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数学模型教学大纲

数学模型教学大纲
数学模型教学大纲

《数学模型》教学大纲

课程名称: 数学模型(Mathematical Model)

适用专业:应用数学、信息与计算科学

课程学时: 48学时理论+32学时实验

课程学分: 4

先修课程:微积分、线性代数、概率论

考核方式:期末论文

理论课教学大纲

一、课程的性质与任务

随着其它学科和计算机的迅速发展,数学已经向各个领域广泛渗透,数学已经由原来的高度抽象、严格推理和严密证明的理论课过渡成为解决许多边缘学科和交叉学科的关键技术。而数学一开始就是为了解决实际问题的需要而产生,数学模型或建立数学模型课程的开设就是一个朴素的回归。

设立数学建模课程的主要目的是培养学生应用所学的数学基础知识(微积分、线性代数、概率统计)解决实际问题的能力,培养新型的应用型动手能力强的人才。本课程通过一系列典型案例的分析、学习和应用,使学生掌握解决实际问题的一般步骤和原理;通过一些必要的辅助计算软件(lingo优化软件、matlab科学计算软件等)的培训,培养学生新型的数学观:数学中很多的复杂而重复的计算,应该完全交给计算机去做,人就回到思考、分析、设计、评估等更重要的工作中去。

由于实际问题的复杂性和广泛性,本课程在讲授不同类型的模型时,可以参考不同的教材和选取不同的计算软件,所以在教材的选取上本着灵活性和多样性,因而不同章节有不同的参考书。

二、课程的内容

第1章.数学建模概论

1.1 什么是数学模型

1.2 几个简单的建模案例

1.3 建立数学模型的基本方法和步骤

1.4 数学模型的特点和分类

1.5 数学建模能力的培养

参考教材:《数学模型》.高教出版社.姜启源

《数学建模与数学实验》.高教出版社.赵静

《数学建模方法及其应用》高教出版社.韩中庚

第2章. 初等数学模型

2.1 公平的席位分配问题

2.2 动物的身长和体重

2.3 空间点热源的扩散问题

参考教材:《数学模型》.高教出版社.姜启源

《数学建模与数学实验》.高教出版社.赵静

第3章. 数学规划模型

3.1 线性和非线性规划模型相关概念

3.2 几种线性规划问题

指派为问题运输问题材料切割问题配方问题排序问题

多阶段生产计划问题生产流程问题

参考教材:《数学模型》.高教出版社.姜启源

《运筹学》.清华大学出版社.胡运权

《管理运筹学》.高教出版社.韩伯棠

《lingo优化软件》.清华大学出版社.谢金星

第4章与图有关的优化问题

4.1 最短路径问题

4.2 流量问题

4.3 最优连线问题(最小树问题)

4.4 最优回路问题(哈密尔顿回路)

4.5 最小覆盖与最小配对问题

参考教材:《运筹学》.清华大学出版社.胡运权

《管理运筹学》.高教出版社.韩伯棠

《lingo优化软件》.清华大学出版社.谢金星

第5章 . 微分方程与差分方程模型

5.1 人口增长模型

5.2 传染病模型

5.3 药物在体内的分布与排出

5.4 烟雾的扩散与消失

5.5 差分形式的阻滞增长模型

5.6 按年龄分组的种群增长

参考教材:《数学模型》.高教出版社.姜启源

《数学建模与数学实验》.高教出版社.赵静

《数学模型》.复旦大学出版社.谭永基

《数学模型方法及其应用》.高等教育出版社.韩中庚

第6章离散模型

6.1层次分析模型

6.2循环比赛模型

6.3 选优排序问题

6.4 合理分配住房问题

参考教材:《数学模型》.高教出版社.姜启源

《数学模型》.复旦大学出版社.谭永基

《数学模型方法及其应用》.高等教育出版社.韩中庚

第7章. 概率模型

7.1传送系统的效率、报童的诀窍

7.2随机存贮策略、轧钢中的浪费

7.3 彩票模型

7.4 概率分布在各种保险中的计算问题

参考教材:《数学模型》.高教出版社.姜启源

《数学建模与数学实验》.高教出版社.赵静

《数学模型方法及其应用》.高等教育出版社.韩中庚

第8章. 统计模型

8.1 常用统计量和期望、方差、相关系数的复习

8.2 假设检验和区间估计

8.3 方差分析

8.5软件开发人员的薪金

参考教材:《数学模型》.高教出版社.姜启源

《数学建模与数学实验》.高教出版社.赵静

《数学模型方法及其应用》.高等教育出版社.韩中庚

《matlab统计分析与案例40》北京航空航天大学出版社.谢中华第9章多目标模型

9.1 目标规划模型

9.2 多目标的处理

参考教材:《数学模型》.高教出版社.姜启源

《数学模型方法及其应用》.高等教育出版社.韩中庚

第10章拟合与模拟

10.1拟合与插值

10.2随机模拟的应用

第11章历届建模竞赛题选讲

参考教材:《数学模型》.高教出版社.姜启源

《数学建模与数学实验》.高教出版社.赵静

《数学模型方法及其应用》.高等教育出版社.韩中庚

四、教学方法与教学手段说明

1. 循序渐进的介绍数学建模的思想,由简入难的介绍各类数学模型;强化数学与计算机等其他工具的结合。采用教师讲解、指定学生报告教师评论等教学方法。课时分配大致为两次理论课一次实验课(包括完成作业熟悉matlab软件等),实验项目见本课程的实验教学大纲。

2. 数学建模课程实际上就是给学生提供一些建模案例,因此,学生报告也可以不按教材内容讲解,可以讲解他阅读的其它建模例子。

五、考核方式和要求

期末考试将采用每人完成一篇数学建模论文。

实验课教学大纲

一、教学目的和方法

为了解决数学建模的所有的重复“计算”问题,必须掌握数学建模常用的科学计算软件、统计软件和优化软件,结合本课程的理论教学,要求学生必须学会matlab科学计算软件和lingo优化软件。学习方式可以采用学生根据每堂课老师布置的任务,依照参考书完成给定的计算要求。

二、教学内容安排

第1章 matlab入门与基本函数

1.1 matlab入门与运行方式

1.2 matlab的变量与函数

1.3 与微积分有关的函数命令的练习:求极限、求导数、求积分

第2章数组与矩阵

2.1 数组的输入与运算方式

2.2 矩阵的输入与操作方式

2.3 关于矩阵的数字计算(求逆、行列式、化行最简形等)

