象条件、安装部位及方式(贴附或架空)等。因此,在太阳能小屋的设计中,研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设是很重要的问题。 附件1-7提供了相关信息。请参考附件提供的数据,对下列三个问题,分别给出小屋外表面光伏电池的铺设方案,使小屋的全年太阳能光伏发电总量尽可能大,而单位发电量的费用尽可能小,并计算出小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量、经济效益(当前民用电价按0.5 元/kWh计算)及投资的回收年限。 在求解每个问题时,都要求配有图示,给出小屋各外表面电池组件铺设分组阵列图形及组件连接方式(串、并联)示意图,也要给出电池组件分组阵列容量及选配逆变器规格列表。 在同一表面采用两种或两种以上类型的光伏电池组件时,同一型号的电池板可串联,而不同型号的电池板不可串联。在不同表面上,即使是相同型号的电池也不能进行串、并联连接。应注意分组连接方式及逆

2015_MCM_Problem_A 2015年数学建模美赛A题

PROBLEM A: Eradicating Ebola The world medical association has announced that their new medication could stop Ebola and cure patients whose disease is not advanced. Build a realistic, sensible, and useful model that considers not only the spread of the disease, the quantity of the medicine needed, possible feasible delivery systems, locations of delivery, speed of manufacturing of the vaccine or drug, but also any other critical factors your team considers necessary as part of the model to optimize the eradication of Ebola, or at least its current strain. In addition to your modeling approach for the contest, prepare a 1-2 page non-technical letter for the world medical association to use in their announcement.

2015数学建模国赛论文设计A题

利用影子确定视频拍摄地点和日期的 建模和算法 摘要 本文研究的问题是如何通过分析视频中物体的太阳影子变化,确定视频拍摄的地点和日期。 建模整体思路是,先建立一系列分析用到的物理量,设定一些假设和约束条件,使得问题求解有可行性,之后对这些物理量进行演绎。 建模使用的软件平台主要是matlab ,分析用到的主要参量是太阳赤纬、时角、高度角、方位角、纬度,分析过程当中用到的方法有,建立物理概念,明确物理意义,比如引用天球坐标系的概念,在天球坐标系的基础上进行物理分析,通过对建立的参变量进行物理关系的推导,形成公式体系进行求解,对题目所给予的影子坐标数据进行适当变换处理,使用matlab 进行合理的拟合,对于用公式法和方程法没法顺利解决的问题使用穷举法作为解题的补充,对于视频中坐标的取法用到了坐标转换的思想。 其中主要公式有 1.cos sin sin cosh A δω= 2.tanh H L = 3. sinh sin sin cos cosh cos A ?δ? -= 4. sinh=cos Ωcos φcos δ+sin φsin δ 第一问,通过物理量变换,先求出高度角,进而得到影子长度与时间变化关系。 第二问,拟合点求经度,取点套公式求纬度。 第三问,方程思想,过程复杂,采用穷举法近似实现求解。 第四问,难点在于通过视频分析,得到影子端点的变化坐标,进而将问题转化成第二问,已知日期(太阳赤纬),时间(时角),求解经度纬度。 关键词:天球坐标系 物理量演绎分析 matlab 数据拟合分析 二元方程组近似穷举法 坐标转换思想

1.问题重述与分析 如何确定视频的拍摄地点和拍摄日期是视频数据分析的重要方面,太阳影子定位技术就是通过分析视频中物体的太阳影子变化,确定视频拍摄的地点和日期的一种方法。 1.建立影子长度变化的数学模型,分析影子长度关于各个参数的变化规律,并应 用你们建立的模型画出2015年10月22日北京时间9:00-15:00之间天安门广 场(北纬39度54分26秒,东经116度23分29秒)3米高的直杆的太阳影子长度的变化曲线。 分析:模型的参数有经度(地方时),纬度,日期(太阳赤纬) 如果能够根据这三个变量建立相关模型,则地球上任意地点任意时刻的物体影子的形状和方位都能够确定 2.根据某固定直杆在水平地面上的太阳影子顶点坐标数据,建立数学模型确定直 杆所处的地点。将你们的模型应用于附件1的影子顶点坐标数据,给出若干个 可能的地点。 分析:这属于一个模型的逆过程,根据已经得到的影子的轨迹形状、日期来推断地点 3.根据某固定直杆在水平地面上的太阳影子顶点坐标数据,建立数学模型确定直 杆所处的地点和日期。将你们的模型分别应用于附件2和附件3的影子顶点坐 标数据,给出若干个可能的地点与日期。 分析:第三问与第二问的不同在于第二问有具体的日期,而第三问中并没有具体的日期这就为求解带来了一定的不确定性和难度 4. (1)附件4为一根直杆在太阳下的影子变化的视频,并且已通过某种方式估计出直杆的高度为2米。请建立确定视频拍摄地点的数学模型,并应用你们的模型给出若干个可能的拍摄地点。 (2)如果拍摄日期未知,你能否根据视频确定出拍摄地点与日期? 分析:根据视频提取某一时刻的影子的长度,视角之间的转换关系,方向的确定都是值得分析的地方 2.模型约定与假设 本文采用如下假定: 1.太阳光线视为平行光

