数学建模的十大算法
一、蒙特卡罗算法
1946年，美国拉斯阿莫斯国家实验室的三位科学家John von Neumann,Stan Ulam 和 Nick Metropolis
共同发明了，蒙特卡罗方法。
蒙特卡罗方法（Monte Carlo method），又称随机抽样或统计模拟方法，是一种以概率统计理论为指导
的一类非常重要的数值计算方法。此方法使用随机数（或更常见的伪随机数）来解决很多计算问题的方
法。
由于传统的经验方法由于不能逼近真实的物理过程，很难得到满意的结果，而蒙特卡罗方法由于能够真
实地模拟实际物理过程，故解决问题与实际非常符合，可以得到很圆满的结果。
蒙特卡罗方法的基本原理及思想如下：
当所求解问题是某种随机事件出现的概率，或者是某个随机变量的期望值时，通过某种“实验”的方法
，以这种事件出现的频率估计这一随机事件的概率，或者得到这个随机变量的某些数字特征，并将其作
为问题的解。
有一个例子可以使你比较直观地了解蒙特卡洛方法：
假设我们要计算一个不规则图形的面积，那么图形的不规则程度和分析性计算（比如，积分）的复杂程
度是成正比的。蒙特卡洛方法是怎么计算的呢？假想你有一袋豆子，把豆子均匀地朝这个图形上撒，然
后数这个图形之中有多少颗豆子，这个豆子的数目就是图形的面
积。当你的豆子越小，撒的越多的时候
，结果就越精确。
在这里我们要假定豆子都在一个平面上，相互之间没有重叠。
蒙特卡罗方法通过抓住事物运动的几何数量和几何特征，利用数学方法来加以模拟，即进行一种数字模
拟实验。它是以一个概率模型为基础，按照这个模型所描绘的过程，通过模拟实验的结果，作为问题的
近似解。
蒙特卡罗方法与一般计算方法有很大区别，一般计算方法对于解决多维或因素复杂的问题非常困难，而
蒙特卡罗方法对于解决这方面的问题却比较简单。其特点如下：
I、直接追踪粒子，物理思路清晰，易于理解。
II、采用随机抽样的方法，较真切的模拟粒子输运的过程，反映了统计涨落的规律。
III、不受系统多维、多因素等复杂性的限制，是解决复杂系统粒子输运问题的好方法。
等等。
此算法，日后还会在本BLOG 内详细阐述。
二、数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法
我们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。
数据拟合在数学建模比赛中中有应用，与图形处理有关的问题很多与拟合有关系，一个例子就是98年数
学建模美国赛A题，生物组织切片的三维插值处理，94年A题逢山开路，山体海拔高度的插值计算，还有
吵的沸沸扬扬可能会考的“非典”问题也要用到数据拟合算法，
观察数据的走向进行处理。
此类问题在MATLAB 中有很多现成的函数可以调用，熟悉MATLAB，这些方法都能游刃有余的用好。
三、线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题
数学建模竞赛中很多问题都和数学规划有关，可以说不少的模型都可以归结为一组不等式作为约束条件
、几个函数表达式作为目标函数的问题，遇到这类问题，求解就是关键了，比如98年B题，用很多不等式
完全可以把问题刻画清楚，因此列举出规划后用Lindo 、Lingo 等软件来进行解决比较方便，所以还
需要熟悉这两个软件。
四、图论算法
这类问题算法有很多，
包括： Dijkstra 、 Floyd 、 Prim 、 Bellman-Ford ，最大流，二分匹配等问题。
关于此类图论算法，可参考Introduction to Algorithms--算法导论，关于图算法的第22章-第26章。
同时，本BLOG内经典算法研究系列，对Dijkstra算法有所简单描述，
五、动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法
在数学建模竞赛中，如:92 年B题用分枝定界法， 97年B题是典型的动态规划问题，
此外 98 年 B 题体现了分治算法。
这方面问题和 ACM 程序设计竞赛中的问题类似，
推荐看一下算法导论，与《计算机算法设计与分析》（电子工业出版社）等与计算机算法有关的书。
六、最优化理论的三大经典算法：模拟退火法、神经网络、遗传算法
这十几年来最优化理论有了飞速发展，模拟退火法、神经网络、遗传算法这三类算法发展很快。
在数学建模竞赛中：比如97年A题的模拟退火算法,00年B题的神经网络分类算法，01年B题这种难题也可
以使用神经网络，还有美国竞赛89年A题也和 BP 算法有关系，当时是86年刚提出BP算法，89年就考了，
说明赛题可能是当今前沿科技的抽象体现。
03 年 B 题伽马刀问题也是目前研究的课题，目前算法最佳的是遗传算法。