第3章利用matlag作函数的图像

3.1 绘制一元函数的曲线

3.2 绘制三维曲面

3.3 关于绘图的操作

第4章 matlab的微分方程求解

第5章 matlab的统计工具箱的应用

5.1 常用统计量的命令

5.2 检验与区间估计

5.3 方差分析

5.4 回归分析

第6章 matlab的程序设计

6.1 for循环结构

6.2 while 循环结构

6.3 if-else结构

第7章 matlab在一些经典的建模问题中的应用

7.1 matlab和外部文件的数据传输

第8章 lingo的介绍与入门

8.1 lingo的安装与简介

8.2 简单优化程序的输入与计算

8.3 lingo命令的介绍

8.4 lingo优化模型的集合式输入法的介绍

8.5 lingo和外部文件的数据传输

三、教学方法和手段

实验课在机房进行,以老师讲解为辅,学生自学为主,相互讨论的方式进行学习,同时,每次实验课应该有明确的实验要求和结果,以作为考核实验课的教学效果。

参考教材

《数学建模与数学实验》高教出版社.赵静

《matlab工具箱应用指南》电子工业出版社.李涛

《matlab与遗传算法工具箱及其应用》西安电子科技大学出版社.雷英杰《神经网络理论与matlab7应用》电子工业出版社.飞思科技产品研发中心《matlab统计分析与应用40个案例分析》北京航空航天大学出版社.谢中华《优化建模与lingdo/lingo软件》清华大学出版社.谢金星

执笔人:舒兴明

审核人:王志刚

量纲分析方法的基本原理是定理

量纲分析方法的基本原理是Π定理。 设所选取的单位制中基本量的数目为m,它们是,物理量Q的量纲式为 (1) 对上式取对数,则有 (2) 若 是m维空间的“正交基矢”,则 就是“矢量”ln[Q] 在基矢量上的投影,或者说是它的“分量”。于是,量纲式可以简写为 。 所谓几个物理量的量纲独立,是指无法用它们幂次的乘积组成无量纲量。用矢量语言表达,就是代表 它们量纲的“矢量”线性无关。在m维的空间内最多有m个彼此线性无关的矢量。m 个矢量 (i =1,2, …,m)线性无关的条件是它们组成的行列式不等于0: (3) P定理表述为设某物理问题内涉及n个物理量(包括物理常量 ,而我们所选取的单位 制中有m个基本量(n>m),则由此可组成(n-m )个无量纲的量,在物理量之间存在的函数关系式 (4) 可表示成相应的无量纲形式 (5) 或者把 解出来: (6)

n=m的情况下,有两种可能:若的量纲彼此独立,则不能由它们组成无量纲的量;若不独硫还可能组成无量纲的量。 运用P定理作量纲分析示范如下: 在力学问题中,选取质量(M)、长度(L)、和时间(T)作为基本物理量,故m=3。 例1:设一均匀细棒,长度为l,质量为m。求绕过中点O的转轴的转动惯量 J(如右图)。 解:转动惯量的量纲式为,任意形状的转动惯量可写为, 代表一组能确定其几何形状的无量纲参量,如长方形的两边长之比;三角形的底与高之比,对于几何形状相似的物体,函数是等同的,对于那些只用一个特征长度即可完全确定的几何形体,如正方体,长方体,立方体,圆,球……等,退化为一个未知常数,用k表示。所以,对细棒,转动惯量J可以写成 (7) 已知平行轴定理 (8)(这里是物体对通过其质心的某个特定轴的转动惯量,d是将此转轴平行移动距离。) 设式(7)中的J代表细棒的,即过质心o并垂直于棒的转轴的转动惯量。将转轴移至端点,则 , 按(8)式 (9)

广东工业大学应用数学学院数学建模教学大纲Word版

《数学模型》课程教学大纲 Mathematics Modeling 课程编号:课程性质:专业基础理论课/ 选修 适用专业:信息安全、统计开课学期:4 学时数:56 学分数:3.5 编写年月:2006年6月修订年月:2007年1月 执笔者:陈学松 一、课程的性质、目的及任务 随着科学技术和计算机的迅速发展,数学向各个领域的广泛渗透已日趋明显,数学不仅在传统的物理学、电子学和工程技术领域继续发挥着重要的作用,而且在经济、人文、体育等社会科学领域也成为必不可少的解决问题工具。“数学建模”课是培养学生在实际问题中的数学应用意识、训练学生把科技、社会等领域中的实际问题按照既定的目标归结为数学形式,以便于用数学方法求解得出更深刻的规律和属性,提高学生数学建模素质的一门数学应用类课程。因此,设立数学建模课程的意义在于:提高学生的数学素质和应用数学知识解决实际问题的能力,大力培养应用型人才。本课程是沟通实际问题与数学工具之间联系的必不可少的桥梁。是一门充分应用其它各数学分支的应用类课程,其主要任务不是“学数学”,而是学着“用数学”,是为培养善于运用数学知识建立实际问题的数学模型,从而善于解决实际问题的应用型数学人材服务的。通过本课程的学习,使学生较为系统的获得利用数学工具建立数学模型的基本知识、基本技能与常用技巧,培养学生的抽象概括问题的能力,用数学方法和思想进行综合应用与分析问题的能力,并着力导引实践—理论—实践的认识过程,培养学生辩证唯物主义的世界观。 二.课程教学基本要求 通过本课程的学习,使学生了解数学建模是利用数学知识构造刻划客观事物原型的数学模型,利用计算机解决实际问题的一种科学方法。掌握数学建模的基本步骤,即从实际问题出发,遵循“实践——认识——实践”的辨证唯物主义认识规律,紧紧围绕建模的目的,运用观察力、想象力和逻辑思维,对实际问题进行抽象、简化、反复探索、逐步完善,直到构造出一个能够用于分析、研究和解决实际问题的数学模型。会利用数学知识和计算机解决问题,并能够撰写符合要求的数学建模论文。 三.课程教学基本内容、重点和难点 本课程的目的不是向学生传授系统的数学知识,而是将已学过的知识灵活运用到实际问题当中。其教学要求是逐步培养学生能够将实际问题“翻译”为数学语言,并予以求解,然后再解释实际现象,继而应用于实际的思想方法,最终提高学生的数学素质和应用数学知识

