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初中数学建模案例教学内容

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中学数学建模论文指导

中学阶段常见的数学模型有:方程模型、不等式模型、函数模型、几何模型和统计模型等。我们也把运用数学模型解决实际问题的方法统称为应用建模。可以分五种模型来写。论文最好自己写,如果是参加竞赛的话从网上找的会被搜出来的。

一、建模论文的标准组成部分

建模论文作为一种研究性学习有意义的尝试,可以锻炼学生发现问题、解决问题的能力。一般来说,建模论文的标准组成部分由论文的标题、摘要、正文、结论、参考文献等部分组成。现就每个部分做个简要的说明。

1. 题目

题目是给评委的第一印象,所以论文的题目一定要避免指代不清,表达不明的现象。建议将论文所涉及的模型或所用的计算方式写入题目。如“用概率方法计算商场打折与返券的实惠效应”。

2. 摘要

摘要是论文中重要的组成部分。摘要应该使用简练的语言叙述论文的核心观点和主要思想。如果你有一些创新的地方,一定要在摘要中说明。进一步,必须把一些数值的结果放在摘要里面,例如:“我们的最终计算得出,对于消费者来说,打折比返券的实惠率提高了23%。”摘要应该最后书写。在论文的其他部分还没有完成之前,你不应该书写摘要。因为摘要是论文的主旨和核心内容的集中体现,只有将论文全部完成且把论文的体系罗列清楚后,才可写摘要。

摘要一般分三个部分。用三句话表述整篇论文的中心。

第一句,用什么模型,解决什么问题。

第二句,通过怎样的思路来解决问题。

第三句,最后结果怎么样。

当然,对于低年级的同学,也可以不写摘要。

3. 正文

正文是论文的核心,也是最重要的组成部分。在论文的写作中,正文应该是从“提出问题—分析问题—选择模型—建立模型—得出结论”的方式来逐渐进行的。其中,提出问题、分析问题应该是清晰简短。而选择模型和建立模型应该是目标明确、数据详实、公式合理、计算精确。在正文写作中,应尽量不要用单纯的文字表述,尽量多地结合图表和数据,尽量多地使用科学语言,这会使得论文的层次上升。

4. 结论

论文的结论集中表现了这篇论文的成果,可以说,只有论文的结论经得起推敲,论文才可以获得比较高的评价。结论的书写应该注意用词准确,与正文所描述或论证的现象或数据保持绝对的统一。并且一定要对结论进行自我点评,最好是能将结论推广到社会实践中去检验。

5. 参考资料

在论文中,如果使用了其他人的资料。必须在论文后标明引用文章的作者、应用来源等信息。

二、建模论文的写作步骤

1. 确定题目

选择一个你感兴趣的生活中的问题作为研究对象,并根据研究对象设置论文题目。最好是找一位或几位老师帮助安排研究课题。在确定好课题后,应该写一个写作计划给指导老师看看,并征求他们对该计划的建议。

2. 开展科研课题

去图书馆、互联网上查阅与课题相关的资料,观察有关的事件,收集与课题相关的信息。同时如果有条件的话,可以去拜访相关领域的专家和学者。然后将前期所收集到的资料与自己所学的相关知识组织在一起,进行论文的结构论证。完成这些工作后,你应该要制定一个课题时间安排表,这样能保证书写论文的循序渐进。记住在开始写论文后一定要不断地和老师、家长进行沟通,让老师和家长斧正论文中出现的明显错误,并能提出一些更好的研究建议。在论文写作结束以后,一定要得出结论。记住,在论文的结果出来后,有可能得出的结果与假设并不相符,这个并不重要,不要强行改变结果来迎合假设。只要你在论述过程中严格地按照科学方法进行,你的论文还是相当有价值的。最后,需要很好地写一份摘要。摘要的字数应该是论文字数的十分之一左右。

3. 完成论文写作

完整的论文在完成以上步骤之后就可以新鲜出炉了,完成论文后,一定要再看一遍自己的论文有没有错别字、计算错误、图形的移位或偏差等。最后,在论文的结尾处应该写上感谢的话,感谢帮助你完成这篇论文的所有人。

喝饮料品数学+

湖南省株洲市北京师范大学株洲附属学校C0812 班晏阳天指导老师:董宏亮

摘要:喝饮料,品数学。在日常生活中我们经常遇到用空瓶换汽水问题,喝完了,凉爽的汽水还能用空瓶换汽水继续喝,从中引发了我对问题的深入思考。如果用3个空瓶换一瓶新的汽水,当原有瓶数X为偶数时,当原有瓶数为X 时, 总共能喝到多少瓶汽水呢?如果现有X 瓶汽水,每Y个空瓶可以换一瓶新的汽水。总共又能喝到多少瓶汽水呢?这个问题的探讨与解决,对于我们在日常生活中如何使开支与效益达到最优化等问题,具有一定的指导意义。

关键词:饮料瓶数空瓶兑换优化

一.问题的发现

日常生活中,我们经常遇到过空瓶换汽水问题。喝完了凉爽的汽水还能用空瓶换汽水继续喝,那简直是炎炎夏日里的一种享受。如果没有经历过,那么这道小学时的奥林匹克数学题你应该见到过:现有10 瓶汽水,每三个空瓶可以换一瓶新的汽水。问总共能喝到多少瓶汽水呢?

我曾经问过不少人这道题,他们给的结果通常都是14 瓶(先喝10 瓶,用9空瓶换来3整瓶,喝3瓶,还有3+1=4 个空瓶。然后用3个空瓶再换一整瓶,喝掉。最后剩下2个空瓶。共10+3+1=14 瓶)当我提示他们剩下的两个空瓶仍然能够利用的时候,有些聪明人就给出了正确答案:借来一个装满饮料瓶,喝完后,连同那剩下的两个空瓶一起还给人家。所以共喝了15 瓶。

这就是这道题的正确答案。

最近我突然想到了这个问题,它能不能被深入地推广一下呢?于是我就开始了对这个论文题目的思考与研究。

二. 建立数学模型

我列出了原有饮料瓶数和实际能喝到的瓶数的一些数据:

根据不完全归纳的情况,我得出这样一个重要的规律:

当原有偶数瓶饮料时,实际能喝到原来1.5倍瓶数的饮料。

当原有奇数瓶时,则实际喝到原来 1.5 倍瓶数取整数的饮料。

但这只是不完全归纳,如何从正面直接推导呢?

三. 数学模型的分析与问题的解决

又经过我细致的观察,发现:只要是每有两个空瓶,都可以运用文章开头那种“借瓶子”的方法再喝一瓶饮料。这个发现太重要了。我可以这样处理那些剩余的空瓶:分为两个两个一组,每一组等于一瓶“没有空瓶”的汽水(只可以喝,但不能得到空瓶)。这样就可以正面对待问题了。

当原有瓶数X 为偶数时:先喝掉X瓶,然后把空瓶分为2 个组,每组0.5X个正好分完。每组又是一瓶。共喝掉X + 0.5X = 1.5 X 瓶。

当原有瓶数X为奇数时:先喝掉X 瓶,然后把空瓶分为2个组,每组0.5(X-1)个,还剩一个空瓶,浪费掉。共喝X +0.5(X—1)= 1.5X-0.5 瓶。其实取整之后结果是和上述整理过的表格一一对应的。这正验证了上文中不完全归纳得出的结论。

通过这种思想,我们能不能进一步再推广呢?如果是 4 个、5 个或更多空瓶换一瓶饮料,又会怎么样呢?