其它俩大算法，模拟退火法，与神经网络，也定会在本BLOG内日后的博文更新中，详细阐述。
七、网格算法和穷举法
网格算法和穷举法一样，只是网格法是连续问题的穷举。
比如要求在N 个变量情况下的最优化问题，那么对这些变量可取的空间进行采点，
比如在 [ a; b ] 区间内取 M +1 个点，就是 a; a +( b ? a ) =M; a +2 ￠( b ? a ) =M ; …；b
那么这样循环就需要进行 ( M + 1) N 次运算，所以计算量很大。
在数学建模竞赛中：比如 97 年 A 题、 99 年 B 题都可以用网格法
搜索，这种方法最好在运算速度较
快的计算机中进行，还有要用高级语言来做，最好不要用MATLAB 做网格，否则会算很久。
穷举法大家都熟悉，自不用多说了。
八、一些连续离散化方法
大部分物理问题的编程解决，都和这种方法有一定的联系。物理问题是反映我们生活在一个连续的世界
中，计算机只能处理离散的量，所以需要对连续量进行离散处理。
这种方法应用很广，而且和上面的很多算法有关。
事实上，网格算法、蒙特卡罗算法、模拟退火都用了这个思想。
九、数值分析算法
数值分析（numerical analysis），是数学的一个分支，主要研究连续数学（区别于离散数学）问题的
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。
这类算法是针对高级语言而专门设的，如果你用的是 MATLAB 、Mathematica ，大可不必准备，
因为像数值分析中有很多函数一般的数学软件是具备的。
十、图象处理算法
在数学建模竞赛中：比如01 年 A 题中需要你会读 BMP 图象、美国赛 98 年 A 题需要你知道三维插值
计算， 03 年 B 题要求更高，不但需要编程计算还要进行处理，而数模论文中也有很多图片需要展示，
因此图象处理就是关键。做好这类问题，重要的是把MATLAB 学好，特别是图象处理的部分。
数学建模中常见的十大 模型 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
数学建模常用的十大算法==转 (2011-07-24 16:13:14) 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，同时可以通过模拟来检验自己模型的正确性，几乎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、二次规划等规划类算法。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 软件求解。 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，竞赛中很多场合会用到。 6. 最优化理论的三大非经典算法：模拟退火算法、神经网络算法、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，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。两者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. 一些连续数据离散化方法。很多问题都是实际来的，数据可以是连续的，而计算机只能处理离散的数据，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，即使问题与图形无关，论文中也会需要图片来说明问题，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。 以下将结合历年的竞赛题，对这十类算法进行详细地说明。 以下将结合历年的竞赛题，对这十类算法进行详细地说明。 2 十类算法的详细说明 蒙特卡罗算法 大多数建模赛题中都离不开计算机仿真，随机性模拟是非常常见的算法之一。 举个例子就是97 年的A 题，每个零件都有自己的标定值，也都有自己的容差等级，而求解最优的组合方案将要面对着的是一个极其复杂的公式和108 种容差选取方案，根本不可能去求解析解，那如何去找到最优的方案呢随机性模拟搜索最优方案就是其中的一种方法，在每个零件可行的区间中按照正态分布随机的选取一个标定值和选取一个容差值作为一种方案，然后通过蒙特卡罗算法仿真出大量的方案，从中选取一个最佳的。另一个例子就是去年的彩票第二问，要求设计一种更好的方案，首先方案的优劣取决于很多复杂的因素，同样不可能刻画出一个模型进行求解，只能靠随机仿真模拟。
数学建模的十大算法 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，论文中也应该要不乏图片的）
