【9A文】数学建模知识竞赛题库

09级数模试题1. 把四只脚的连线呈长方形的椅子往不平的地面上一放，通常只有三只脚着地，放不稳，然后稍微挪动几次，就可以使四只脚同时着地，放稳了。

试作合理的假设并建立数学模型说明这个现象。

（15分）解：对于此题，如果不用任何假设很难证明，结果很可能是否定的。

因此对这个问题我们假设 ：（1）地面为连续曲面（2）长方形桌的四条腿长度相同（3）相对于地面的弯曲程度而言，方桌的腿是足够长的（4）方桌的腿只要有一点接触地面就算着地。

那么，总可以让桌子的三条腿是同时接触到地面。

现在，我们来证明：如果上述假设条件成立，那么答案是肯定的。

以长方桌的中心为坐标原点作直角坐标系如图所示，方桌的四条腿分别在A 、B 、C 、D 处，A 、B,C 、D的初始位置在与x 轴平行，再假设有一条在x 轴上的线ab,则ab 也与A 、B ，C 、D 平行。

当方桌绕中心0旋转时，对角线 ab 与x 轴的夹角记为θ。

容易看出，当四条腿尚未全部着地时，腿到地面的距离是不确定的。

为消除这一不确定性，令 ()f θ为A 、B 离地距离之和，()g θ为C 、D 离地距离之和，它们的值由θ唯一确定。

由假设（1），()f θ,()g θ均为θ的连续函数。

又由假设（3），三条腿总能同时着地， 故()f θ()g θ=0必成立（∀θ）。

不妨设(0)0f =,(0)0g >g （若(0)g 也为0，则初始时刻已四条腿着地，不必再旋转），于是问题归结为：已知()f θ,()g θ均为θ的连续函数，(0)0f =,(0)0g >且对任意θ有00()()0f g θθ=，求证存在某一0θ，使00()()0f g θθ=。

证明：当θ=π时，AB 与CD 互换位置，故()0f π>，()0g π=。

作()()()h f g θθθ=-，显然，()h θ也是θ的连续函数，(0)(0)(0)0h f g =-<而()()()0h f g πππ=->，由连续函数的取零值定理，存在0θ，00θπ<<，使得0()0h θ=，即00()()f g θθ=。

数学建模 试卷及参考答案一．概念题（共3小题，每小题5分，本大题共15分）1、一般情况下，建立数学模型要经过哪些步骤？（5分）答：数学建模的一般步骤包括：模型准备、模型假设、模型构成、模型求解、模型分析、模型检验、模型应用。

2、学习数学建模应注意培养哪几个能力？(5分)答：观察力、联想力、洞察力、计算机应用能力。

3、人工神经网络方法有什么特点？(5分)答：（1）可处理非线性；（2）并行结构．；（3）具有学习和记忆能力；（4）对数据的可容性大；（5）神经网络可以用大规模集成电路来实现。

二、模型求证题（共2小题，每小题10分，本大题共20分）1、 某人早8:00从山下旅店出发,沿一条路径上山,下午5:00到达山顶并留宿.次日早8:00沿同一路径下山,下午5:00回到旅店.证明:这人必在2天中同一时刻经过路途中某一地点(15分) 证明:记出发时刻为t=a,到达目的时刻为t=b,从旅店到山顶的路程为s.设某人上山路径的运动方程为f(t), 下山运动方程为g(t),t 是一天内时刻变量，则f(t),g(t)在[a,b]是连续函数。

作辅助函数F(t)=f(t)-g(t),它也是连续的，则由f(a)=0,f(b)>0和g(a)>0,g(b)=0,可知F （a ）<0, F(b)>0,由介值定理知存在t0属于(a,b)使F(t0)=0, 即f(t0)=g(t0) 。

2、三名商人各带一个随从乘船过河，一只小船只能容纳二人，由他们自己划行，随从们秘约，在河的任一岸，一旦随从的人数比商人多，就杀人越货，但是如何乘船渡河的大权掌握在商人们手中，商人们怎样才能安全渡河呢？(15分)解:模型构成记第k 次渡河前此岸的商人数为k x ，随从数为k y ，k=1，2,........，k x ，k y =0，1，2，3。