四. 数学模型的进一步推广

现有X 瓶汽水,每Y 个空瓶可以换一瓶新的汽水。问总共能喝到多少瓶汽水呢?

由上文的推导过程来看,如果是Y个空瓶可以换一瓶饮料,那么每拥有(Y—1)个空瓶,就可以用借瓶子法得到一瓶饮料。所以当喝完X瓶饮料得到X个空瓶之后,又能喝到[ X/(Y—1)]瓶饮料。总共就是[ X + X /(Y—1)] 瓶饮料(若除不尽时则向下取整数)。整理该式子,就得到了最后的结论:可以喝到[ XY /(Y—1)] 瓶饮料(若除不尽则向下取整数)。

五. 论文总结

问题:现有X 瓶饮料,每Y 个空瓶可以换一瓶新的饮料。问总共能喝到多少瓶饮料呢?

答:总共可以喝到[ XY /(Y—1)] 瓶饮料(若除不尽则向下取整数)

这篇文章的题目是我在坐长途汽车时偶然想到的。在百般无聊的时候,我给我父亲出了此论文开始时那样的一道问题,却引发了我们长时间的讨论。这种题目的类型不止用于换饮料当中。啤酒、酱油、醋……生活中的这类问题也并不少见。而细致地进行处理,周密地进行思考,就可以从容地应对那些看似复杂的问题。这个问题的探讨与解决,对于我们在日常生活中如何处理使开支与效益达到最优化具有一定的指导意义。

参考文献

[1]韩中庚。数学建模方法及其应用[M].北京:高等教育出版社.2005

[2]庞军:对边际分析和最优化原理地探讨[J].商业时代,2005

[3]赵胜民:经济数学.科学出版社,2005

[4]陈宝林:最优化理论与算法[M].北京:清华大学出版社,2005

致谢:

在论文完成之际,我要特别感谢我的指导老师,他在论文的写作过程中给我提出了许多宝贵的建议,给予了许多无私的支持和帮助,感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友,在此一并致以诚挚的谢意。最后,向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地感谢!

北京师范大学株洲附属学校初中部C0812 班晏阳天

2010-4-28

数学建模经典案例:最优截断切割问题复习进程

数学建模经典案例:最优截断切割问题

建模案例:最优截断切割问题 一、 问 题 从一个长方体中加工出一个已知尺寸、位置预定的长方体(这两个长方体的对应表面是平行的),通常要经过6 次截断切割.设水平切割单位面积的费用是垂直切割单位面积费用的r 倍.且当先后两次垂直切割的平面(不管它们之间是否穿插水平切割)不平行时,因调整刀具需额外费用e.试设计一种安排各面加工次序(称“切割方式”)的方法,使加工费用最少. 二、 假 设 1、假设水平切割单位面积的费用为r ,垂直切割单位面积费用为1; 2、当先后两次垂直切割的平面(不管它们之间是否穿插水平切割)不平行时,调整刀具需额外费用e ; 3、第一次切割前,刀具已经调整完毕,即第一次垂直切割不加入刀具调整费用; 4 、每个待加工长方体都必须经过6次截断切割. 三、 模型的建立与求解 设待加工长方体的左右面、前后面、上下面间的距离分别为 a0、b0 、c0 ,六个切割面分别位于左、右、前、后、上、下,将它们相应编号为M1、M2、M3、M4、M5、M6,这六个面与待加工长方体相应外侧面的边距分别为 u1、u2、u3、u4、u5、u6.这样,一种切割方式就是六个切割面的一个排列,共有P 66720= 种切割方式.当考虑到切割费用时,显然有局部优化准则:两个平行待切割面中,边距较大的待切割面总是先加工. 由此准则,只需考虑 P 6622290!!! ??=种切割方式.即在求最少加工费用时,只 需在90个满足准则的切割序列中考虑.不失一般性,设u1≥u2,u3≥u4,u5≥u6,故只考虑M1在M2前、M3在M4前、M5在M6前的切割方式.

初中数学建模

初中数学建模教学有感 摘要:数学模型可以有效地描述自然现象和社会现象.数学课程应体现“问题情境——建立数学模型——理解、应用与拓展”,让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程.初中数学建模教学宜低起点、小步子、多活动.数学思想是数学知识的结晶,是高度概括的数学理论.数学建模教学要重视数学知识,更应突出数学思想方法,让学生通过观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学学习活动,在获得对数学理解的同时,在思维能力、情感、态度与价值观等多方面得到进步和发展.关键词:初中数学;数学建模;建模教学 数学课程标准指出:数学模型可以有效地描述自然现象和社会现象,数学课程应体现“问题情境——建立数学模型——理解、应用与拓展”,让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,进而使学生获得对数学理解的同时,在思维能力、情感、态度与价值观等多方面得到进步和发展[1]. 对复杂的实际问题进行分析,发现其中的可以用数学语言来描述的关系或规律,把这个实际问题转化成一个数学问题,这就称为数学模型.[2]数学建模就是将某一领域或部门的某一实际问题,通过一定的假设找出这个问题的数学模型,求出模型的解,并对它进行验证的全过程.[2]从广义来说,数学建模伴随着数学学习的全过程.数学概念、数学法则、数学方法的学习与应用都属于数学建模的范畴. 数学建模的基本过程大致为: 一、初中数学建模教学宜低起点、小步子、多活动 过去数学建模只作为高等院校数学专业和部分计算机专业的课程.初中

数学建模教学和高校的数学建模教学有很大的不同,初中数学建模教学一般先提出问题、引入正题;然后分析问题,在“引导——探索——创造”中建立模型;最后利用模型解决问题.[3]根据初中学生的身心发展水平、已经掌握的知识结构,初中数学建模教学宜“低起点、小步子、多活动”.低起点,就是根据学生的现有水平,结合课程标准的要求,降低教学的起点,以便全体学生都能真正进入到教学活动中去.小步子,就是按照由易到难,由浅入深,由单一到综合,由简单到复杂的原则,安排层次分明,但梯度较小的教学情境,分散教学难点,突出教学重点,引领学生沿着数学学习活动的台阶拾级而上,最终达到课程标准的要求.多活动,就是恰当地设计问题情境,引领学生动眼看、动脑想、动口说、动手做,引领学生开展自主学习、合作交流、提问质疑等数学学习活动,引领学生在活动中获得知识,引领学生在活动中发展思维. [案例1]销售中的盈亏问题的建模教学 1、背景问题 某商店在某一时间以每件60元的价格卖出两件衣服,其中一件盈利25%,另一件亏损25%,卖这两件衣服总的是盈利还是亏损,或是不盈不亏? (人教版数学七年级上册第104页) 2、数学建模 (1)问题分析 ①假设一件衣服的进价是x元,以60元卖出,卖出后盈利25%,那么这件衣服的利润是多少元? ②假设一件衣服的进价是y元,以60元卖出,卖出后亏损25%,那么这件衣服的利润是多少元? (2)模型建立 问题1 你认为销售价与进价之间具有怎样的关系时是盈利的?