2015年美赛数学建模题目

2015 Contest Problems MCM PROBLEMS PROBLEM A: Eradicating Ebola The world medical association has announced that their new medication could stop Ebola and cure patients whose disease is not advanced. Build a realistic, sensible, and useful model that considers not only the spread of the disease, the quantity of the medicine needed, possible feasible delivery systems, locations of delivery, speed of manufacturing of the vaccine or drug, but also any other critical factors your team considers necessary as part of the model to optimize the eradication of Ebola, or at least its current strain. In addition to your modeling approach for the contest, prepare a 1-2 page non-technical letter for the world medical association to use in their announcement. PROBLEM B: Searching for a lost plane Recall the lost Malaysian flight MH370. Build a generic mathematical model that could assist "searchers" in planning a useful search for a lost plane feared to have crashed in open water such as the Atlantic, Pacific, Indian, Southern, or Arctic Ocean while flying from Point A to Point B. Assume that there are no signals from the downed plane. Your model should recognize that there are many different types of planes for which we might be searching and that there are many different types of search planes, often using different electronics or sensors. Additionally, prepare a 1-2 page non-technical paper for the airlines to use in their press conferences concerning their plan for future searches. ICM PROBLEMS PROBLEM C: Managing Human Capital in Organizations

2015年全国大学生数学建模竞赛A题

太阳影子定位技术问题的数学模型 摘要 本文涉及的是太阳影子定位技术问题。在已知视频中物体的太阳影子变化的情况下,要确定视频的拍摄地点和拍摄日期。首先,分析了文中四个问题的关系,发现前三个问题的已知条件逐步减少,问题难度依次递进。第四问则给出一个实际问题,该问题需要转化成数学模型利用前三问的方法求解;随后,建立了L-G模型、MinZ-模型等,并应用非线性最小二乘法、遗传算法等算法对模型求解。得到基于模型的合理结果。最后,将第四问的实际问题转化数学模型并求解,进而解决问题。 对于问题一,要解决的问题是杆长与影子长度的关系,根据天文、几何知识,我们建立了模型来刻画问题给出的参数之间联系,如赤纬角模型、时角模型、太阳高度角模型、影子长度模型(L-G模型)等;分析了各参数对影子长度的影响;最后运用MATLAB绘制出具体给定参数下的3米高直杆的影子变化曲线;从曲线可以看出在9:00到15:00这段时间里,影子长度先变短后变长,最短为3.627米,最长为7.182米。 问题二提供了一个关于时间、影子坐标的附件1,杆长未知,为了确定直杆所处的地点,本问建立了MinZ-模型,首先将经度、纬度、杆长离散化,搜索出大概的可行解,然后运用非线性最小二乘算法,选取matlab中的lsqcurvefit命令,以可行解为初值,再运用非线性最小二乘算法,选取MATLAB中的lsqcurvefit命令,在控制残差在10?8之内范围的情况下得到了三个可能地点皆在海南省昌江县内,最小误差的地点为海南省江黎族自治县,北纬19.3025°,东经108.6988°,此时对应直杆高度为2.0219m。同时,将结果代入问题一的模型进行检验,验证了模型的稳定性和算法的合理性。 问题三沿用问题一的模型和问题二的算法,由于一个已知量变成一个变量,根据算法特点,在增加一个变量的情况下,算法搜索影长差时只需要增加一重循环。关于附件2数据,残差最小对应的位置为北纬39.8926°,东经79.7438°,具体地点在新疆维吾尔自治区喀什地区巴楚县。日期为2015年4月24日或6月19日;关于附件3数据则是残差最小对应的位置为北纬31.3625°,东经110.1602°,具体地点在湖北省神农架林区。此时对应直杆高度为2.9871m。对应日期为1月25日或10月5日。 问题四是将实际问题转化成数学模型并求解的过程,用aviread函数将视频读入MATLAB 软件,并用size函数读取视频帧数Vf=61000,利用mat2gray函数可以对图像灰度化处理。取合理阈值使影子与背景的分界清晰可见,记录直杆顶点及底端坐标,然后依次测录各图片中影子顶点的坐标(单位为像素),最后应用问题二和问题三的方法求解,结合运用MATLAB 遗传算法工具箱,在给出日期条件下,残差最小对应的位置为北纬40.3344°,东经113.2556°,具体地点为内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗县;若日期未知,也得到了比较合理的视频拍摄地点和日期。 论文最后做了误差分析并给出了模型改进意见;论文的特色在于思路清晰,方法简洁,将数学模型与计算机算法、图形很好的结合起来,用图形图表体现结果。每个问题都进行了结果分析和模型验证。 关键词:影子定位L-G模型minZ-模型非线性最小二乘法遗传算法