将二维向量k s =（k x ，k y ）定义为状态。

安全渡河条件下的状态集合称为允许状态集合，记做S 。

2010年上学期2008级数学与应用数学，信息与计算科学专业《数学建模》课程考试供选试题第1题4万亿投资与劳动力就业： 2008以来，世界性的金融危机席卷全球，给我国的经济发展带来很大的困难。

沿海地区许多中小企业纷纷裁员，造成大量的人员失业。

据有关资料估计，从2008年底，相继有2000万人被裁员，其中有1000万人是民工。

部分民工返乡虽然能够从一定程度上缓解就业压力，但2009年的600多万毕业大学生给我国就业市场带来巨大压力。

但可喜的是，我国有庞大的外汇储备，民间资本实力雄厚，居民储蓄充足。

中国还是发展中国家，许多方面的建设还处于落后水平，建设投资的潜力巨大。

为保持我国经济快速发展，特别是解决就业问题带来希望，实行政府投资理所当然。

在2009年两代会上，我国正式通过了4万亿的投资计划，目的就是保GDP增长，保就业，促和谐。

但是有几个问题一直困扰着我们，请你运用数学建模知识加以解决。

问题如下：1、GDP增长8%，到底能够安排多少人就业？如果要实现充分就业，2009年的GDP到底要增长多少？2、要实现GDP增长8%，4万亿的投资够不够？如果不够，还需要投资多少？3、不同的产业(或行业)吸纳的劳动力就业能力不同，因此投资的流向会有所不同。

请你决策，要实现劳动力就业最大化，4万亿的投资应该如何分配到不同的产业(或行业)里？4、请你给出相关的政策与建议。

第2题深洞的估算：假如你站在洞口且身上仅带着一只具有跑秒功能的计算器，你出于好奇心想用扔下一块石头听回声的方法来估计洞的深度，假定你捡到一块质量是1KG的石头，并准确的测定出听到回声的时间T=5S，就下面给定情况，分析这一问题，给出相应的数学模型，并估计洞深。

1、不计空气阻力；2、受空气阻力，并假定空气阻力与石块下落速度成正比，比例系数k1=0.05；3、受空气阻力，并假定空气阻力与石块下落速度的平方成正比，比例系数k2=0.0025；4、在上述三种情况下，如果再考虑回声传回来所需要的时间。

一、名词解释1.Table命令的使用格式；2.Solve命令的使用格式；3.Do命令的使用格式；4.Plot命令的使用格式；5.ListPlot命令的使用格式；6.Reduce命令的使用格式；7.Expand命令的使用格式；8.FindRoot命令的使用格式；9.Switch命令的使用格式；lO.ConstrainedMin命令的使用格式；11 .Factor命令的特点与几种使用格式。

12.Clear命令的特点与使用格式二、计算题1. 1959年8月4日是星期几，这一天与2001年12月4日之间共有多少天?2.求我国北京市的地理经纬度。

3.北美地区有几个国家？写出它们的名字。

4.求解递归关系式a” = 3% _2a”_2，ao =1,4 = 2。

5.求斐波那契(Fibonacci)数列Fibonacci[n]从n=l至【Jn = 50的值。

6.分别以0.1、0.01、0.001为误差上限，将J方化成近似分数。

7 .求下列矩阵的特征值与对应的特征向量:13•求解方程7% -和"—张+ 1X 14.求1+ 28+38+...+n 8的简洁表达式。

15.求Pell 方程.r 2 -234y 2 -1的最小正整数解。

16.将16进制的数字20转化为10进制的数字。

17.求下列矩阵的行列逆矩阵与转置矩‘1 2 3、A= 2 3 1、3 1 2,8.求多项式 f=( X1 + X2 +X3 + X4 + X5严中 Xi 3 x 23 X35 X42 X55 的系数。

9•求208素因子分解。

10. 用Lindo 求解下列整数线性规划问题。

max / = 20 兀 1 +10%兀1 +兀2 +兀3 = 30y, + y 2 + = 2020x l +10% = 30X 2 + 20y 2 = 25 x 3 + 15y 3s.tA 20兀i +10% <20*30 + 10*2030兀2+20y2 <30*30 + 20*20 25兀3+15儿 <25*30 + 15*20 x t , y j > 0,integers11. 求中国香港的地理经纬度。