初中数学建模案例

初中数学建模案例 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

中学数学建模论文指导 中学阶段常见的数学模型有:方程模型、不等式模型、函数模型、几何模型和统计模型等。我们也把运用数学模型解决实际问题的方法统称为应用建模。可以分五种模型来写。论文最好自己写,如果是参加竞赛的话从网上找的会被搜出来的。 一、建模论文的标准组成部分 建模论文作为一种研究性学习有意义的尝试,可以锻炼学生发现问题、解决问题的能力。一般来说,建模论文的标准组成部分由论文的标题、摘要、正文、结论、参考文献等部分组成。现就每个部分做个简要的说明。 1. 题目 题目是给评委的第一印象,所以论文的题目一定要避免指代不清,表达不明的现象。建议将论文所涉及的模型或所用的计算方式写入题目。如“用概率方法计算商场打折与返券的实惠效应”。 2. 摘要 摘要是论文中重要的组成部分。摘要应该使用简练的语言叙述论文的核心观点和主要思想。如果你有一些创新的地方,一定要在摘要中说明。进一步,必须把一些数值的结果放在摘要里面,例如:“我们的最终计算得出,对于消费者来说,打折比返券的实惠率提高了23%。”摘要应该最后书写。在论文的其他部分还没有完成之前,你不应该书写摘要。因为摘要是论文的主旨和核心内容的集中体现,只有将论文全部完成且把论文的体系罗列清楚后,才可写摘要。 摘要一般分三个部分。用三句话表述整篇论文的中心。 第一句,用什么模型,解决什么问题。 第二句,通过怎样的思路来解决问题。

第三句,最后结果怎么样。 当然,对于低年级的同学,也可以不写摘要。 3. 正文 正文是论文的核心,也是最重要的组成部分。在论文的写作中,正文应该是从“提出问题—分析问题—选择模型—建立模型—得出结论”的方式来逐渐进行的。其中,提出问题、分析问题应该是清晰简短。而选择模型和建立模型应该是目标明确、数据详实、公式合理、计算精确。在正文写作中,应尽量不要用单纯的文字表述,尽量多地结合图表和数据,尽量多地使用科学语言,这会使得论文的层次上升。 4. 结论 论文的结论集中表现了这篇论文的成果,可以说,只有论文的结论经得起推敲,论文才可以获得比较高的评价。结论的书写应该注意用词准确,与正文所描述或论证的现象或数据保持绝对的统一。并且一定要对结论进行自我点评,最好是能将结论推广到社会实践中去检验。 5. 参考资料 在论文中,如果使用了其他人的资料。必须在论文后标明引用文章的作者、应用来源等信息。 二、建模论文的写作步骤 1. 确定题目 选择一个你感兴趣的生活中的问题作为研究对象,并根据研究对象设置论文题目。最好是找一位或几位老师帮助安排研究课题。在确定好课题后,应该写一个写作计划给指导老师看看,并征求他们对该计划的建议。 2. 开展科研课题

建立数学建模案例分析

§15.4锁具装箱问题 [学习目标] 1.能表述锁具装箱问题的分析过程; 2.能表述模型的建立方法; 3.会利用排列组合来计算古典概型; 4.会利用Mathematica求解锁具装箱问题。 一、问题 某厂生产一种弹子锁具,每个锁具的钥匙有5个槽,每个槽的高度从{1,2,3,4,5,6}6个数(单位从略)中任取一数。由于工艺及其它原因,制造锁具时对5个槽的高度有两个要求:一是至少有3个不同的数;二是相邻两槽的高度之差不能为5。满足上述两个条件制造出来的所有互不相同的锁具称为一批。销售部门在一批锁具中随意地抽取,每60个装一箱出售。 从顾客的利益出发,自然希望在每批锁具中不能互开(“一把钥匙开一把锁”)。但是,在当前工艺条件下,对于同一批中两个锁具是否能够互开,有以下实验结果:若二者相对应的5个槽的高度中有4个相同,另一个槽的高度差为1,则可能互开;在其它情况下,不可能互开。 团体顾客往往购买几箱到几十箱,他们会抱怨购得的锁具中出现互开的情形。现请回答以下问题: 1.每批锁具有多少个,能装多少箱? 2.按照原来的装箱方案,如何定量地衡量团体顾客抱怨互开的程度(试对购买一、二箱者给出具体结果)。 二、问题分析与建立模型 因为弹子锁具的钥匙有5个槽,每个槽的高度从{1,2,3,4,5,6}这6个数中任取一数,且5个槽的高度必须满足两个条件:至少有3个不同的数;相邻两槽的高度之差不能为5。所以我们在求一批锁具的总数时,应把问题化为三种情况,即5个槽的高度由5个不同数字组成、由4个不同数字组成、由3个不同数字组成,分别算出各种情况的锁具个数,然后相加便得到一批锁具的总个数。在分别求这三种情况锁具个数的时候,先求出满足第1个条件的锁具个数再减去不满足第2个条件的锁具个数。在求这三种情况锁具个数的时候,主要依靠排列组合的不尽相异元素的全排列公式。 下面用一个5元数组来表示一个锁具: Key=(h1,h2,h3,h4,h5) 其中h i表示第i个槽的高度,i=1,2,3,4,5。此5元数组表示一把锁,应满足下述条件: 条件1:h i∈{1,2,3,4,5,6},i = 1,2,3,4,5。

初中数学建模案例40056

中学数学建模论文指导 中学阶段常见的数学模型有:方程模型、不等式模型、函数模型、几何模型和统计模型等。我们也把运用数学模型解决实际问题的方法统称为应用建模。可以分五种模型来写。论文最好自己写,如果是参加竞赛的话从网上找的会被搜出来的。 一、建模论文的标准组成部分 建模论文作为一种研究性学习有意义的尝试,可以锻炼学生发现问题、解决问题的能力。一般来说,建模论文的标准组成部分由论文的标题、摘要、正文、结论、参考文献等部分组成。现就每个部分做个简要的说明。 1. 题目 题目是给评委的第一印象,所以论文的题目一定要避免指代不清,表达不明的现象。建议将论文所涉及的模型或所用的计算方式写入题目。如“用概率方法计算商场打折与返券的实惠效应”。 2. 摘要 摘要是论文中重要的组成部分。摘要应该使用简练的语言叙述论文的核心观点和主要思想。如果你有一些创新的地方,一定要在摘要中说明。进一步,必须把一些数值的结果放在摘要里面,例如:“我们的最终计算得出,对于消费者来说,打折比返券的实惠率提高了23%。”摘要应该最后书写。在论文的其他部分还没有完成之前,你不应该书写摘要。因为摘要是论文的主旨和核心内容的集中体现,只有将论文全部完成且把论文的体系罗列清楚后,才可写摘要。 摘要一般分三个部分。用三句话表述整篇论文的中心。 第一句,用什么模型,解决什么问题。 第二句,通过怎样的思路来解决问题。 第三句,最后结果怎么样。 当然,对于低年级的同学,也可以不写摘要。 3. 正文 正文是论文的核心,也是最重要的组成部分。在论文的写作中,正文应该是从“提出问题—分析问题—选择模型—建立模型—得出结论”的方式来逐渐进行的。其中,提出问题、分析问题应该是清晰简短。而选择模型和建立模型应该是目标明确、数据详实、公式合理、计算精确。在正文写作中,应尽量不要用单纯