数学建模常用的十大算法 一、线性回归算法 线性回归算法（linear regression）是数学建模中最常用的算法之一，用于研究变量之间的线性关系。它可以将变量之间的关系建模为一个线性方程，从而找出其中的关键因素，并预测未来的变化趋势。 二、逻辑回归算法 逻辑回归算法（logistic regression）是一种用于建立分类模型的线性回归算法。它可用于分类任务，如肿瘤疾病的预测和信用评级的决定。逻辑回归利用某个事件的概率来建立分类模型，这个概率是通过一个特定的函数来计算的。 三、决策树算法 决策树算法（decision tree）是一种非参数化的分类算法，可用于解决复杂的分类和预测问题。它使用树状结构来描述不同的决策路径，每个分支表示一个决策，而每个叶子节点表示一个分类结果。决策树算法的可解释性好，易于理解和解释。 四、k-均值聚类算法 k-均值聚类算法（k-means clustering）是无监督学习中最常用的算法之一，可用于将数据集分成若干个簇。此算法通过迭代过程来不断优化簇的质心，从而找到最佳的簇分类。k-均值聚类算法简单易用，但对于高维数据集和离群值敏感。 五、支持向量机算法 支持向量机算法（support vector machine）是一种强
大的分类和回归算法，可用于解决复杂的非线性问题。该算法基于最大化数据集之间的间隔，找到一个最佳的超平面来将数据分类。支持向量机算法对于大型数据集的处理效率较高。 六、朴素贝叶斯算法 朴素贝叶斯算法（naive bayes）是一种基于贝叶斯定理 的分类算法，用于确定不同变量之间的概率关系。该算法通过使用先验概率来计算各个变量之间的概率，从而预测未来的变化趋势。朴素贝叶斯算法的处理速度快且适用于高维数据集。 七、随机森林算法 随机森林算法（random forest）是一种基于决策树的分 类算法，它利用多个决策树来生成随机森林，从而提高预测的准确性。该算法通过随机化特征选择和子决策树的训练，防止过度拟合，并产生更稳定的预测结果。 八、神经网络算法 神经网络算法（neural networks）是一种模拟人类神经 系统的算法，可用于解决分类和预测问题。该算法由多个层次的人工神经元组成，每个神经元接收输入，处理信息，并向其他神经元传输到下一层。神经网络算法被广泛应用于图像识别、自然语言处理和语音识别等领域。 九、遗传算法 遗传算法（genetic algorithms）是一种基于自然遗传 规律的搜索算法，可用于解决优化问题。该算法通过随机生成初始种群，采用选择、交叉和变异等方式来改进个体的基因组合，从而进化出更优的解。遗传算法已广泛应用于组合优化、机器学习等领域。 十、贪心算法 贪心算法（greedy algorithms）是一种求解最优策略的
数学建模中常见的十大 模型 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
数学建模常用的十大算法==转 (2011-07-24 16:13:14) 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，同时可以通过模拟来检验自己模型的正确性，几乎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、二次规划等规划类算法。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 软件求解。 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，竞赛中很多场合会用到。 6. 最优化理论的三大非经典算法：模拟退火算法、神经网络算法、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，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。两者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. 一些连续数据离散化方法。很多问题都是实际来的，数据可以是连续的，而计算机只能处理离散的数据，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，即使问题与图形无关，论文中也会需要图片来说明问题，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。 以下将结合历年的竞赛题，对这十类算法进行详细地说明。 以下将结合历年的竞赛题，对这十类算法进行详细地说明。 