2．设银行的年利率为0．2，则五年后的一百万元相当于现在的 万元．3．在夏季博览会上，商人预测每天冰淇淋销量N 将和下列因素有关： （1）参加展览会的人数n ；(2)气温T 超过10℃；(3)冰淇淋的售价由此建立的冰淇淋销量的比例模型应为 。

二、简答题：（25分）1、建立数学模型的基本方法有哪些？写出建模的一般步骤。

（5分）2、 写出优化模型的一般形式和线性规划模型的标准形式。

（10分） 三、（每小题15分，共60分）1、设某产品的供给函数)(p ϕ与需求函数)(p f 皆为线性函数： 9)(,43)(+-=+=kp p f p p ϕ其中p 为商品单价，试推导k 满足什么条件使市场稳定。

2、1968年，介壳虫偶然从澳大利亚传入美国，威胁着美国的柠檬生产。

随后，美国又从澳大利亚引入了介壳虫的天然捕食者——澳洲瓢虫。

后来，DDT 被普通使用来消灭害虫，柠檬园主想利用DDT 进一步杀死介壳虫。

谁料，DDT 同样杀死澳洲瓢虫。

结果，介壳虫增加起来，澳洲瓢虫反倒减少了。

试建立数学模型解释这个现象。

3.建立捕鱼问题的模型，并通过求解微分方程的办法给出最大的捕捞量数学建模 参考答案2．约40．18763．p T Kn N /)10(-=，（T ≥10℃)，K 是比例常数 二、1、建立数学模型的基本方法：机理分析法，统计分析法，系统分析法2、优化模型的一般形式将一个优化问题用数学式子来描述，即求函数 ，在约束条件下的最大值或最小值，其中 为设计变量（决策变量）， 为目标函数为可行域三、1、解：设Pn 表示t=n 时的市场价格，由供求平衡可知：)()(1n n p f p =-ϕ9431+-=+-n n kp p即： kp k p n n 531+-=- .,...,,,)(m i h i 210==x )(x f u =.,...,,),)(()(p i g g i i 2100=≥≤x x x)(x f Ω∈x Ω∈=x x f u )(max)min(or .,...,,,)(..m i h t s i 210 ==x .,...,,),)(()(p i g g i i 2100=≥≤x x经递推有：kk p kkk k p k p n nn nn n 5)3()3(5)53(31102⋅-+⋅-=++-⋅-=-=-∑Λ0p 表示初始时的市场价格:∞→时当n 若即市场稳定收敛则时,,30,13n p k 即k<<<-。

数学建模学习题及答案问题一某公司生产两种产品，产品A和产品B。

每单位产品A需要2个小时的生产时间，销售价格为100元；每单位产品B需要3个小时的生产时间，销售价格为150元。

公司有8个小时的生产时间。

由于市场需求限制，公司至少需要生产2个单位的产品A和3个单位的产品B。

试问公司应该如何安排生产，以最大化销售收入？答案：设公司生产产品A的数量为x，产品B的数量为y。

根据题意，可以得到以下条件：- 2x + 3y ≤ 8 （生产时间限制）- x ≥ 2 （至少生产两个单位的产品A）- y ≥ 3 （至少生产三个单位的产品B）我们的目标是最大化销售收入，即最大化100x + 150y。

这是一个线性规划问题，我们可以用图像法求解。

将不等式转化为等式得到以下三条线性方程：- 2x + 3y = 8- x = 2- y = 3通过绘制图形，我们发现可行解为以下三个点：(2, 2)，(2, 3)，(4, 2)。

计算销售收入可得：- (2, 2)：100 * 2 + 150 * 2 = 500- (2, 3)：100 * 2 + 150 * 3 = 650- (4, 2)：100 * 4 + 150 * 2 = 800所以，公司应该生产2个单位的产品A和3个单位的产品B，以达到最大化销售收入800元。