初中教学数学建模

初中教学数学建模 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

初中数学建模教学感悟摘要:数学模型可以有效地描述自然现象和社会现象.数学课程应体现“问题情境——建立数学模型——理解、应用与拓展”,让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程.初中数学建模教学宜低起点、小步子、多活动.数学思想是数学知识的结晶,是高度概括的数学理论.数学建模教学要重视数学知识,更应突出数学思想方法,让学生通过观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学学习活动,在获得对数学理解的同时,在思维能力、情感、态度与价值观等多方面得到进步和发展. 关键词:初中数学;数学建模;建模教学 数学课程标准指出:数学模型可以有效地描述自然现象和社会现象,数学课程应体现“问题情境——建立数学模型——理解、应用与拓展”,让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,进而使学生获得对数学理解的同时,在思维能力、情感、态度与价值观等多方面得到进步和发展[1]. 对复杂的实际问题进行分析,发现其中的可以用数学语言来描述的关系或规律,把这个实际问题转化成一个数学问题,这就称为数学模型.[2] 数学建模就是将某一领域或部门的某一实际问题,通过一定的假设找出这个问题的数学模型,求出模型的解,并对它进行验证的全过程.[2]从广义来说,数学建模伴随着数学学习的全过程.数学概念、数学法则、数学方法的学习与应用都属于数学建模的范畴. 数学建模的基本过程大致为:

一、初中数学建模教学宜低起点、小步子、多活动 过去数学建模只作为高等院校数学专业和部分计算机专业的课程.初中数学建模教学和高校的数学建模教学有很大的不同,初中数学建模教学一般先提出问题、引入正题;然后分析问题,在“引导——探索——创造”中建立模型;最后利用模型解决问题.[3]根据初中学生的身心发展水平、已经掌握的知识结构,初中数学建模教学宜“低起点、小步子、多活动”. 低起点,就是根据学生的现有水平,结合课程标准的要求,降低教学的起点,以便全体学生都能真正进入到教学活动中去.小步子,就是按照由易到难,由浅入深,由单一到综合,由简单到复杂的原则,安排层次分明,但梯度较小的教学情境,分散教学难点,突出教学重点,引领学生沿着数学学习活动的台阶拾级而上,最终达到课程标准的要求.多活动,就是恰当地设计问题情境,引领学生动眼看、动脑想、动口说、动手做,引领学生开展自主学习、合作交流、提问质疑等数学学习活动,引领学生在活动中获得知识,引领学生在活动中发展思维. [案例1]销售中的盈亏问题的建模教学 1、背景问题 某商店在某一时间以每件60元的价格卖出两件衣服,其中一件盈利25%,另一件亏损25%,卖这两件衣服总的是盈利还是亏损,或是不盈不亏? (人教版数学七年级上册第104页) 2、数学建模 (1)问题分析 ①假设一件衣服的进价是x元,以60元卖出,卖出后盈利25%,那么这件衣服的利润是多少元?

初中数学建模案例资料

初中数学建模案例

中学数学建模论文指导 中学阶段常见的数学模型有:方程模型、不等式模型、函数模型、几何模型和统计模型等。我们也把运用数学模型解决实际问题的方法统称为应用建模。可以分五种模型来写。论文最好自己写,如果是参加竞赛的话从网上找的会被搜出来的。 一、建模论文的标准组成部分 建模论文作为一种研究性学习有意义的尝试,可以锻炼学生发现问题、解决问题的能力。一般来说,建模论文的标准组成部分由论文的标题、摘要、正文、结论、参考文献等部分组成。现就每个部分做个简要的说明。 1. 题目 题目是给评委的第一印象,所以论文的题目一定要避免指代不清,表达不明的现象。建议将论文所涉及的模型或所用的计算方式写入题目。如“用概率方法计算商场打折与返券的实惠效应”。 2. 摘要 摘要是论文中重要的组成部分。摘要应该使用简练的语言叙述论文的核心观点和主要思想。如果你有一些创新的地方,一定要在摘要中说明。进一步,必须把一些数值的结果放在摘要里面,例如:“我们的最终计算得出,对于消费者来说,打折比返券的实惠率提高了23%。”摘要应该最后书写。在论文的其他部分还没有完成之前,你不应该书写摘要。因为摘要是论文的主旨和核心内容的集中体现,只有将论文全部完成且把论文的体系罗列清楚后,才可写摘要。

摘要一般分三个部分。用三句话表述整篇论文的中心。 第一句,用什么模型,解决什么问题。 第二句,通过怎样的思路来解决问题。 第三句,最后结果怎么样。 当然,对于低年级的同学,也可以不写摘要。 3. 正文 正文是论文的核心,也是最重要的组成部分。在论文的写作中,正文应该是从“提出问题—分析问题—选择模型—建立模型—得出结论”的方式来逐渐进行的。其中,提出问题、分析问题应该是清晰简短。而选择模型和建立模型应该是目标明确、数据详实、公式合理、计算精确。在正文写作中,应尽量不要用单纯的文字表述,尽量多地结合图表和数据,尽量多地使用科学语言,这会使得论文的层次上升。 4. 结论 论文的结论集中表现了这篇论文的成果,可以说,只有论文的结论经得起推敲,论文才可以获得比较高的评价。结论的书写应该注意用词准确,与正文所描述或论证的现象或数据保持绝对的统一。并且一定要对结论进行自我点评,最好是能将结论推广到社会实践中去检验。

数学建模案例分析--对策与决策方法建模6决策树法

§6 决策树法 对较为复杂的决策问题,特别是需要做多个阶段决策的问题,最常用的方法是决策树法。决策树法是把某个决策问题未来发展情况的可能性和可能结果所做的预测用树状图画出来。其步骤如下: 1、用方框表示决策点。从决策点画出若干条直线或折线,每条线代表一个行动方案,这样的直线或折线称为方案枝。 2、在各方案枝的末端画一个园圈,称为状态点,从状态点引出若干直线或折线,每条线表示一个状态,在线的旁边标出每个状态的概率,称为概率枝。 3、把各方案在各个状态下的损益期望值算出标记在概率枝的末端。 4、把计算得到的每个方案的损益期望值标在状态点上,然后通过比较,选出损益期望值最小的方案为最优方案。 例1某厂准备生产一种新产品,产量可以在三种水平n1、n2、n3中作决策。该产品在市场上的销售情况可分为畅销、一般和滞销三种情况,分别为S1、S2、S3。通过调查,预测市场处于这三种情况的概率分别为0.5、0.3、0.2。三种决策在各种不同市场情况下的利润见下表: 表1 基于各种决策的各种市场情况的利润表(万元) 我们可以计算每种决策下利润的期望值: 实行在水平n1下生产的利润的期望值为:90×0.5+30×0.3-60×0.2=42 实行在水平n2下生产的利润的期望值为:60×0.5+50×0.3-10×0.2=43 实行在水平n3下生产的利润的期望值为:10×0.5+9×0.3-6×0.2=6.5 由于在水平n2下生产利润的期望值最大,因而应选择产量水平n2生产。 可以应用决策树帮助解决这样的决策问题,把各种决策和情况画在图1上: 图1