同济2015数学建模题目

2015年同济大学数学建模竞赛A题深空探测 电磁波是无线通信中或雷达探测目标时传递信息的载体,它在传播过程中会碰到各种各样的障碍物或待探测的目标,形成电磁散射,影响通信质量或给雷达探测目标提供信息,因此研究电磁波与障碍物或目标的相互作用过程具有广泛的应用。电磁散射的强度与电磁波所碰到的物体或目标的几何形状和材料性质相关,一般可用雷达横截面积来度量。 假定某雷达发射一束电磁波,经过长距离传播后在空中碰到一球形目标,请建立数学模型计算以下情况的电磁散射雷达横截面积。计算时假定来波是一频率为300兆赫兹的平面波 + (经过长距离传播后可用平面波近似), 以球心为原点建立坐标系, 入射波的极化方向沿x +方向,球形目标半径为0.5米,其周围没有其它物体。假定球形目标方向,入射方向沿z 是一个无损耗的介质体,相对介电常数为3.0,相对磁导率为1.0。请提供相关数学模型公式、计算程序及结果显示图形。结果只要显示沿纬度方向观察且角度在0到180度之间的极化分量雷达横截面积曲线。 如果我们使用这一模型来探测太空中有无天体快速靠近地球,那么需要几个探测雷达,以及如何测定该可疑天体的速度,地球到该天体运行轨迹的距离。

2015年同济大学数学建模竞赛B题太极大师的奥秘 在太极大师陈小旺和大力士的对抗赛中,大力士想尽一切办法试图将太极大师在规定的时间内推出指定的圆圈区域(见图1)。比赛规定:大力士只能推大师的腹部(见图2),且不能向上举起对方。大力士不断变换方向发起冲击,但三个回合均以大师获胜告终。 试建立数学模型讨论下列问题: 1.很多情况下,任凭大力士如何冲击,大师的双脚纹丝不动。试用数学模型解释大师如何能在大力士不同方向的冲击下双脚保持不动; 2. 大师在推力下双脚发生滑动时,如何能止住滑动; 3. 大师在感觉到大力士冲击力的方向以后,需要在多长时间内调整好自己的状态才能确保自己不被推动。 假设大师体重75kg,腹部中心距离脚底1.1m,腿长0.9m,脚底摩擦系数为0.4。大力士的冲击力为500kg。 图1 图2

2014年全国数学建模a题解析

承诺书 我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》(以下简称为“竞赛章程和参赛规则”,可从全国大学生数学建模竞赛网站下载)。 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛章程和参赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。 (论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致,只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对,提交后将不再允许做任何修改。如填写错误,论文可能被取消评奖资格。) 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略 摘要 嫦娥三号卫星着陆器实现了我国首次地外天体软着陆任务。要保证准确的在月球预定区域内实现软着陆轨道与控制策略的设计。 问题一运用活力公式[1]来建立速度模型,利用matlab软件代入数值计算出 。 所求速度33 ?? (=1.692210m/s,=1.613910m/s) v v 远 近 采用轨道六根数[2]来建立近月点,远月点位置的模型。轨道根数是六个确定椭圆轨道的物理量,也是联系赤道直角坐标与轨道极坐标重要夹角的关系。通过着陆点的位置求出轨道根数各个值的数据,从而确定近月点,远月点的位置,坐标分别为(19.51W 27.88N 15KM),(160.49 27.885S 100KM) E。 问题二“嫦娥三号”软着陆过程中需要经历6个不同的阶段,对于主减速阶段,在极坐标系下建立其运动方程。结合Pontryagin极大值原理[3]和哈密顿函数[4],化简出燃料最省的软着陆轨道方程,得出最优控制变量的变化规律。对于其它各阶段,将其简化为加速度不同的线性运动模型,利用动能定理得出相应轨道方程和控制策略。 问题三对第二问中求出的“嫦娥三号”推力和速度切线方向夹角?,给?增加或减小一个角度?,分别求出各个对应的近月点坐标'y。之后求各个坐标与其原始值之间的变化量'y并求其平均值'y,得到其敏感性因数,敏感性系数越大,说明该属性对模型的影响越大。 关键字:活力公式轨道六根数 Pontryagin极大值原理燃料最省

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