问题二某体育品牌公司要推出一个全新的运动鞋产品。

公司决定在市场上投放三种不同系列的运动鞋，分别为A系列、B系列和C系列。

经过市场调查，公司预计每年销售的鞋子数量分别为A系列1000双，B系列1500双和C系列2000双。

公司希望能够合理分配资源，以便最大程度地满足市场需求。

请问，应该如何分配每种系列的鞋子生产数量？答案：设A系列的鞋子生产数量为x，B系列的鞋子生产数量为y，C 系列的鞋子生产数量为z。

根据题意，我们有以下限制条件：- x ≥ 1000 （A系列鞋子需求）- y ≥ 1500 （B系列鞋子需求）- z ≥ 2000 （C系列鞋子需求）要最大程度地满足市场需求，我们的目标是最大化x + y + z。

数学建模题目及详细答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：09级数模试题1. 把四只脚的连线呈长方形的椅子往不平的地面上一放，通常只有三只脚着地，放不稳，然后稍微挪动几次，就可以使四只脚同时着地，放稳了。

试作合理的假设并建立数学模型说明这个现象。

（15分） 解：对于此题，如果不用任何假设很难证明，结果很可能是否定的。

因此对这个问题我们假设 ： （1）地面为连续曲面（2）长方形桌的四条腿长度相同（3）相对于地面的弯曲程度而言，方桌的腿是足够长的 （4）方桌的腿只要有一点接触地面就算着地。

那么，总可以让桌子的三条腿是同时接触到地面。

现在，我们来证明：如果上述假设条件成立，那么答案是肯定的。

以长方桌的中心为坐标原点作直角坐标系如图所示，方桌的四条腿分别在A 、B 、C 、D 处，A 、B,C 、D 的初始位置在与x 轴平行，再假设有一条在x 轴上的线ab,则ab 也与A 、B ，C 、D 平行。

当方桌绕中心0旋转时，对角线 ab 与x 轴的夹角记为θ。

容易看出，当四条腿尚未全部着地时，腿到地面的距离是不确定的。

为消除这一不确定性，令()f θ为A 、B 离地距离之和，()g θ为C 、D 离地距离之和，它们的值由θ唯一确定。

由假设（1），()f θ,()g θ均为θ的连续函数。

又由假设（3），三条腿总能同时着地， 故()f θ()g θ=0必成立（∀θ）。

不妨设(0)0f =,(0)0g >g （若(0)g 也为0，则初始时刻已四条腿着地，不必再旋转），于是问题归结为： 已知()f θ,()g θ均为θ的连续函数，(0)0f =,(0)0g >且对任意θ有00()()0f g θθ=，求证存在某一0θ，使00()()0f g θθ=。

证明：当θ=π时，AB 与CD 互换位置，故()0f π>，()0g π=。

2023第十三届数学建模a题
【最新版】
目录
一、竞赛背景及组织
二、竞赛题目及要求
三、竞赛过程及辅导
四、竞赛结果及意义
正文
一、竞赛背景及组织
近日，我校成功举办了 2023 年第十三届数学建模竞赛。