在高中数学中如何进行数学建模教学

在高中数学中如何进行数学建模教学 专题1 从列方程解应用题到数学建模 专题2 韩信点兵的数学模型 专题3 函数建模——容器中小的深度与注水时间的关系 专题4 几何建模(一)——飞机飞行的最短路径 专题5 几何建模(二)追截走私船问题 专题6 有关复利的数学模型 专题7 最值模型 专题8 “命运的数学公式” 专题9 中奖概率 专题10 对策模型——嫌疑犯的选择 专题11 水污染治理方案的比较 专题12 “连环送”中的折扣问题 专题13 水库中鼻坝高度与挑角的确定 专题14 双瓶输液中的深度问题 附录数学建模与中学数学 在高中数学中如何进行数学建模教学 数学模型是数学知识与数学应用的桥梁,研究和学习数学模型,能帮助学生探索数学的应用,产生对数学学习的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力,加强数学建模教学与学习对学生的智力开发具有深远的意义,现就如何进行高中数学建模教学谈几点体会。 一.要重视各章前问题的教学,使学生明白建立数学模型的实际意义。 教材的每一章都由一个有关的实际问题引入,可直接告诉学生,学了本章的教学内容及方法后,这个实际问题就能用数学模型得到解决,这样,学生就会产生创新意识,对新数学模型的渴求,实践意识,要求学生学完后尝试解决这一类问题。 (1)、一个木材贮运公司,有很大的仓库,用于贮运出售木材。由于木材季度价格的变化,该公司于每季度初购进木材,一部分于本季度内出售,一部分贮存起来以后出售。已知:该公司仓库的最大贮藏量为20万立方米,贮藏费用为:(a+bu)元/万立方米,其中: a=70,b=100,u为贮存时间(季度数)。已知每季度的买进、卖出价及预计的销售量为: 季度买进价(万元/立方米)卖出价(万元/立方米)预计销售量(万立方米) 冬410 425 100 春430 440 140 夏460 465 200 秋450 455 160 由于木材不易久贮,所有库贮木材于每年秋季售完。确定最优采购计划.(由于不能粘贴数学符号图片,所以没有解题) 这是培养创新意识及实践能力的好时机要注意引导,对所考察的实际问题进行抽象分析,建立相应的数学模型,并通过新旧两种思路方法,提出新知识,激发学生的知欲,如不可挫伤学生的积极性,失去“亮点”。 二.通过几何、三角形测量问题和列方程解应用题的教学渗透数学建模的思想与思维过程。

《数学建模与数学实验》本科教学日历

《数学建模与数学实验》本科教学日历 数学建模部分 开设课程课程名称数学建模课程编号0701107 施教单位理学院 课内学时 总课时36 课程性质公共基础讲授课时28 修读要求选修实践课时8 选用教材教材名称数学建模教程出版社名称高等教育出版社 出版时间 及版次 2011年出版,第一版印刷时间2011年 其他情况 教学安排 班次授课对象及人数任教教员(指导教员)姓名及职称数学建模A 各专业本科学员 吴孟达教授 段晓君教授 毛紫阳讲师 王丹讲师 数学建模B 各专业本科学员 吴孟达教授 段晓君教授 毛紫阳讲师 王丹讲师 课次节 次 授课内容 教学 方法 采用现代化教学手段(课时) 多媒体电教双语网络实验 1 1 (1)什么是数学建模?数学建模的一般概念 (2)几个数学建模问题 讲授 1 2 (1)数学建模的一般步骤 (2)敏感问题调查案例 讲授 1 2 3 (1)行走步长问题 (2)雨中行走淋雨量最小问题 (3)道路是越多越通畅吗? 讲授 1 4 (1)有奖销售的抽奖策略问题 (2)“非诚勿扰”女生最佳选择问题 (3)网络文章流行度预测和招聘匹配 讲授 1 3 5 (1)线性规划模型基本概念 (2)整数规划模型 (3)0-1规划模型 讲授 1 6 (1)非线性规划 (2)多目标规划 讲授 1 4 7 (1)最短路算法 (2)最小生成树算法 讲授 1 8 (1)最大流算法 (2)PageRank算法 讲授 1 5 9 规划模型上机实践实践 1

课次节 次 授课内容 教学 方法 采用现代化教学手段(课时) 多媒体电教双语网络实验10 图论模型上机实践实践 1 6 11 (1)博弈模型基本概念 (2)Nash平衡和Pareto最优 (3)博弈论案例 讲授 1 12 (1)贝叶斯纳什均衡 (2)拍卖模型 讲授 1 7 13 社会选择理论中的选举问题数学模型-阿罗不可能定理讲授 1 14 越野长袍团体赛排名规则公平性问题讲授 1 8 15 军事作战模型-Lanchester作战模型讲授 1 16 自动化车床管理模型讲授 1 9 17 (1)“边际效应”基本概念 (2)实物交换模型,最佳消费模型、报童售报问题 讲授 1 18 (1)价格弹性模型 (2)合作效益的Shapley值分配模型 讲授 1 10 19 (1)聚类分析基本概念 (2)常用聚类算法 讲授 1 20 (1)方差分析基本概念 (2)单因素方差分析 (3)双因素方差分析 讲授 1 11 21 (1)主成分分析基本概念 (2)因子分析 讲授 1 22 (1)一元回归分析 (2)多元回归分析 (3)多元回归模型的检验与优化 讲授 1 12 23 聚类分析和方差分析上机实践实践 1 24 主成分分析和多元回归分析上机实践实践 1 13 25 (1)遗传算法基本思想 (2)算法步骤 讲授 1 26 遗传算法计算实例讲授 1 14 27 (1)模拟退火算法基本思想 (2)算法步骤 讲授 1 28 模拟退火算法计算实例讲授 1 15 29 (1)蚁群算法基本思想 (2)算法步骤 讲授 1 30 (1)数学建模中的计算机仿真 (2)不可召回的秘书招聘问题 (3)车灯光源优化设计 (4)生命游戏 讲授 1 16 31 遗传算法上机实践实践 1 32 模拟退火算法上机实践实践 1

科学计算与数学建模教学大纲

科学计算与数学建模教学大纲 课程编号:13070162 课程名称:科学计算与数学建模 英文名称:Scientific Computing & Mathematical Modeling 总学时:64 学分:4 先修课程要求:高等数学、线性代数 适应专业:全校理、工、医、经、管、文、法等专业 教材与主要教学参考书目(注:加*号的为指定教材或辅助教材) [1]*郑洲顺,张鸿雁等,科学计算与数学建模,上海:复旦大学出版社,2011. [2]*李庆扬,王能超,易大义.数值分析,通高等教育“十一五”国家级规划教材,北京:清 华大学出版社,2008 [3] *姜启源,谢金星,叶俊.数学模型(第三版),北京:清华大学出版社,2007. [4] 邓建中,刘之行.计算方法,西安:西安交通大学出版社,2001. [5] 谭永基等.数学模型,上海:复旦大学出版社,1997. [6] 韩旭里,万中.数值分析与实验,北京:科学出版社,2006年. [7] 蔡大用,白峰杉.高等数值分析.北京:清华大学出版社,1998 [8] 曹志浩,张玉德,李瑞遐.矩阵计算与方程求根.北京:高等教育出版社,1984 [9] 李庆扬,关治,白峰杉.数值计算原理,北京:清华大学出版社,2000 [10]索尔(美)著.吴兆金,范红军译.数值分析,北京:人民邮电出版社,2010 [11]叶其孝.大学生数学建模竞赛辅导教材(1-5).长沙:湖南教育出版社,1993-2008 [12]刘来福,曾文艺.数学模型与数学建模.第二版.北京:北京师范大学出版社,2002 [13]李尚志.数学建模竞赛教程.江苏:江苏教育出版社,1996 [13]李大潜.中国大学生数学建模竞赛.北京:高等教育出版社,1998 [14] *李荣华,冯果忱.微分方程数值解法.第二版.北京:高等教育出版社,1989 [15]施妙根,顾丽珍.科学和工程计算基础.北京:清华大学出版社,1999 [16]郭金玉,张忠彬,孙庆云.层次分析法在安全科学研究中的应用[J].中国安全生产科学 技术,2008,4(2):69-73 [17]陈义华.数学建模的层次分析法. 甘肃工业大学学报.1997,23(3):92-97 [18]郭亚军.综合评价理论、方法及应用.北京:科学出版社,2007 [19]韩中庚.数学建模方法及其应用. 北京:高等教育出版社,2005 [20]易丹辉.统计预测方法与应用-北京:中国统计出版社,2004