图中的方框(□)称为决策点,圆圈(○)称为状态点,从方框出发的线段称为对策分支,表示可供选择的不同对策。在圆圈下面的线段称为概率分支,表示在此种对策下可能出现的各种情况。在概率分支上注明了该情况出现的概率。在每一个概率分支的末端注明了对应对策和对应情况下的收益(利润)。在计算时,我们把相应的期望值写在相应的状态点旁边,再由比较大小后选择最优决策,在图上用∥表示舍弃非最优的对策,并在决策点上注明最优决策所对应的期望利润。 图2 利用决策树还可以解决多阶段的决策问题。 例2 某公司在开发一种新产品前通过调查推知,该产品未来的销售情况分前三年和后三年两种情况。因此生产该产品有两种可供选择的方案:建造大厂和建造小厂。如果建造大厂,投资费用5000万元,当产品畅销时,每年可获利2000万元,当产品滞销时,每年要亏损120万元。如果建造小厂,投资费用1000万元,当产品畅销时,每年可获利300万元,当产品滞销时,每年仍可获利150万元。若产品畅销可考虑在后三年再扩建,扩建投资需2000万元,随后三年每年可获利1000万元;也可不再扩建。预测这六年该产品畅销的概率为0.6,滞销的概率为0.4。试分析该公司开发新产品应如何决策? 根据问题的各种情况可以画出决策树如下:这是一个两阶段的决策问题。注意到图中有两个决策点,反映建小厂的方案中可以分成前三年和后三年两个阶段,并在后三年还要做出一次决策。 图3 把各种数据填到图适当的位置后,由后向前计算获利的期望值。由图可见应采用决策:建造大厂。 500 900 1000*3=3000 300*3=900 6.5

初中数学建模教学

初中数学建模教学 【摘要】数学建模是一种教学手段;具体的建模分析方法;常见数学应用题的基本数学模型;.建模教学活动的设计体会。 【关键词】教学手段;建模分析;基本数学模型;活动设计 《全日制义务教育数学课程标准(实验稿)》指出:数学教学就是让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,进而使学生获得对数学理解的同时,在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展。由此可见,初中数学建模教学的研究已经是一个不可忽视的重大问题。近几年,中考加强了应用题的考察,这些应用题以数学建模为中心,以考察学生应用数学的能力,但学生在应用题中的得分率远底于其他题,原因之一就是学生缺乏数学建模能力和应用数学意识。因此中学数学教师应加强数学建模的教学,提高学生数学建模能力,培养学生应用数学意识和创新意识,结合教学实践,谈谈初中数学建模教学的一些学习体会。 1. 数学建模就是用数学语言描述实际现象的过程 数学建模就是用数学语言描述实际现象的过程,是一种数学的思考方法,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学手段。可用下面的框图来说明这一过程: 实际问题——抽象、简化,明确变量和参数——根据某种“定律”或“规律”建立变量和参数间的一个明确的数学关系——解析地或近似地求解该数学问题——解释、验——投入使用——通不过——通过。 1.1审题。建立数学模型,首先要认真审题。实际问题的题目一般都比较长,涉及的名词、概念较多,因此要耐心细致地读题,深刻分解实际问题的背景,明确建模的目的;弄清问题中的主要已知事项,尽量掌握建模对象的各种信息;挖掘实际问题的内在规律,明确所求结论和对所求结论的限制条件。 1.2简化。根据实际问题的特征和建模的目的,对问题进行必要简化。抓住主要因素,抛弃次要因素,根据数量关系,联系数学知识和方法,用精确的语言作出假设。 1.3抽象。将已知条件与所求问题联系起来,恰当引入参数变量或适当建立坐标系,将文字语言翻译成数学语言,将数量关系用数学式子、图形或表格等形式表达出来,从而建立数学模型。按上述方法建立起来的数学模型,是不是符合实际,理论上、方法上是否达到了优化,在对模型求解、分析以后通常还要用实际现象、数据等检验模型的合理性。 2. 具体的建模分析方法

初中数学建模常见类型及举例

初中数学建模初探 随着经济的飞速发展和计算机的广泛应用,数学日益成为一种技术,其手段就是计算和数学建模.数学建模是解决实际问题的过程,在这一个过程中,建立数学模型是最关键、最重要的环节,也是学生的困难所在。它需要运用数学的语言和工具,对部分现实世界的信息(现象、数据等)加以简化、抽象、翻译、归纳,然后利用合适的数学工具描述事物特征的一种数学方法。 一、在初中数学教学中,要使学生初步学会建立数学模型的方法,提高学生应用数学知识解决实际问题的能力,应着重注意以 下几点: 1、审题 建立数学模型,首先要认真审题。苏联著名数学家斯托利亚尔说过,数学教学也就是数学语言的教学。实际问题的题目一般都比较长,涉及的名词、概念较多,因此要耐心细致地读题,深刻分解实际问题的背景,明确建模的目的;弄清问题中的主要已知事项,尽量掌握建模对象的各种信息;挖掘实际问题的内在规律,明确所求结论和对所求结论的限制条件。 2、简化 根据实际问题的特征和建模的目的,对问题进行必要简化。抓住

主要因素,抛弃次要因素,根据数量关系,联系数学知识和方法,用精确的语言作出假设。 3、抽象 将已知条件与所求问题联系起来,恰当引入参数变量或适 当建立坐标系,将文字语言翻译成数学语言,将数量关系用数学式子、图形或表格等形式表达出来,从而建立数学模型。 按上述方法建立起来的数学模型,是不是符合实际,理论 上、方法上是否达到了优化,在对模型求解、分析以后通常还要用实际现象、数据等检验模型的合理性。 二、初中数学建模的主要类型 一切数学概念、公式、方程式和算法系统等都是数学模型, 可以说,数学建模的思想渗透在中小学数学教材中。因此,只要我们深入钻研教材,挖掘教材所蕴涵的应用数学的材料,并从中总结提炼,就能找到数学建模教学的素材。例如:最大最小问题,包括面(体)积最大(小)、用料最省、费用最低、效益最好等,可以建立函数或不等式模型。行程、工程、浓度问题,可以建立方程(组)、不等式(组)模型。 1、函数模型 当涉及到总运费最少或利润最大等决策性问题时,可通过建立函数