2 十类算法的详细说明 蒙特卡罗算法 大多数建模赛题中都离不开计算机仿真，随机性模拟是非常常见的算法之一。 举个例子就是97 年的A 题，每个零件都有自己的标定值，也都有自己的容差等级，而求解最优的组合方案将要面对着的是一个极其复杂的公式和108 种容差选取方案，根本不可能去求解析解，那如何去找到最优的方案呢随机性模拟搜索最优方案就是其中的一种方法，在每个零件可行的区间中按照正态分布随机的选取一个标定值和选取一个容差值作为一种方案，然后通过蒙特卡罗算法仿真出大量的方案，从中选取一个最佳的。另一个例子就是去年的彩票第二问，要求设计一种更好的方案，首先方案的优劣取决于很多复杂的因素，同样不可能刻画出一个模型进行求解，只能靠随机仿真模拟。
、此数学建模十大算法依据网上的一份榜单而写，本文对此十大算法作一一简单介绍。 这只是一份榜单而已，数学建模中还有很多的算法，未一一囊括。欢迎读者提供更多的好的算法。 2、在具体阐述每一算法的应用时，除了列出常见的应用之外， 同时，还会具体结合数学建模竞赛一一阐述。 毕竟，此十大算法，在数学建模竞赛中有着无比广泛而重要的应用。 且，凡是标着“某某年某国某题”，即是那一年某个国家的数学建模竞赛原题。 3、此十大算法，在一些经典的算法设计书籍上，无过多阐述。 若要具体细致的深入研究，还得请参考国内或国际上关于此十大算法的优秀论文。 谢谢。 一、蒙特卡罗算法 1946年，美国拉斯阿莫斯国家实验室的三位科学家John von Neumann,Stan Ulam和Nick Metropolis 共同发明了，蒙特卡罗方法。 此算法被评为20世纪最伟大的十大算法之一，详情，请参见我的博文： https://www.doczj.com/doc/4919217794.html,/v_JULY_v/archive/2011/01/10/6127953.aspx 蒙特卡罗方法（Monte Carlo method），又称随机抽样或统计模拟方法，是一种以概率统计理论为指导 的一类非常重要的数值计算方法。此方法使用随机数（或更常见的伪随机数）来解决很多计算问题的方 法。 由于传统的经验方法由于不能逼近真实的物理过程，很难得到满意的结果，而蒙特卡罗方法由于能够真 实地模拟实际物理过程，故解决问题与实际非常符合，可以得到很圆满的结果。 蒙特卡罗方法的基本原理及思想如下： 当所求解问题是某种随机事件出现的概率，或者是某个随机变量的期望值时，通过某种“实验”的方法 ，以这种事件出现的频率估计这一随机事件的概率，或者得到这个随机变量的某些数字特征，并将其作 为问题的解。 有一个例子可以使你比较直观地了解蒙特卡洛方法： 假设我们要计算一个不规则图形的面积，那么图形的不规则程度和分析性计算（比如，积分）的复杂程 度是成正比的。蒙特卡洛方法是怎么计算的呢？假想你有一袋豆子，把豆子均匀地朝这个图形上撒，然 后数这个图形之中有多少颗豆子，这个豆子的数目就是图形的面积。当你的豆子越小，撒的越多的时候
数学建模常用的十种算法 数学建模是通过数学工具和方法将实际问题转化为数学模型，以便进行分析和解决的过程。在数学建模中，常常使用各种算法来求解模型，包括但不限于以下十种常用的算法： 1.最优化算法：最优化算法是一类用于求解优化问题的方法，在数学建模中经常使用。常见的最优化算法包括线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划等。 2.插值算法：插值算法用于根据已知离散数据点的函数值，在两个数据点之间估计更多数据点的函数值。常见的插值算法包括拉格朗日插值、牛顿插值、样条插值等。 3.数值积分算法：数值积分算法用于近似计算函数的定积分值。常见的数值积分算法包括梯形法则、辛普森法则、龙贝格积分等。 4.近似算法：近似算法用于求解难以精确计算的问题，通过牺牲一定的精确性来提高计算效率。常见的近似算法包括近似算法、贪心算法、蒙特卡洛方法等。 5.数据拟合算法：数据拟合算法用于根据给定的数据集，找出一个函数或者曲线来逼近这些数据的分布特征。常见的数据拟合算法包括最小二乘法、曲线拟合、回归分析等。 6. 图论算法：图论算法用于解决与图相关的问题，例如最短路径问题、最小生成树问题、最大流问题等。常见的图论算法包括Dijkstra算法、Kruskal算法、Ford-Fulkerson算法等。
7.概率算法：概率算法用于建立概率模型，进行随机模拟和概率推理。常见的概率算法包括蒙特卡洛方法、马尔科夫链蒙特卡洛方法、随机游走等。 8. 迭代算法：迭代算法通过迭代的方式逐步逼近问题的解，直到满 足收敛条件。常见的迭代算法包括牛顿迭代法、Jacobi迭代法、Gauss-Seidel迭代法等。 9.分治算法：分治算法将问题分解为多个相互独立且相似的子问题， 然后分别求解这些子问题，最后合并子问题的解得到原问题的解。常见的 分治算法包括快速排序、归并排序、经验模态分解等。 10.模拟算法：模拟算法通过模拟实际问题的行为和规律，来研究问 题的特性和性质。常见的模拟算法包括蒙特卡洛方法、离散事件模拟、连 续系统模拟等。 以上是常用的十种数学建模算法，它们在各自领域内都有广泛的应用。在实际建模过程中，可以根据具体的问题特点选择合适的算法来求解。