此次竞赛由校教务处主办，基础教学部承办，数学建模协会协办。

数学体育党支部的三位数学教师担任指导教师，他们在竞赛过程中为参赛队伍提供了专业的指导和支持。

二、竞赛题目及要求
本次竞赛共有十个题目，涵盖了多个领域，如运筹学、数据分析、优化问题等。

题目 A 涉及传统的运筹学问题，需要建立客户信用等级模型，使用不同的信用评分卡组合，并制定最佳风险控制策略。

题目 B 是关于城市轨道交通列车时刻表优化问题，属于数据分析类题目，需要建立多个决策模型进行求解。

题目 C 是关于电商物流网络包裹应急调运与结构优化问题，需要预测各物流场地及线路的货量，以便管理者提前安排运输、分拣等计划。

三、竞赛过程及辅导
在竞赛过程中，两位专家详细分析了各支队伍的建模过程，包括模型的假设、建立和求解，计算方法的设计，计算机实现、结果的分析和检验、模型的改进等。

他们为参赛队伍提供了有针对性的指导和建议，帮助他们
更好地完成竞赛题目。

四、竞赛结果及意义
经过激烈的竞赛，最终有五支队伍获奖。

本次竞赛作为 2023 年全国大学生数学建模竞赛的校内选拔赛，对于提高我校学生的数学建模能力，培养他们解决实际问题的综合素质具有重要意义。

数学建模趣味知识竞赛预赛1.A与C比高，谁比较高？提示：ABCD 答案：C2.盆里有六个馒头，六个小朋友每人分到一个，但盆里还留着一个，为什么？答案：最后一个小朋友把盆子一起拿走了.3.一头牛向北走10米，再向西走10米，再向南走10米，倒退右转，问牛的尾巴朝哪？答案：朝地4.布和纸怕什么？答案:不（布）怕一万，只（纸)怕万一.5.有两个人，一个面朝南，一个面朝北的站立着，不准回头，不准走动，不准照镜子。

问：他们是否能看到对方的脸？答案: 当然能，他们是面对面站着。

6.假设1=5 2=6 3=8 4=7 5=？答案 : 17 . 76的76次方的最后两位数是多少？答案 768. 1000乘1000=100乘100乘100。

打一成语答案：千方百计9.将军要求24名士兵站成6排，每排都是5人，士兵们全都犯傻了，最后一名士兵终于想出了一个好办法，他是怎样安排的呢？答案：排成六边形就行了10.一个数字去掉第一个数字，是13，去掉最后一个数字，是40；请问这个数是什么？答案：四十三11.小明拿一百元去买一个七十五元的东西，但老板却只找了五元给他，为什么？答案：因为他只给了老板八十元12.一年里，有些月份像一月份有三十一日的，也有些月份像六月份有三十日的，请问有二十八日的总共有哪几个月份呢？答案：每个月都有13.1，2，3所能组成的最大数是多少？答案：3的21次方14.什么东西在倒立之后会增加一半？答案：数字“6”15.三个孩子吃三个饼要用三分钟，九十个孩子九十个饼要用多少时间？答案：三分钟，大家一起吃16.医生给了你三颗药丸要你每半个小时吃一颗，请问吃完需要多长时间？答案：一个小时17.A君与B君的价-家位于新兴的住宅地，相距只有一百米。

此地除这两家之外，还没有其他邻居，而且也没有安装电话。

现在A君想邀请B君“来家里玩”，在不去B君家邀约的情况下，以何种方法最早通知B君?假设A君身边装着十张画图纸，奇异笔，胶。

数学建模知识竞赛试题库一、填空题1.随着电子计算机的出现和科学技术的迅猛发展，数学的应用已不再局限于传统的物理领域，而正以空前的广度和深度逐步渗透到人类活动的各个领域。

生物、医学、军事、社会、经济、管理……，各学科、各行业都涌现出大量的实际课题，亟待人们去研究、去解决。

2.数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学。

3.数和形是数学研究的最基本的对象，自然界无不可以用数和形以及它们的发展和变化形态及规律加以描述的，因此数学是无时不在，无处不在的。

4.“科学技术是生产力”，而数学是生产力发展的基石和源泉。

5.当今信息时代的一个重要特点是数学的应用向一切领域渗透，高科技与数学的关系关系日益密切，产生了许多与数学相结合的新科学，如数学化学、数学生物学、数学地质学、数学社会学等。

6.“信息时代高科技的竞争本质上是数学的竞争”，“当今如此受到称颂的‘高科技’本质上是一种数学技术”。

7.数学建模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。

8.数学模型具有预测、判别、解释三大作用，其中预测功能是数学模型价值的最重要的体现。

9.数学模型的预测功能就是用数学模型的知识和规律预测未来的发展，为人们的行为提供指导。

10.数学模型的判别功能就是用数学模型来判断原来知识、认识的可靠性。

11.数学模型的解释功能就是用数学模型说明事物发生的原因。

12.一般来说，数学建模时为了构建数学模型而进行的准备、假设、建立、求解、分析、检验和应用的全过程。

13.数学建模的基本方法有：1）机理分析法2）数值分析法3）构造分析法4）现成数学法5）直观分析法14.建立数学模型的主要步骤是：（1）准备（2）假设（3）建模（4）求解（5）分析（6）检验（7）应用15.鉴别所建立数学模型好坏的方法就是让它接受实践的检验。

16.建模中常用的数学方法有初等模型、微分方程模型、差分方程模型、优化模型等。