数学建模案例分析

案例分析1: 自行车外胎的使用寿命 问题: 目前,自行车在我国是一种可缺少的交通工具。它小巧、灵活、方便、易学,而且价格适中,给广大居民带来了不小的益处。但是,自行车也有令人头痛的地方,最常见的问题莫过于扎胎了。扎胎的原因有很多,但相当一部分是由于外胎磨损,致使一些玻璃碴、小石子很容易侵入、扎破内胎。为了减少不必要的麻烦,如何估计自行车外胎的寿命,及时更换? 分析: 分析角度:由于题目里未明确指出我们是应从厂家角度,还是应从用户角度来考虑这个问题,因此需要我们自己做出合理判断。若从厂家角度,我们面对的应当是一大批自行车外胎的平均寿命的估计。这样的估计要求一定精确度和相对明确的使用环境;而从用户角度来说,面对的仅是个人的一辆车,不需要很高的精确度,这样的寿命估计更简单,易于随时了解,下面仅从用户角度进行分析。 产品的使用者需要了解产品的寿命,是基于安全性及更换的费用来考虑的。我们将这两个标准作为主要标准来分析,首先值得注意的两个关键性问题是如何定义寿命、何时为寿命的终止。寿命的定义要做到科学,直观,有可比性,在航空工业中航天飞机的使用寿命是用重复使用的次数来衡量,而工厂机器设备的寿命则以连续工作的时间来定义。本题外胎的寿命亦可用时间来表征,但由于外胎的寿命直接与其磨损速度相关;而磨损速度又与使用频率及行驶速度相互联系,致使外胎的寿命不一定与使用时间成正比(这种非正比关系使我们不能拿一辆—天跑200公里的自行车与一天只跑1公里的自行车进行寿命比较),降低了可比性。如换成自行车的路程寿命来比较,就好得多。产品寿命是在安全性和更换费用相互制约下达到的一个点,在这个点上,外胎的安全系数降到用户不可接受的最低值,更换费用(寿命越长,在一定意义上更换费用越低)也达到了最大限度的节省。 弄清了上面两个问题后,我们继续明确建立模型需要解决哪些问题及建立模型的重点难点。 自行车使用过程中,一来影响因素多,二来这些因素之间彼此相关,十分复杂,要做到比较准确地估计使用寿命,不但要对外胎的性能有相当的了解,而且对使用环境更不能忽视。当然我们由于是站在用户角度上来考虑的,相对地就可忽略一些次要的影响因素。 这样的数学模型面对着两个主要问题。一、自行车使用寿命与外胎厚度的关系,二、外胎能够抵御小石子破坏作用的最小厚度。后者可处理得相对简略些(如只考虑一块具有一般特征的小石子对外胎的破坏作用),而重点(也是难点)是第一个问题。车重、人重、轮胎性质(力学的、热学的、甚至化学的)和自行车使用频率等都左右着它们的关系。这么多相关因素,不必一一都加以考虑(用户是不会在意这么多的),有些因素,可以先不考虑,在模型的改进部分再作修改,采取逐步深入的方法,如:摩擦损耗有滑动摩擦和滚动摩擦损耗两种,由于滚动摩擦占用的时间(或路程)显然占绝对优势,因此可重点考虑。但滑动摩擦造成的一次损坏又比滚动摩擦大,在刹车使用过频的情况下,就不能不考虑了。 最后,需对得出的结果用简单清晰的文字进行说明,以供用户参考。 案例分析2:城市商业中心最优位置分析 问题: 城市商业中心是城市的基本构成要素之一。它的形成是一个复杂的定位过程。商业中心的选址涉及到各种因素制约,但其中交通条件是很重要的因素之一。即商业中心应位于城市“中心”,如果太偏离这一位置,极有可能在城市“中心”地带又形成一个商业区,造成重复建设。 某市对老商业中心进行改建规划,使居民到商业中心最方便。如果你是规划的策划者,如何建立一个数学模型来解决这个问题。

数学建模经典案例:最优截断切割问题

建模案例:最优截断切割问题 一、 问 题 从一个长方体中加工出一个已知尺寸、位置预定的长方体(这两个长方体的对应表面是平行的),通常要经过 6 次截断切割.设水平切割单位面积的费用是垂直切割单位面积费用的r 倍.且当先后两次垂直切割的平面(不管它们之间是否穿插水平切割)不平行时,因调整刀具需额外费用 e.试设计一种安排各面加工次序(称“切割方式”)的方法,使加工费用最少. 二、 假 设 1、假设水平切割单位面积的费用为r ,垂直切割单位面积费用为1; 2、当先后两次垂直切割的平面(不管它们之间是否穿插水平切割)不平行时,调整刀具需额外费用e ; 3、第一次切割前,刀具已经调整完毕,即第一次垂直切割不加入刀具调整费用; 4 、每个待加工长方体都必须经过6次截断切割. 三、 模型的建立与求解 设待加工长方体的左右面、前后面、上下面间的距离分别为 a0、b0 、c0 ,六个切割面分别位于左、右、前、后、上、下,将它们相应编号为M1、M2、M3、M4、M5、M6,这六个面与待加工长方体相应外侧面的边距分别为 u1、u2、u3、u4、u5、u6.这样,一种切割方式就是六个切割面的一个排列,共有P 66720= 种切割方式.当考虑到切割费用时,显然有局部优化准则:两个平行待切割面中,边距较大的待切割面总是先加工. 由此准则,只需考虑 P 6622290!!! ??=种切割方式.即在求最少加工费用时, 只需在90个满足准则的切割序列中考虑.不失一般性,设u1≥u2,u3≥u4,u5≥u6,故只考虑M1在M2前、M3在M4前、M5在M6前的切割方式. 1、 e=0 的情况

初中数学建模案例

初中数学建模案例Last revision on 21 December 2020

中学数学建模论文指导 中学阶段常见的数学模型有:方程模型、不等式模型、函数模型、几何模型和统计模型等。我们也把运用数学模型解决实际问题的方法统称为应用建模。可以分五种模型来写。论文最好自己写,如果是参加竞赛的话从网上找的会被搜出来的。 一、建模论文的标准组成部分 建模论文作为一种研究性学习有意义的尝试,可以锻炼学生发现问题、解决问题的能力。一般来说,建模论文的标准组成部分由论文的标题、摘要、正文、结论、参考文献等部分组成。现就每个部分做个简要的说明。 1. 题目 题目是给评委的第一印象,所以论文的题目一定要避免指代不清,表达不明的现象。建议将论文所涉及的模型或所用的计算方式写入题目。如“用概率方法计算商场打折与返券的实惠效应”。 2. 摘要 摘要是论文中重要的组成部分。摘要应该使用简练的语言叙述论文的核心观点和主要思想。如果你有一些创新的地方,一定要在摘要中说明。进一步,必须把一些数值的结果放在摘要里面,例如:“我们的最终计算得出,对于消费者来说,打折比返券的实惠率提高了23%。”摘要应该最后书写。在论文的其他部分还没有完成之前,你不应该书写摘要。因为摘要是论文的主旨和核心内容的集中体现,只有将论文全部完成且把论文的体系罗列清楚后,才可写摘要。 摘要一般分三个部分。用三句话表述整篇论文的中心。 第一句,用什么模型,解决什么问题。 第二句,通过怎样的思路来解决问题。