数学建模 教学大纲

《数学建模》教学大纲 一、课程的基本信息 课程编码:课程性质:专业必修课 总学时:64学时学分:4 开课单位:信息管理学院适用专业:信息与计算科学 先修课程:高等数学、线性代数、概率论与数理统计 二、课程目的与任务 数学建模(实验)课程是信息与计算科学专业的必修课,是利用数学和计算机基础平台进行实践应用课程之一。是基础数学科学联系实际的主要途径之一。通过该课程的学习,要使学生系统地获得数学建模的基本知识、基本理论和方法,培养和训练学生的数学建模素质。要求学生具有熟练的计算推导能力;通过数学模型有关的概念、特征的学习和数学模型应用实例的介绍,培养学生双向翻译能力,数学推导计算和简化分析能力,熟练运用计算机能力;培养学生联想、洞察能力、综合分析能力;培养学生应用数学解决实际问题的能力。熟练掌握一至两种数学软件(matlab,lingo等),为学生适应日后在社会中实际应用奠定必要的基础。 三、课程教学基本要求 数学建模是研究如何将数学方法和计算机知识结合起来用于解决实际生活中存在问题的一门边缘交叉学科,数学建模是集经典数学、现代数学和实际问题为一体的一门新型课程,是应用数学解决实际问题的重要手段和途径。要求掌握的初等模型、简单优化模型、微分方程模型、差分方程模型、概率统计模型等模型及求解方法。由于课时的关系,可以适当删减某些比较难的内容,但是务必要使学生在学习过程有所得,要求至少掌握基本建模方法思想,会使用操作数学软件工具解决基本数值分析问题。 五、课程教学基本内容 导引建立数学模型 教学内容:

1、什么是数学建模 2、为什么学习数学建模 3、怎样学习数学建模 MATLAB软件初步(1) MATLAB软件初步(2) 重点: 1、数学建模基本方法; 2、数学建模能力的培养; 难点:MATLAB软件应用; 第1章数据分析模型 教学内容: 薪金到底是多少 评选举重总冠军 估计出租车的总数 解读CPI MATLAB 矩阵 NBA赛程的分析与评价——全国大学生数学建模竞赛2008年D题MATLAB 多项式 重点: 1、薪金到底是多少; 2、评选举重总冠军; 3、NBA赛程的分析与评价; 难点: MATLAB 矩阵; 第2章简单优化模型 教学内容: 倾倒的啤酒杯 铅球掷远 不买贵的只买对的 MATLAB符号计算 影院里的视角和仰角 MATLAB 绘图 易拉罐形状和尺寸的最优设计——全国大学生数学建模竞赛2006年C题重点: 1、倾倒的啤酒杯; 2、不买贵的只买对的; 3、易拉罐形状和尺寸的最优设计; 难点:MATLAB 绘图; 第3章差分方程模型 教学内容: 贷款购房 管住嘴迈开腿 MATLAB m文件与m函数 物价的波动

数学建模与数学实验习题

数学建模与数学实验课程总结与练习内容总结 第一章 1.简述数学建模的一般步骤。 2.简述数学建模的分类方法。 3.简述数学模型与建模过程的特点。 第二章 4.抢渡长江模型的前3问。 5.补充的输油管道优化设计。 6.非线性方程(组)求近似根方法。 第三章 7.层次结构模型的构造。 8.成对比较矩阵的一致性分析。 第五章 9.曲线拟合法与最小二乘法。 10 分段插值法。 第六章 11 指数模型及LOGISTIC模型的求解与性质。 12.VOLTERRA模型在相平面上求解及周期平均值。 13 差分方程(组)的平衡点及稳定性。 14 一阶差分方程求解。 15 养老保险模型。

16 金融公司支付基金的流动。 17 LESLLIE 模型。 18 泛函极值的欧拉方法。 19 最短路问题的邻接矩阵。 20 最优化问题的一般数学描述。 21 马尔科夫过程的平衡点。 22 零件的预防性更换。 练习集锦 1. 在层次分析法建模中,我们介绍了成对比较矩阵概念,已知矩阵P 是成对比较矩阵 31/52a b P c d e f ?? ??=?????? ,(1)确定矩阵P 的未知元素。 (2)求 P 模最大特征值。 (3)分析矩阵P 的一致性是否可以接受(随机一致性指标RI取0.58)。 2. 在层次分析法建模中,我们介绍了成对比较矩阵概念,已知矩阵P 是三阶成对比较矩阵 322P ? ???=?????? ,(1)将矩阵P 元素补全。 (2)求P 模最 大特征值。 (3)分析矩阵P 的一致性是否可以接受。 3.考虑下表数据

(1)用曲改直的思想确定经验公式形式。 (2)用最小二乘法确定经验公式系数。 4.. 考虑微分方程 (0.2)0.0001(0.4)0.00001dx x xy dt dy y xy dt εε?=--????=-++?? (1)在像平面上解此微分方程组。(2)计算0ε=时的周期平均值。(3)计算0.1ε=时,y 的周期平均值占总量的周期平均值的比例增加了多少? 5考虑种群增长模型 '()(1/1000),(0)200x t kx x x =-= (1)求种群量增长最快的时刻。(2)根据下表数据估计参数k 值。 6. 布均匀,若环保部门及时发现并从某时刻起切断污染源,并更新湖水(此处更新指用新鲜水替换污染水),设湖水更新速率是 3 (m r s 单位:)。 (1) 试建立湖中污染物浓度随时间下降的数学模型? 求出污染物浓度降为控制前的5%所需要的时间。 7. 假如保险公司请你帮他们设计一个险种:35岁起保,每月交费400元,60岁开始领取养老金,每月养老金标准为3600元,请估算该保险费月利率为多少(保留到小数点后5位)? 8. 某校共有学生40000人,平时均在学生食堂就餐。该校共有,,A B C 3 个学生食堂。经过近一年的统计观测发现:A 食堂分别有10%,25%的学生经常去B ,C 食堂就餐,B 食堂经常分别有15%,25%的同学去