一、数学建模竞赛中应当掌握的十类算法 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。
数学模型的分类 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 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,线性模型和非线性模型等 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. 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 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 比赛尽量避免使用,黑箱模型、灰箱模型,以及一些主观性模型. 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 数学建模十大算法 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,比较好用的算法 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 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 很多问题都是从实际来的,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
数学建模常用的十大算法==转 (2011-07-24 16:13:14) 转载▼ 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，同时可以通过模拟来检验自己模型的正确性，几乎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MA TLAB 作为工具。 3. 线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类算法。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 软件求解。 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，竞赛中很多场合会用到。 6. 最优化理论的三大非经典算法：模拟退火算法、神经网络算法、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，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。两者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. 一些连续数据离散化方法。很多问题都是实际来的，数据可以是连续的，而计算机只能处理离散的数据，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，即使问题与图形无关，论文中也会需要图片来说明问题，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MA TLAB 进行处理。 以下将结合历年的竞赛题，对这十类算法进行详细地说明。 以下将结合历年的竞赛题，对这十类算法进行详细地说明。 2 十类算法的详细说明 2.1 蒙特卡罗算法 大多数建模赛题中都离不开计算机仿真，随机性模拟是非常常见的算法之一。 举个例子就是97 年的A 题，每个零件都有自己的标定值，也都有自己的容差等级，而求解最优的组合方案将要面对着的是一个极其复杂的公式和108 种容差选取方案，根本不可能去求解析解，那如何去找到最优的方案呢？随机性模拟搜索最优方案就是其中的一种方法，在每个零件可行的区间中按照正态分布随机的选取一个标定值和选取一个容差值作为一种方案，然后通过蒙特卡罗算法仿真出大量的方案，从中选取一个最佳的。另一个例子就是去年的彩票第二问，要求设计一种更好的方案，首先方案的优劣取决于很多复杂的因素，同样不可能刻画出一个模型进行求解，只能靠随机仿真模拟。 2.2 数据拟合、参数估计、插值等算法 数据拟合在很多赛题中有应用，与图形处理有关的问题很多与拟合有关系，一个例子就是98 年美国赛A 题，生物组织切片的三维插值处理，94 年A 题逢山开路，山体海拔高度的插值计算，还有吵的沸沸扬扬可能会考的“非典”问题也要用到数据拟合算法，观察数据的