第三句,最后结果怎么样。 当然,对于低年级的同学,也可以不写摘要。 3. 正文 正文是论文的核心,也是最重要的组成部分。在论文的写作中,正文应该是从“提出问题—分析问题—选择模型—建立模型—得出结论”的方式来逐渐进行的。其中,提出问题、分析问题应该是清晰简短。而选择模型和建立模型应该是目标明确、数据详实、公式合理、计算精确。在正文写作中,应尽量不要用单纯的文字表述,尽量多地结合图表和数据,尽量多地使用科学语言,这会使得论文的层次上升。 4. 结论 论文的结论集中表现了这篇论文的成果,可以说,只有论文的结论经得起推敲,论文才可以获得比较高的评价。结论的书写应该注意用词准确,与正文所描述或论证的现象或数据保持绝对的统一。并且一定要对结论进行自我点评,最好是能将结论推广到社会实践中去检验。 5. 参考资料 在论文中,如果使用了其他人的资料。必须在论文后标明引用文章的作者、应用来源等信息。 二、建模论文的写作步骤 1. 确定题目 选择一个你感兴趣的生活中的问题作为研究对象,并根据研究对象设置论文题目。最好是找一位或几位老师帮助安排研究课题。在确定好课题后,应该写一个写作计划给指导老师看看,并征求他们对该计划的建议。 2. 开展科研课题

浅谈初中数学建模教学

浅谈初中数学建模教学 发表时间:2013-07-08T16:20:14.593Z 来源:《教育研究·教研版》2013年7月上供稿作者:熊兴波陈凤祥[导读] 注意结合学生的实际水平 熊兴波陈凤祥 〔摘要〕学校教育的根本任务在于教会学生如何学习以及如何应用知识解决问题。然而,作为数学教育工作者,我们应该教育学生学会把实际问题转化为数学问题加以解决,这就是数学教学中的一个重点,所以,如何构造数学模型和探讨建模在初中数学教学中对提高学生分析问题、解决问题的能力是我们教师的工作重点。 〔关键词〕初中数学建模教学应用意识近年来数学建模的题目在中考试题中也逐渐增大了权重。中考试题加强了应用题的考查,这些应用题以数学建模为中心,考查学生应用数学的能力,但学生在应用题中的得分率远低于其他题目,原因之一就是学生缺乏数学建模能力和应用数学意识。因此,我们应加强数学建模的教学,提高学生数学建模能力,培养学生应用数学的意识。 1 建模的四个重要步骤 1.1 要认真审题。建立数学模型,首先要认真审题。实际应用题的题目一般都比较长,涉及的名词、概念较多,因此要耐心细致地读题,深刻分解实际问题的背景,明确建模的目的;弄清问题中的主要已知事项,尽量掌握建模对象的各种信息;挖掘实际问题的内在规律,明确所求结论和对所求结论的限制条件。 1.2 要进行必要简化。根据实际问题的特征和建模的目的,对问题进行必要简化。抓住主要因素,抛弃次要因素,根据数量关系,联系数学知识和方法,用精确的语言作出假设。 1.3 抽象。将已知条件与所求问题联系起来,恰当引入参数变量或适当建立坐标系,将文字语言翻译成数学语言,将数量关系用数学式子、图形或表格等形式表达出来,从而建立数学模型。 1.4 数学模型求解、寻找现实原型问题的解,返回解释。数学模型求解也是很关键的一步,如果不能用数学方法正确求解的话,就不能让数学回归至正确解决实际问题,所有的工作将是功亏一篑,所以要让学生掌握数学模型的简捷快速高效的求解方法。完成模型求解之后,我们还需要验证求解数据对解决实际问题的合理性和适用性,找到实际应用题的解。显然,这一步是非常重要的,并且是必不可少的。这一步是体现数学应用价值的非常重要的一个环节,也是培养学生数学应用意识的最重要的一个环节。 2 建模教学的特点 2.1 活动性和趣味性。初中生的年龄特点决定了易于接受有趣味的,自身能参与的,活动性强的事物,感性思维多于理性思维,而他们对感兴趣的东西乐于学习和参与,而往往也比较容易学好,以前的教材学生觉得比较枯燥,提不起学习兴趣,阻碍了学生的发展。新教材给内容注入了很多有趣的现实情境,很多都是建模的好材料。 2.2 起点较低,容易掌握.根据学生现有的水平,结合课程标准的要求,降低教学起点,以便全体学生都能真正参与,选取的素材要贴近学生的生活实际、符合学生的认知经验,如利用温度计、刻度尺作为实际背景感受数轴模型;再如用丢番图的墓志铭或猜老师的年龄来感受方程模型;或从课本中出现的问题出发设置实际背景,学生比较熟悉,易于接受和掌握。如学习了一次函数有关知识后,则可把行程问题中的追击相遇类问题设计为一次函数模型来解决。 2.3 重方法,重思想。数学思想方法是数学的灵魂,没有思想方法的教学是机械的、低效的、扼杀创造力的教学,因此思想方法的指导应该贯穿在教学的各个环节。“授人以鱼,不如授人以渔”。时间推移,知识会遗忘,但思想方法会一直指导我们的人生。 3 数学建模教学要重视其发展过程 由于发展过程本身就蕴含着丰富的数学建模思想,因此教师既要重视实际问题背景的分析、参数的简化、假设的约定,还要重视分析数学模型建立的原理与过程,数学知识、方法的转化与应用,不能仅仅讲授数学建模结果,忽略数学建模的过程。 4 鼓励学生主动地参与建模学习中来数学应用与数学建模的目的并不是仅仅为了解决一些具体问题,而是要培养学生的应用意识、数学能力和数学素质。因此我们不应该沿用老师讲题、学生模仿练习的套路,而应该重过程、重参与,更多地表现活动的特性。 5 注意结合学生的实际水平 数学建模对教师对学生都有一个逐步的学习和适应的过程。教师在数学建模教学实践中,特别应考虑学生的实际能力和水平,起始点要低,形式多样有利于更多的学生参与。在开始的教学中,在讲解知识的同时有意识地介绍知识的应用背景。在应用的重点环节结合比较多的训练,逐步扩展到让学生用已有的数学知识解释一些实际结果,描述一些实际现象,模仿地解决一些比较确定的应用问题,到独立地运用数学建模的方法解决教师提供的数学应用问题,最后发展成能独立地发现、提出一些实际问题,并能用数学建模的方法解决它。 6 结语 总而言之,培养学生解决实际问题的能力,也就是培养他们的建模能力,如果能够成功的培养学生建模能力,那将对提高学生学习的兴趣,培养创新意识,具有十分重要的作用.另外,作为教师的我们也要加强初中数学建模教学,培养学生应用数学的意识,重要的是在教学中坚持以学生为主体。让学生感受到学数学是为了用数学,数学就在我们的身边,自觉地在学习过程中构建数学模型意识。参考文献 1 教育部. 全日制义务教育数学课程标准(实验稿)[M].2001 2 冯永明.中学数学建模的教学构想与实践[J].数学通讯,2000.7 3 教育部. 全日制义务教育数学课程标准(实验稿)[M],2001.7 作者单位:重庆市丰都县滨江中学__