第一节 量纲分析方法

第一节量纲分析方法 量纲分析是物理学中常用的一种定性分析方法,也是在物理领域中建立数学模型的一个有力工具。利用这种方法可以从某些条件出发,对某一物理现象进行推断,可将这个物理现象表示为某些具有量纲的变量的方程,从而可以用此来分析个物理量之间的关系。 1.1量纲 当对一个物理概念进行定量描述时,总离不开它的一些特性,比如,时间、质量、密度、速度、力等等,这种表示不同物理特性的量,称之为具有不同的“量纲”。概括来说,将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式,称为该物理量的量纲式,简称量纲(dimension)(量纲又称为因次)。它是在选定了单位制之后,由基本物理量单位表达的式子。在国际单位制(I)中,七个基本物理量长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度的量纲符号分别是L、M、T、I、Q、N和J。按照国家标准(GB3101—93),物理量?的量纲记为dim?,国际物理学界沿用的习惯记为[?]。

实际中,有些物理量的量纲是基本的,成为基本量纲。系统因选定的基本单位不同,而分成绝对系统与工程系统两大类。工程系统的基本单位:质量、长度、时间、力。绝对系统的基本单位:质量、长度、时间。绝对系统以长度(length)、质量(mass)、时间(time)及温度(temperature)为基本量纲,各以符号L 、M 、T 、θ表示其量纲。其他可由基本量纲推导出的量纲称为导出量纲。但在工程系统中,除了长度L 、质量M 、时间T 及温度θ等基本量纲外,也将力定义为基本量纲,而以符号F 表示其量纲。此外在探讨热量 (heat)时,热量亦被定义为基本量纲,而以H 表示。而其他的物理量的量纲可以由这些基本量纲来表示,比如: 速度v = ds/dt 量纲:[]V =1 LT - 加速度a = dv/dt 量纲:2 []a LT -= 力F = ma 量纲:22[][][]F M LT MLT --== 压强P = F/S 量纲: 22[]P MLT L --= 21MT L --= 实际中,也有些量是无量纲的,比如,e π等,此 时记为[][]1e π==。 有量纲的物理量都可以进行无量纲化处理量纲有赖于基本量的选择,是外加的有关量的度量手段。模型所描述的规律应该独立于量纲的影响。机理模型的

高中数学建模论文

高中数学建模论文 目前国际数学界普遍赞同通过开展数学建模活动和在数学教学中推广使用现代化技术来推动数学教育改革。美国、德国、日本等发达国家普遍都十分重视数学建模教学,把数学建模活动从大学生向中学生转移是近年国际数学教育发展的一种趋势。“我国的数学教育在很长一段时间内对于数学与实际、数学与其它学科的联系未能给予充分的重视,因此,高中数学在数学应用和联系实际方面需要大力加强。”我国普通高中新的数学教学大纲中也明确提出要切实培养学生解决实际问题的能力,要求增强应用数学的意识,能初步运用数学模型解决实际问题。这些要求不仅符合数学本身发展的需要,也是社会发展的需要。因此我们的数学教学不仅要使学生知道许多重要的数学概念、方法和结论,而且要提高学生的思维能力,培养学生自觉地运用数学知识去处理和解决日常生活中所遇到的问题,从而形成良好的思维品质。而数学建模通过”从实际情境中抽象出数学问题,求解数学模型,回到现实中进行检验,必要时修改模型使之更切合实际”这一过程,促使学生围绕实际问题查阅资料、收集信息、整理加工、获取新知识,从而拓宽了学生的知识面和能力。数学建模将各种知识综合应用于解决实际问题中,是培养和提高学生应用所学知识分析问题、解决问题的能力的必备手段之一,是改善学生学习方式的突破口。因此有计划地开展数学建模活动,将有效地培养学生的能力,提高学生的综合素质。 数学建模可以提高学生的学习兴趣,培养学生不怕吃苦、敢于战胜困难的坚强意志,培养自律、团结的优秀品质,培养正确的数学观。具体的调查表明,大部分学生对数学建模比较感兴趣,并不同程度地促进了他们对于数学及其他课程的学习.有许多学生认为:”数学源于生活,生活依靠数学,平时做的题都是理论性较强,实际性较弱的题,都是在理想化状态下进行讨论,而数学建模问题贴近生活,充满趣味性”;”数学建模使我更深切地感受到数学与实际的联系,感受到数学问题的广泛,使我们对于学习数学的重要性理解得更为深刻”。数学建模能培养学生应用数学进行分析、推理、证明和计算的能力;用数学语言表达实际问题及用普通人能理解的语言表达数学结果的能力;应用计算机及相应数学软件的能力;独立查找文献,自学的能力,组织、协调、管理的能力;创造力、想

《数学建模》课程教学大纲

《数学建模》课程教学大纲 课程编号: 总学时数:32 总学分数:2 课程性质:专业必修课 适用专业:数学与应用数学、信息与计算科学 一、课程的任务和基本要求: 课程的性质和任务: 数学建模是数学与应用数学专业、信息与计算数学专业的一门必修课程,是大学数学课程的重要组成部分,它是在数学分析、高等代数、概率论与数理统计等课程基础上开设的重要教学环节,它将数学知识、实际问题与计算机应用有机地结合起来,旨在培养学生运用所学知识解决实际问题的意识和创新思维,激发学生学习数学的兴趣,了解数学广泛的应用领域,提高学生的综合素质和分析问题、解决问题的能力。 课程的基本要求: 1、在大学数学基础课的教学内容基础上进一步突出培养学生解决实际问题的能力; 2、学会运用数学知识建立实际问题的数学模型并求解,对较复杂的问题能够使用数学软件或编程求解; 二、基本内容和要求: (一)建立数学模型 内容: (1)初等建模示例:椅子能在不平地面上放稳吗,预报人口增长等; (2)有关数学建模的基本知识。 目的和要求: 理解数学模型的意义、内容和方法,掌握建立数学模型的一般步骤。 (二)初等模型 内容: (1)建模示例:公平席位分配,双层玻璃窗的功效等; (2)讨论与交流:录音机计数器,商品的包装。 目的和要求: 由建模实例进一步了解和熟悉建模的方法和步骤,了解对实际问题的分析、抽象过程,基本掌握用初等方法建立数学模型。 (三)简单的优化模型 内容: (1)建模示例:存储模型,森林救火,最优价格等; (2)讨论与交流:冰山运输 目的和要求: 基本掌握建立静态优化模型的一般方法,会利用微分法解决优化问题。 (四)数学规划模型 内容: (1)建模示例:奶制品的生产与销售,汽车生产与原油采购,钢管和易拉罐下料等; (2)讨论与交流:自来水的输送,接力队员的选拔 目的和要求: 理解规划优化模型的思想与意义,掌握建立规划模型的一般方法,能够利用优化软件求解规划模型的解。

