数学建模学习3简单模型示范
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数学建模方法模型一、统计学方法1 多元回归1、方法概述:在研究变量之间的相互影响关系模型时候用到。
具体地说:其可以定量地描述某一现象和某些因素之间的函数关系,将各变量的已知值带入回归方程可以求出因变量的估计值,从而可以进行预测等相关研究。
2、分类分为两类:多元线性回归和非线性线性回归;其中非线性回归可以通过一定的变化转化为线性回归,比如:y=lnx可以转化为y=u u=lnx来解决;所以这里主要说明多元线性回归应该注意的问题。
3、注意事项在做回归的时候,一定要注意两件事:(1)回归方程的显著性检验(可以通过 sas 和 spss 来解决)(2)回归系数的显著性检验(可以通过 sas 和 spss 来解决)检验是很多学生在建模中不注意的地方,好的检验结果可以体现出你模型的优劣,是完整论文的体现,所以这点大家一定要注意。
4、使用步骤:(1)根据已知条件的数据,通过预处理得出图像的大致趋势或者数据之间的大致关系; (2)选取适当的回归方程;(3)拟合回归参数;(4)回归方程显著性检验及回归系数显著性检验(5)进行后继研究(如:预测等)2 聚类分析1、方法概述该方法说的通俗一点就是,将n个样本,通过适当的方法(选取方法很多,大家可以自行查找,可以在数据挖掘类的书籍中查找到,这里不再阐述)选取m 聚类中心,通过研究各样本和各个聚类中心的距离Xij,选择适当的聚类标准,通常利用最小距离法(一个样本归于一个类也就意味着,该样本距离该类对应的中心距离最近)来聚类,从而可以得到聚类结果,如果利用sas软件或者spss软件来做聚类分析,就可以得到相应的动态聚类图。
这种模型的的特点是直观,容易理解。
2、分类聚类有两种类型:(1)Q型聚类:即对样本聚类;(2)R型聚类:即对变量聚类;通常聚类中衡量标准的选取有两种:(1)相似系数法(2)距离法聚类方法:(1)最短距离法(2)最长距离法(3)中间距离法(4)重心法(5)类平均法(6)可变类平均法(8) 利差平均和法在具体做题中,适当选区方法;3、注意事项在样本量比较大时,要得到聚类结果就显得不是很容易,这时需要根据背景知识和相关的其他方法辅助处理。
针对问题三,本文首先对主要风险因子进行了灰色预测,计算出未来几年水资源总量、降水量、平均气温、生活用水量、工业用水量。
然后采用问题二中的BP神经网络预测每年的缺水量。
最后通过整合往年的数据,运用问题二中的熵值取权的模糊评价模型预测出未来几年内水资源短缺的风险等级。
由于考虑到降水量和地下储水相关系数高,我们依据历年的降水量估测出平水年,偏枯年,枯水年三种不同年份的水资源总量,并应用问题二的风险评价模型进行评估,得到三种不同年份水资源短缺风险等级依次为高,较高,较低。
最后我们分析了南水北调工程对北京市未来两年水资源短缺的风险等级影响,风险等级依次变为低,偏低,无。
针对问题四,我们从北京市水资源现状及分析、北京市严重缺水的原因探究、北京市水资源开发利用对策三个层面向相关行政主管部门提交建议报告,以求帮助其合理规避水资源短缺风险。
关键字:水资源短缺风险、灰色关联度分析、主成分分析,模糊综合评价、BP 神经网络、熵值取权一、问题重述1.1 问题背景水是生命之源,万物之本,是人类生存和发展不可或缺的物质,是地球上最普遍、最常见同时也是最珍贵的自然资源。
水是人类一切生产活动的基础,有水的地方欣欣向荣,水资源枯竭的地方则文明消失。
长期以来,我们注重经济社会发展,却忽略了水资源的承载能力,注重水资源开发利用,却没有同等重视节约和保护。
随着经济社会发展,1.2 问题重述水资源短缺危险泛指在特定的时空环境下,由于来水和用水的不确定性,室区域水资源系统发生供水短缺的可能性以及有此产生的损失。
近年来我国水资源短缺问题日趋严重,以北京市为例,北京是世界上水资源严重缺乏的大都市之一,属严重缺水地区。
虽然政府采取了一些列措施,如南水北调工程建设, 建立污水处理厂,产业结构调整等。
但是,气候变化和经济社会不断发展,水资源短缺风险始终存在。
如何对水资源风险的主要因子进行识别,对风险造成的危害等级进行划分,对不同风险因子采取相应的有效措施规避风险或减少其造成的危害,这对社会经济的稳定、可持续发展战略的实施具有重要的意义。
初中数学模型建立技巧数学模型建立是数学教学的重要组成部分,尤其是在初中阶段。
通过建立数学模型,学生不仅能够更好地理解和掌握数学知识,而且能够提高解决问题的能力。
本文将详细探讨初中数学模型建立的技巧,以期为学生提供一些指导。
一、理解问题的实质在建立数学模型之前,首先要理解问题的实质。
学生应该仔细阅读题目,弄清楚题目的要求,理解问题所涉及的主要概念和变量。
这一步是建立数学模型的基础,只有对问题有了清晰的理解,才能准确地建立模型。
二、确定变量和参数确定模型中的变量和参数是建立模型的关键。
学生需要识别出问题中的已知量和未知量,并将它们用数学符号表示出来。
在初中数学中,常用的变量有x、y、z 等,参数通常用字母a、b、c等表示。
在确定变量和参数时,要注意不要漏掉任何重要的信息,这样才能保证模型的准确性。
三、选择合适的数学工具建立数学模型时,选择合适的数学工具非常重要。
初中数学中常用的工具包括代数、几何、概率等。
学生应该根据问题的特点,选择最合适的数学工具。
例如,如果问题涉及到两个变量之间的关系,可以考虑使用函数或方程来描述这种关系;如果问题涉及到图形的性质,可以考虑使用几何知识来建立模型。
四、化简和求解模型在确定了模型中的变量和参数,并选择了合适的数学工具后,接下来就是化简和求解模型。
学生应该按照数学规则和步骤,对模型进行化简,使其更加简洁。
在求解模型时,要注意解的合理性,如果可能的话,应该进行检验。
五、检验和应用模型建立数学模型的目的是为了解决问题,因此,在求解出模型后,学生应该对模型进行检验,看是否能够满足问题的要求。
如果模型检验成功,学生还可以尝试将模型应用到其他类似的问题中,以提高模型的普适性。
六、总结和反思最后,学生应该对建立的数学模型进行总结和反思。
学生应该思考在建立模型的过程中遇到了哪些困难,是如何克服的,以及在建立模型时有哪些不足之处。
通过总结和反思,学生能够更好地理解和掌握数学模型建立的方法。