数学建模常用算法 数学建模是指将实际问题转化为数学模型，并通过数学方法进行求解 的过程。在数学建模中，常用的算法有很多种，下面将介绍一些常见的数 学建模算法。 1.最优化算法: -线性规划算法:如单纯形法、内点法等，用于求解线性规划问题。 -非线性规划算法:如最速下降法、牛顿法等，用于求解非线性规划问题。 -整数规划算法:如分支定界法、割平面法等，用于求解整数规划问题。 2.概率统计算法: -蒙特卡洛模拟:通过模拟随机事件的方式，得出问题的概率分布。 -贝叶斯统计:利用先验概率和条件概率，通过数据更新后验概率。 -马尔可夫链蒙特卡洛:用马尔可夫链的方法求解复杂的概率问题。 3.图论算法: -最短路径算法:如迪杰斯特拉算法、弗洛伊德算法等，用于求解两点 之间的最短路径。 -最小生成树算法:如普里姆算法、克鲁斯卡尔算法等，用于求解图中 的最小生成树。 - 最大流最小割算法: 如Edmonds-Karp算法、Dinic算法等，用于 求解网络流问题。
4.插值和拟合算法: -多项式插值:如拉格朗日插值、牛顿插值等，用于通过已知数据点拟合出多项式模型。 -最小二乘法拟合:通过最小化实际数据与拟合模型之间的差异来确定模型参数。 -样条插值:通过使用多段低次多项式逼近实际数据，构造连续的插值函数。 5.遗传算法和模拟退火算法: -遗传算法:通过模拟自然选择、遗传变异和交叉等过程，优化问题的解。 -模拟退火算法:模拟固体退火过程，通过随机策略进行，逐步靠近全局最优解。 6.数据挖掘算法: - 聚类算法: 如K-means算法、DBSCAN算法等，用于将数据分为不同的类别。 -分类算法:如朴素贝叶斯算法、决策树算法等，用于通过已知数据的类别预测新数据的类别。 - 关联分析算法: 如Apriori算法、FP-growth算法等，用于发现数据集中的关联规则。 以上只是数学建模中常用的一些算法，实际上还有很多其他算法也可以应用于数学建模中，具体使用哪种算法取决于问题的性质和要求。为了
数学建模十大经典算法 数学建模是将现实问题转化为数学模型，并利用数学方法进行求解的过程。下面是数学建模中常用的十大经典算法： 1.线性规划（Linear Programming）：通过确定一组线性约束条件，求解线性目标函数的最优解。 2.整数规划（Integer Programming）：在线性规划的基础上，要求变量取整数值，求解整数目标函数的最优解。 3.非线性规划（Nonlinear Programming）：目标函数或约束条件存在非线性关系，通过迭代方法求解最优解。 4.动态规划（Dynamic Programming）：通过分阶段决策，将复杂问题分解为多个阶段，并存储中间结果，以求解最优解。 5.蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation）：通过随机抽样和统计分析的方法，模拟系统的行为，得出概率分布或数值近似解。 6.遗传算法（Genetic Algorithm）：模拟生物进化过程，通过选择、交叉和变异等操作，寻找最优解。 7.粒子群算法（Particle Swarm Optimization）：模拟鸟群或鱼群的行为，通过个体间的信息交流和集
体协作，寻找最优解。 8.模拟退火算法（Simulated Annealing）：模拟金属退火的过程，通过控制温度和能量变化，寻找最优解。 9.人工神经网络（Artificial Neural Network）：模拟生物神经网络的结构和功能，通过训练网络参数，实现问题的分类和预测。 10.遗传规划（Genetic Programming）：通过定义适应性函数和基因编码，通过进化算子进行选择、交叉和变异等操作，求解最优模型或算法。 这些算法在不同的数学建模问题中具有广泛的应用，能够帮助解决复杂的实际问题。
数学建模常用算法模型