数学建模与数学实验试卷及答案

数学建模与数学实验试卷及答案 二、本题10分(写出程序和结果) 蚌埠学院2010—2011学年第二学期 2,x在 [-5 ,5] 区间内的最小值,并作图加以验证。求函数yxe,,,3《数学建模与数学实验》补考试卷答案 f1=inline('x.^2 +exp(-x)-3') 注意事项:1、适用班级:09数学与应用数学本科1,2班 2、本试卷共1页,附答题纸1页。满分100分。 x=fmin(f1,-5,5) 3、考查时间100分钟。 y=f1(x) 4、考查方式:开卷 fplot(f1,[-5,5]) 一、填空:(每空4分,共60分) x = 0.3517,y== -2.1728 123111,,,,, ,,,,三、本题15分(写出程序和结果) 1. 已知,,则A的秩为 3 ,A的特征值为 A,612B,234,,,, ,,,,,215531,,,,,360000xx,,,12,max2.5fxx,,求解:, stxx..250000,,,1212-1.9766 4.4883 + 0.7734i 4.4883 - 0.7734i ,若令 A([1,3],:)= B([2,3],:),则,x,150001,A(2,:)= 6 1 2 ; 解: xxx,,,22,123,model: 2. 的解为 1.25 ,0.25 0.5 ; xxx,,,521,123max=2.5*x1+x2; ,242xxx,,,123,3*x1+x2<=60000; 装订线内不要答题 2*x1+x2<=50000; 3. 将1234521 分解成质因数乘积的命令为_factor(sym(‘1234521’)),

高中数学建模的三种教学形式(教师)

高中数学建模的三种教学形式 左双奇* (位育中学) 问题的提出 数学建模的教学实践在我国己有十多年的探索了,新的国家课程标准和新的教材都将数学建模内容列入学生必修内容。在探究性学习的探索中,一些学校选择了数学建模做为突破口;在进行数学课题学习的教学实践中,数学建模是其中的一种重要形式。近年来,我校为配合上海市中学生数学知识应用竞赛,对数学建模教学进行了积极的探索,针对人为地将数学建模教学与曰常课堂教学相割裂、教师和学生对数学建模这种具有多样性、新奇性的学习形式存在的畏难心理等困难,我校在数学建模的教学中主要采用了以下循序渐近的三个不同层次的教学形式来克服以上的困难。 研究方法和过程 一、常规课堂教学中的数学建模教学 广义地说,一切数学概念、数学理论体系、数学公式、方程式和算法系统都可以称为数学模形。如“椭圆的方程及图象”就是一个数学模型,“用…二分法?求方程的一个近似解”也是一个数学模型。针对学生在数学建模中不会对实际问题进行抽象、简化、假设变量和参数,形成明确的数学框架的困难,我们在常规的数学课堂教学中,有意识地选择合适的教学内容,模仿实际问题中建立数学模型的过程,来处理教材中常规的学习内容,从而为学生由实际问题来建立模型奠定基础。 譬如,对于二面角内容的教学,在学生原有生活经历中,有水坝面和水平面成适当 的角的印象;有半开着的门与墙面形成角的印象,那么我们在让学生形成二面角的概念时,应当从学生已有的这些认识中,舍弃具体的水坝、门等对象,而抽象出“从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角”,在这里,半平面是相对于水坝拦水面、门等的具体对象而进行合理假设得到的理想化对象,而在进一步研究如何度量一个二面角的大小时,我们是让学生提出各种方案,然后通过讨论、比较各方案所定义的几何量对给定的二面角是不是不变量,同时又简洁表达了二面角中两个半平面闭合程度的大小。以上关于二面角的概念及其度量方法的教学过程,实际上就是建立数学模型并研究模型的过程。 这个教学案例说明,在常规的曰常课堂教学中,完全可以选定适当内容,创设出数学建模的教学情景来处理教学内容,从而为学生真正面对实际问题来建立模型、研究模型创造条件。 二、教师提供问题的数学建模教学 教师提供问题的数学建模,基本上同目前开展的大学生、中学生数学建模竞赛中需要完成的建模任务相同。这种形式的数学建模学生不需要自己选定实际问题研究,而是由教师选定适合于学生水平的实际问题呈现给学生,在教师的启发、引导下,学生小组通过讨论,自己完成模型选择和建立、计算、验证等过程,最后用小论文的形式呈现自己的研究成果,这种形式的数学建模学生已真正接触到实际问题,并经历建模的全过程。

数学建模教学大纲

数学建模教学大纲 适合非数学专业理工科课程(60学时) 一、课程内容简介 数学建模是研究如何将数学方法和计算机知识结合起来用于解决实际生活中存在问题的一门边缘交叉学科,数学建模是集经典数学、现代数学和实际问题为一体的一门新型课程,是应用数学解决实际问题的重要手段和途径。主要介绍数学建模的概述、初等模型、简单优化模型、微分方程模型、差分方程模型、概率统计模型、图论模型、线性规划模型等模型的基本建模方法及求解方法。 二、教学目的及任务 数学建模是继本科生高等数学、工程数学之后进一步提高运用数学知识解决实际问题、基本技能,培育和训练综合能力所开设的一门新学科。通过具体实例引入使学生掌握数学建模基本思想、基本方法、基本类型。学会进行科学研究的一般过程,并能进入一个实际操作的状态。通过数学模型有关的概念、特征的学习和数学模型应用实例的介绍,培养学生双向翻译能力,数学推导计算和简化分析能力,熟练运用计算机能力;培养学生联想、洞察能力、综合分析能力;培养学生应用数学解决实际问题的能力。 三、本课程与其它课程的关系 在学习本课程前需要基本掌握下列课程内容:高等数学、线性代数、概率论与数理统计。由于本课程的学习,只要是使学生掌握数学知识,解决实际问题能力,这种能力提高有助其它专业课的学习。 四、本课程基本内容要求 1、绪论 1)、基本要求使学生正确地了解数学描写和数学建模的不同于数学理论的思维特征,了解数学模型的意义及分类,理解建立数学模型的方法及步骤。 2)、课程内容建模概论、数学模型概念、建立数学模方法、步骤和模型分类、数学模型实例: (1)稳定的椅子问题(2)商人过河问题(3)人口增长问题(4)公平的席位问题 2、初等模型 1)、基本要求掌握比例方法、类比方法、图解法、定性分析方法及量纲分析方法建模的基本特点。能运用所学知识建立数学模型,并对模型进行综合分析。 2)、课程内容(1)双层玻璃窗的功效问题(2)划艇比赛的成绩(3)动物身长和体重(4)核军备竞赛(5)量纲分析与无量纲化 3、简单优化模型 1)、基本要求了解优化模型的建模建立思想,理解优化模型的一般意义,掌握优化模型求解方法。 2)、课程内容(1)存贮模型(2)森林救火(3)血管分支(4)冰山运输 4、线性规划模型 1)、基本要求熟练掌握单纯形方法,深刻理解线性规划模型的基本特点,理解优化模型的一般意义,能结合计算机软件解决线性规划模型。 2)、课程内容(1)线性规划预备知识(2)奶制品的生产与销售(3)自来水输送与货机装运 (4)汽车生产与原油采购(5)接力队的选拔与选课策略 5、离散模型 1)、基本要求了解层次分析法,深刻理解层次分析法建模的基本特点,熟练掌握层次分析法建模 方法。 2)、课程内容(1)层次分析法模(2)循环比赛的名次(3)效益的合理分配 6、微分方程模型