最新初中数学建模举例复习过程

初中数学建模举例 所谓数学建模,就是将某一领域或部门的某一实际问题,通过一定的假设,找出这个问题的数学模型,求出模型的解,并对它进行验证的全过程。笔者以一次函数的应用为例,探讨几种不同的数学建模过程。 一、直接给出模型 例1.已知弹簧的长度y在一定的限度内是所挂物质重量x的一次函数。现已测得所挂重物重量为4kg时,弹簧的长度是7.2cm;所挂重物重量为5kg时,弹簧的长度为7.5cm。求所挂重物重量为6kg时弹 簧的长度。 既然题干中已经明确给出了y与x之间具备的是一次函数关系,那么实际上本题目中数学建模过程已经被省略掉了。可以设数学模型为y=kx+b,将已知的两个条件分别代入这个模型关系式中,可得:7.2=4x+b,7.5=5x+b。求解二元一次方程组,得出k=0.3,b=6。从而得到模型y=0.3x+6,将x=6代入该模型中,得到y=7.8。于是得到该问题的最终结果,即当所挂物体重量为6kg时,弹簧长度为7.8cm。这种直接给出数学模型的方法,在初学一次函数理解其待定系数法时,不失为一种较为合适的数学题目设计。但是从数学应用的角度来看,不利于锻炼学生从实际问题中抽象出数学问题的能力。 二、猜测建立模型 例2.爸爸穿42码的鞋,长度为26cm;妈妈穿39码的鞋,长度为 24.5cm。小明穿41码的鞋子,长度为多少? 可以设数学模型为y=kx+b,将已知的两个条件分别代入到这个模型

关系式中,可得: 26=42k+b,24.5=39k+b。求解二元一次方程组,得解k=0.5,b=5。得到模型y=0.5x+5,将x=41代入该模型中,得到y=25.5。从而得到该问题的最终结果,即小明所穿的41码的鞋子,长度为25.5cm。本例至此,似乎已经解决了问题。但实际上,如果只知道两对已知的函数数值,还不能否定尺码和长度之间是否存在着其他函数关系,譬如二次函数关系。因此,在该题目的题设中应该再给出一个条件,比如可以再给出“妹妹穿36码的鞋,长度为23cm”,以便获得一次函数模型后的验证。无疑,例题2中一次函数模型的应用较例题1高了 一个层次。 三、实际推导模型 例3.星期天,张老师提着篮子(篮子重0.5斤)去集市买10斤鸡蛋,当张老师往篮子里装称好的鸡蛋时,发觉比过去买10斤鸡蛋的个数少很多,于是她将鸡蛋装进篮子再让摊主一起称,共称得10.55斤,她即刻要求摊主退1斤鸡蛋的钱。她是怎样知道摊主少称了大约1斤鸡蛋呢(精确到1斤)?请你将分析过程写出来,由此,你受到什么 启发? 把鸡蛋的实际重量看做是未知数x,而把显示的重量看做是y,于是如果没作弊,应该是y=x,但是老板作弊了,那么他又是如何作弊的呢?他无非是想让y>x。老板可以调整他的秤,使得下面的等式成立:y=kx。其中k是大于1的一个数。这样,对于每一个x值,y值都比它大。根据这道题目的已知条件得到以下两个等式:

数学建模案例分析-- 插值与拟合方法建模1数据插值方法及应用

第十章 插值与拟合方法建模 在生产实际中,常常要处理由实验或测量所得到的一批离散数据,插值与拟合方法就是要通过这些数据去确定某一类已经函数的参数,或寻求某个近似函数使之与已知数据有较高的拟合精度。插值与拟合的方法很多,这里主要介绍线性插值方法、多项式插值方法和样条插值方法,以及最小二乘拟合方法在实际问题中的应用。相应的理论和算法是数值分析的内容,这里不作详细介绍,请参阅有关的书籍。 §1 数据插值方法及应用 在生产实践和科学研究中,常常有这样的问题:由实验或测量得到变量间的一批离散样点,要求由此建立变量之间的函数关系或得到样点之外的数据。与此有关的一类问题是当原始数据 ),(,),,(),,(1100n n y x y x y x 精度较高,要求确定一个初等函数)(x P y =(一般用多项式或分段 多项式函数)通过已知各数据点(节点),即n i x P y i i ,,1,0,)( ==,或要求得函数在另外一些点(插值点)处的数值,这便是插值问题。 1、分段线性插值 这是最通俗的一种方法,直观上就是将各数据点用折线连接起来。如果 b x x x a n =<<<= 10 那么分段线性插值公式为 n i x x x y x x x x y x x x x x P i i i i i i i i i i ,,2,1,,)(11 1 11 =≤<--+--= ----- 可以证明,当分点足够细时,分段线性插值是收敛的。其缺点是不能形成一条光滑曲线。 例1、已知欧洲一个国家的地图,为了算出它的国土面积,对地图作了如下测量:以由西向东方向为x 轴,由南向北方向为y 轴,选择方便的原点,并将从最西边界点到最东边界点在x 轴上的区间适当的分为若干段,在每个分点的y 方向测出南边界点和北边界点的y 坐标y1和y2,这样就得到下表的数据(单位:mm )。 根据地图的比例,18 mm 相当于40 km 。

探索初中数学建模教学

探索初中数学建模教学 内容提要:数学建模理念已越来越受到数学教学一线老师的青睐,它的重要意义以及模型在学生学习数学过程中已倍受关注,更引起了教师探索的兴趣。结合平时的教学实践,从初中数学教学的各种不同方式来论述怎样培养学生数学建模能力。 关键词:数学建模教学意义模型方式 随着数学教育界中数学建模理念地不断深化,提高数学建模教学势在必行。通过数学建模能力的培养,既能使学生可以从熟悉的情境中引入数学问题,拉近数学与生活、生产的联系,激发学生学习数学的兴趣,又能培养学生的数学应用意识;既能使学生掌握学习数学的方法又能培养学生的创新意识以及分析和解决实际问题的能力,使“人人学有价值的数学”。这正是新课程改革和数学教育的目的。 一、初中数学建模教学的重要意义 1、激发学生学习数学的兴趣 数学建模是数学学习的一种新的方式,它为学生提供了自主学习的空间,有助于学生体验数学在解决实际问题中的价值和作用,体验数学与日常生活和其他学科的联系,体验综合运用知识和方法解决实际问题的过程,增强应用意识,总之,它拉近了学生与日常喜闻乐见的生活的距离,又因为它具有应用价值,显而易见有助于激发学生学习数学的兴趣。 2、培养学生的应用意识和创新意识 过去,不少学生对数学的认识是繁、难,在生活中应用太少,这是走入纯数学误区,未能真正把数学学活。其实数学发展本来就是与生产、生活发展同步的,学习数学的目的就是为了更好地提高生产效率和生活质量。随着数学教育界中“数学应用意识”教育的不断深入,提高数学应用性的教育迫在眉睫。数学应用性包括两个层次:一是数学的精神、思想和方法;二是数学建模。而通过数学建模教学,既可以培养学生的数学应用意识、巩固学生的数学方法,又可以培养学生的创新意识以及分析和解决实际问题的能力。 3、数学建模教学改善了教和学的方式

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