数学模型的分类 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 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，线性模型和非线性模型等 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。 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 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 比赛尽量避免使用，黑箱模型、灰箱模型，以及一些主观性模型。 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，2021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） 数学建模十大算法 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，比较好用的算法） 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）
③因变量要符合正态分布 4、马尔科夫预测（备用） 类似的名词有，马尔科夫链、马尔科夫模型、，马氏链模型等 一个序列之间没有信息的传递，前后没联系，数据与数据之间随机性强，相互不影响；今天的温度与昨天、后天没有直接联系，预测后天温度高、中、低的概率，只能得到概率。 思考马尔科夫和元胞自动机之间的关系 5、时间序列预测（必掌握） 与马尔科夫链预测互补，至少有2个点需要信息的传递，ARMA模型，周期模型，季节模型等 6、小波分析预测（高大上） 数据无规律，海量数据，将波进行分离，分离出周期数据、规律性数据；可以做时间序列做不出的数据，应用范围比较广 7、神经网络预测（备用） 大量的数据，不需要模型，只需要输入和输出，黑箱处理，建议作为检验的办法 8、混沌序列预测（高大上） 比较难掌握，数学功底要求高 9、插值与拟合（必掌握） 拟合以及插值还有逼近是数值分析的三大基础工具，通俗意义上它们的区别在于:拟合是已知点列，从整体上靠近它们;插值是已知点列并且完全经过点列;逼近是已知曲线，或者点列，通过逼近使得构造的函数无限靠近它们。 10、灰色关联分析法（必掌握） 与灰色预测模型一样，比赛不能优先使用 11、模糊综合评判（备用） 评价一个对象优、良、中、差等层次评价，评价一个学校等，不能排序 12、主成分分析（必掌握） 评价多个对象的水平并排序，指标间关联性很强 13、层次分析法（AHP）（必掌握）
1、此数学建模十大算法依据网上的一份榜单而写，本文对此十大算法作一一简单介绍。 这只是一份榜单而已，数学建模中还有很多的算法，未一一囊括。欢迎读者提供更多的好的算法。 2、在具体阐述每一算法的应用时，除了列出常见的应用之外， 同时，还会具体结合数学建模竞赛一一阐述。 毕竟，此十大算法，在数学建模竞赛中有着无比广泛而重要的应用。 且，凡是标着“某某年某国某题”，即是那一年某个国家的数学建模竞赛原题。 3、此十大算法，在一些经典的算法设计书籍上，无过多阐述。 若要具体细致的深入研究，还得请参考国内或国际上关于此十大算法的优秀论文。 谢谢。 一、蒙特卡罗算法 1946年，美国拉斯阿莫斯国家实验室的三位科学家John von Neumann,Stan Ulam 和 Nick Metropolis 共同发明了，蒙特卡罗方法。 此算法被评为20世纪最伟大的十大算法之一，详情，请参见我的博文： https://www.doczj.com/doc/4919217794.html,/v_JULY_v/archive/2011/01/10/6127953.aspx 蒙特卡罗方法（Monte Carlo method），又称随机抽样或统计模拟方法，是一种以概率统计理论为指导 的一类非常重要的数值计算方法。此方法使用随机数（或更常见的伪随机数）来解决很多计算问题的方 法。 由于传统的经验方法由于不能逼近真实的物理过程，很难得到满意的结果，而蒙特卡罗方法由于能够真 实地模拟实际物理过程，故解决问题与实际非常符合，可以得到很圆满的结果。蒙特卡罗方法的基本原理及思想如下： 当所求解问题是某种随机事件出现的概率，或者是某个随机变量的期望值时，通过某种“实验”的方法 ，以这种事件出现的频率估计这一随机事件的概率，或者得到这个随机变量的某些数字特征，并将其作 为问题的解。 有一个例子可以使你比较直观地了解蒙特卡洛方法： 假设我们要计算一个不规则图形的面积，那么图形的不规则程度和分析性计算（比如，积分）的复杂程 度是成正比的。蒙特卡洛方法是怎么计算的呢？假想你有一袋豆子，把豆子均匀地朝这个图形上撒，然
建模十大经典算法 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，同时通过模拟可以来检验自己模型的正确性。 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、MATLAB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