数学建模与数学实验课后习题答案

P59 4.学校共1002名学生,237人住在A 宿舍,333人住在B 宿舍,432人住在C 宿舍。学生要组织一个10人的委员会,使用Q 值法分配各宿舍的委员数。 解:设P 表示人数,N 表示要分配的总席位数。i 表示各个宿舍(分别取A,B,C ),i p 表示i 宿舍现有住宿人数,i n 表示i 宿舍分配到的委员席位。 首先,我们先按比例分配委员席位。 A 宿舍为:A n = 365.21002 10237=? B 宿舍为:B n =323.31002 10333=? C 宿舍为:C n =311.4100210432=? 现已分完9人,剩1人用Q 值法分配。 5.93613 22372 =?=A Q 7.92404 33332 =?=B Q 2.93315 44322 =?=C Q 经比较可得,最后一席位应分给A 宿舍。 所以,总的席位分配应为:A 宿舍3个席位,B 宿舍3个席位,C 宿舍4个席位。

商人们怎样安全过河

由上题可求:4个商人,4个随从安全过河的方案。 解:用最多乘两人的船,无法安全过河。所以需要改乘最多三人乘坐的船。 如图所示,图中实线表示为从开始的岸边到河对岸,虚线表示从河对岸回来。商人只需要按照图中的步骤走,即可安全渡河。总共需要9步。

P60 液体在水平等直径的管内流动,设两点的压强差ΔP 与下列变量有关:管径d,ρ,v,l,μ,管壁粗糙度Δ,试求ΔP 的表达式 解:物理量之间的关系写为为()?=?,,,,,μρ?l v d p 。 各个物理量的量纲分别为 []32-=?MT L p ,[]L d =,[]M L 3-=ρ,[]1-=LT v ,[]L l =,[]11--=MT L μ,Δ是一个无量纲量。 ???? ??????-----=?0310100011110010021113173A 其中0=Ay 解得 ()T y 00012111---=, ()T y 00101102--=, ()T y 01003103--=, ()T y 10000004= 所以 l v d 2111---=ρπ,μρπ112--=v ,p v ?=--313ρπ,?=4π 因为()0,,,,,,=??p l v d f μρ与()0,,,4321=ππππF 是等价的,所以ΔP 的表达式为: ()213,ππψρv p =?

相似原理与量纲分析报告

对《粘性土地基强夯地面变形与应用的模型试验研究》的相似原理与量纲分析 包思远 摘要:实验研究是力学研究方法中的重要组成部分。量纲分析和相似原理是关于如何设计和组织实验,如何选择实验参数,如何处理实验数据等问题的指导性理论。相似原理与量纲分析的主要容为物理方程的量纲齐次性,π定理与量纲分析法,流动相似与相似准则,相似准则的确定,常用的相似准则数、相似原理与模型实验。本文主要分析和学习例文中的相似模型的建立和量纲分析方法,用相似原理和量纲分析方法解决实验中遇到的问题。 关键字模型试验,相似原理,量纲分析 1 模型实验相似原理基础 模型顾名思义是把实际工程中的原型缩小N倍,进行相应的实验,得到相应的规律,来反映原型在现实工程中的状态,起到一个指导作用。 模型试验它的优点在于小巧,轻便,易于安装和拆卸,最重要的原因是它的经济性高能够从少量的实验经费中得到较好的实验规律。回归于模型试验的本质就是相似原理,而相似理论有三个,分别为相似第一、二、三三大定理,其中相似第一定律是:彼此相似的物理现象,单值条件相同,其相似准数的数值也相同;相似第二定律,也称为π定律,即:两个物体相似,无论采用哪种相似判据,某些情况下的相似判据均可写成为无量纲方程。第二相似定理表明现象的物理方程可以转化为相似准数方程。它告诉人们如何处理模型试验的结果,即以相似准数间的关系给定的形式处理试验数据,并将试验结果推广到其它相似现象上去;相似第三定律是相似现象的充要条件。现象相似的充分和必要条件是:现象的单值条件相似,并且由单值条件导出来的相似准数的数值相等。 实际应用时,相似条件都是由无量纲形式的π数来表示的。目前推导原型与模型相似条件的方法主要有方程分析法和量纲分析法。方程分析法是根据支配现象的微分方程来推导相似关系。在使用方程分析法推导相似关系时,首先要列出支配现象的微分方程,然后取项与项之比就可以求出无量纲的二数。这种方法对实验者知识的掌握程度要求较高。而且在计算机

《数学建模》通识选修课教学大纲

《数学建模》同时选修课课程教学大纲 课程编码: 课程名称:数学建模 总学时:32 讲课学时:32 实验学时:0 学分:2 一说明 1、教学目的及任务 数学建模是继本科生高等数学、工程数学之后进一步提高运用数学知识解决实际问题、基本技能,培育和训练综合能力所开设的一门新学科。通过具体实例引入使学生掌握数学建模基本思想、基本方法、基本类型。学会进行科学研究的一般过程,并能进入一个实际操作的状态。通过数学模型有关的概念、特征的学习和数学模型应用实例的介绍,培养学生双向翻译能力,数学推导计算和简化分析能力,熟练运用计算机能力;培养学生联想、洞察能力、综合分析能力;培养学生应用数学解决实际问题的能力。 2、本课程与其它课程的关系 在学习本课程前需要基本掌握下列课程内容:高等数学、线性代数、概率论与数理统计。由于本课程的学习,只要是使学生掌握数学知识,解决实际问题能力,这种能力提高有助其它专业课的学习。该课程是计算机、信息与计算科学及应用数学各专业的必修课程,是各专业的专业基础课程。离散数学是现代数学的一个重要分支。是计算机科学中基础理论的核心课程,是计算机科学和计算机技术的重要基础课之一。通过这门课程的学习,不但要使学生掌握离散量的结构及其相互间的关系,而且要培养学生的抽象思维,逻辑推理,符号演算和慎密思维的能力。为计算机科学中的数据结构,操作系统,编译理论,算法分析,逻辑设计,系统结构等课程的学习垫定必要的数学基础。 4、本课程的考核办法 平时成绩+期末成绩。 二课程讲授内容 1、绪论(2学时) 基本要求:使学生正确地了解数学描写和数学建模的不同于数学理论的思维特征;了解数学模型的意义及分类;理解建立数学模型的方法及步骤。

《数学建模与数学实验》课程论文

10级信息《数学建模与数学实验(实践)》任务书 一、设计目的 通过《数学建模与数学实验(实践)》实践环节,掌握本门课程的众多数学建模方法和原理,并通过编写C语言或matlab程序,掌握各种基本算法在计算机中的具体表达方法,并逐一了解它们的优劣、稳定性以及收敛性。在熟练掌握C 语言或matlab语言编程的基础上,编写算法和稳定性均佳、通用性强、可读性好,输入输出方便的程序,以解决实际中的一些科学计算问题。 二、设计教学内容 1线性规划(掌握线性规划的模型、算法以及Matlab 实现)。整数线性规划(掌握整数线性规划形式和解法)。 2微分方程建模(掌握根据规律建立微分方程模型及解法;微分方程模型的Matlab 实现)。 3最短路问题(掌握最短路问题及算法,了解利用最短路问题解决实际问题)。 行遍性问题(了解行遍性问题,掌握其TSP算法)。 4回归分析(掌握一元线性回归和多元线性回归,掌握回归的Matlab实现)。 5计算机模拟(掌握Monte-carlo方法、了解随机数的产生;能够用Monte-carlo 解决实际问题)。 6插值与拟合(了解数据拟合基本原理,掌握用利用Matlab工具箱解决曲线拟合问题)。 三、设计时间 2012—2013学年第1学期:第16周共计一周 目录 一、10级信息《数学建模与数学实验(实践)》任务书 (1) 二、饭店餐桌的布局问题 (3) 摘要 (3)

问题重述 (3) 模型假设 (3) 模型分析 (4) 模型的建立和求解 (4) 模型推广 (9) 参考文献 (9) 三、白酒配比销售问题 (10) 摘要 (10) 问题重述 (11) 问题分析 (12) 模型假设 (12) 符号及变量说明 (12) 模型的建立与求解 (13) 模型的检验 (18) 模型的评价与推广 (19) 附录 (21) 饭店餐桌的布局问题 摘要 饭店餐桌的布局对于一个饭店有着很重要的作用。本文讨论的就是饭店餐桌的布局问题,根据实际需求及规定建立模型,同时考虑餐桌的类型及规格,尤其是餐桌的摆放技巧,保证使饭店能容纳的人数达到最大。根据所需餐桌的数量

《数学建模》教学大纲与教学计划

江西工业贸易职业技术学院 《数学建模》公选课教学大纲与教学计划 (30学时) 一、课程内容简介 数学建模是研究如何将数学方法和计算机知识结合起来用于解决实际生活中存在问题的一门边缘交叉学科,数学建模是集经典数学、现代数学和实际问题为一体的一门新型课程,是应用数学解决实际问题的重要手段和途径。主要介绍数学建模的概述、初等模型、简单优化模型、微分方程模型、差分方程模型、概率统计模型、图论模型、线性规划模型等模型的基本建模方法及求解方法。 二、教学目的及任务 数学建模是继高等数学、工程数学之后进一步提高运用数学知识解决实际问题、基本技能,培育和训练综合能力所开设的一门新学科。通过具体实例引入使学生掌握数学建模基本思想、基本方法、基本类型。学会进行科学研究的一般过程,并能进入一个实际操作的状态。通过数学模型有关的概念、特征的学习和数学模型应用实例的介绍,培养学生双向翻译能力,数学推导计算和简化分析能力,熟练运用计算机能力;培养学生联想、洞察能力、综合分析能力;培养学生应用数学解决实际问题的能力。 三、本课程与其它课程的关系 在学习本课程前需要基本掌握下列课程内容:高等数学、线性代数、概率论与数理统计、线性规划等课程。由于本课程的学习,只要是使学生掌握数学知识,解决实际问题能力,这种能力提高有助其它专业课的学习。 四、本课程基本内容要求 1、绪论 1)、基本要求:使学生正确了解数学描写和数学建模的不同于数学理论的思维特征,了解数学模型的意义及分类,理解建立数学模型的方法及步骤。 2)、课程内容:建模概论、数学模型概念、建立数学模方法、步骤和模型分

类、数学模型实例: (1)稳定的椅子问题(2)商人过河问题(3)人口增长问题(4)公 平的席位问题 2、初等模型 1)、基本要求:掌握比例方法、类比方法、图解法、定性分析方法及量纲分析方法建模的基本特点。能运用所学知识建立数学模型,并对模型进行 综合分析。 2)、课程内容:(1)双层玻璃窗的功效问题(2)划艇比赛的成绩(3)动物身长和体重(4)核军备竞赛(5)量纲分析与无量纲化 3、简单优化模型 1)、基本要求:了解优化模型的建模建立思想,理解优化模型的一般意义,掌握优化模型求解方法。 2)、课程内容:(1)存贮模型(2)森林救火(3)血管分支(4)冰山运输4、线性规划模型 1)、基本要求:熟练掌握单纯形方法,深刻理解线性规划模型的基本特点,理解优化模型的一般意义,能结合计算机软件解决线性规划模型。 2)、课程内容:(1)线性规划预备知识(2)奶制品的生产与销售(3)自来水输送与货机装运 5、微分方程模型 1)、基本要求:了解微分方程定性与稳定性基本理论及变分法的基本理论,深刻理解微分方程,微分方程定性与稳定性及变分法建模的基本特点。 熟练掌握微分方程,微分方程定性与稳定性理论及变分法建模方法。 2)、课程内容:(1)传染病模型(2)济济增长模型(3)正规战与游击战(4)药物在体内的分布与排除(5)微分方程稳定性理论简介 6、差分方程模型 1)、基本要求:了解差分法基本理论,深刻理解差分法基本特点,熟练掌握差分法建模方法。 2)、课程内容:(1)市场经济中的蛛网模型(2)减肥计划—节食与运动(3)按年龄分组的种群增长

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