世界杯建模论文
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数学建模大赛论文范文一、问题重述在约10,000米高空的某边长160公里的正方形区域内,经常有若干架飞机作水平飞行。
区域内每架飞机的位置和速度向量均由计算机记录其数据,以便进行飞行管理。
当一架欲进入该区域的飞机到达区域边缘时,记录其数据后,要立即计算并判断是否会与区域内的其它飞机发生相撞。
如果发生相撞,则应计算如何调整各架(包括新进入的)飞机的飞行方向角,以避免碰撞。
现假设条件如下:(1) 不相撞的标准为任意两架飞机的距离大于8公里; (2) 飞机飞行方向角调整的幅度不应超过30度; (3) 所有飞机的飞行速度均为每小时800公里;(4) 进入该区域的飞机在到达区域边缘时,与区域内飞机的距离应在60公里以上;(5) 最多需考虑6架飞机;(6) 不必考虑飞机离开此区域后的情况。
请你对这个避免碰撞的飞行管理问题建立数学模型,列出计算步骤,对以下数据进行计算(方向角误差不超过0.01度),要求飞机飞行方向角调整的幅度尽量小。
设该区域4个顶点的坐标为(0,0),(160,0),(160,160),(0,160)。
记录数据为:注:方向角指飞行方向与x轴正向的夹角。
二、问题分析此问题很容易想到以飞机调整的飞行角度平方和作为目标函数,而以每两架飞机之间的最小距离不超过8km,各飞机飞行角度调整的值不超过30°为约束条件。
如此得出的是一个非线性模型,在计算上可能会复杂些,但一目了然。
三、符号说明t表示表示时间;; xi,yi分别表示第i架飞机的横纵坐标(问题中已给出);i表示第i架飞机的飞行方向角(问题中已给出)dij(t)表示t时刻第i架飞机与第j架飞机间的距离;。
v表示飞机的飞行高度(v800)四、模型的建立由题意可知,目标函数是6f i2i1约束条件为Dij mindij264 和it06,i,j1,2,,6,i j其中dij(t)(xi xj vt(cos(i i)cos(j j))) 22(yi yj vt(sin(i i)sin(j j)))2利用微积分的知识可求出Dij,由2d(dij)dt这里a0tba(xi xj)(cos(i i)cos(j j))(yi yj)(sin(i i)sin(j j))b v[(cos(i i)cos(j j))2(sin i(i2))])s in(jj将t代入即可求出Dij。
一篇标准的数学建模论文范文(优选28篇)数学建模是一个经历观察、思考、归类、抽象与总结的过程,也是一个信息捕捉、筛选、整理的过程,更是一个思想与方法的产生与选择的过程。
它给学生再现了一种“微型科研”的过程。
数学建模教学有利于激发学生学习数学的兴趣,丰富学生数学探索的情感体验;有利于学生自觉检验、巩固所学的数学知识,促进知识的深化、发展;有利于学生体会和感悟数学思想方法。
同时教师自身具备数学模型的构建意识与能力,才能指导和要求学生通过主动思维,自主构建有效的数学模型,从而使数学课堂彰显科学的魅力。
为了使描述更具科学性,逻辑性,客观性和可重复性,人们采用一种普遍认为比较严格的语言来描述各种现象,这种语言就是数学。
使用数学语言描述的事物就称为数学模型。
有时候我们需要做一些实验,但这些实验往往用抽象出来了的数学模型作为实际物体的代替而进行相应的实验,实验本身也是实际操作的一种理论替代。
1.只有经历这样的探索过程,数学的思想、方法才能沉积、凝聚,从而使知识具有更大的智慧价值。
动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。
学生的数学学习活动应当是一个主动、活泼的、生动和富有个性的过程。
因此,在教学时我们要善于引导学生自主探索、合作交流,对学习过程、学习材料、学习发现主动归纳、提升,力求建构出人人都能理解的数学模型。
教师不应只是“讲演者”,而应不时扮演下列角色:参谋,提一些求解的建议,提供可参考的信息,但并不代替学生做出决断。
询问者,故作不知,问原因、找漏洞,督促学生弄清楚、说明白,完成进度。
仲裁者和鉴赏者,评判学生工作成果的价值、意义、优劣,鼓励学生有创造性的想法和作法。
摘要:将数学建模思想融入高等数学的教学中来,是目前大学数学教育的重要教学方式。
建模思想的有效应用,不仅显著提高了学生应用数学模式解决实际问题的能力,还在培养大学生发散思维能力和综合素质方面起到重要作用。
本文试从当前高等数学教学现状着手,分析在高等数学中融入建模思想的重要性,并从教学实践中给出相应的教学方法,以期能给同行教师们一些帮助。
高校数学建模竞赛获奖论文范文赏析(正文开始)在当今的教育体制中,数学建模竞赛作为一项重要的学术竞赛,已经逐渐受到了高校学生的重视。
这一竞赛不仅考察了学生的数学知识和思维能力,同时也鼓励学生动手实践、独立思考和合作交流的能力。
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本文将选取一篇高校数学建模竞赛获奖论文进行赏析,以期探索优秀论文的写作技巧和论述思路,对广大数学建模竞赛参赛者提供借鉴和参考。
选取的论文题目为《基于XXX模型的高校教学质量评价研究》。
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三、实证研究与数据分析在实证研究与数据分析部分,作者描述了研究方法和实证数据的来源与收集方式,并对数据进行了详细的分析和论证。
作者可以运用适当的表格、图表和统计学方法,对数据进行量化和可视化处理,以便读者更加直观地理解分析结果。
同时,作者在此部分还展示了对实证结果的科学解释和讨论,提出了相应的结论和建议。
四、结论与展望在结论与展望部分,作者总结了研究的主要发现和成果,并针对研究中存在的不足之处提出了进一步深入研究的设想和方向。
作者在此部分可以对研究的局限性进行说明,并提出可行的改进和发展方案,以期引起相关领域学者的关注和参与。
综上所述,这篇高校数学建模竞赛获奖论文范文在结构与内容上展现了较高的水平。
文章在介绍研究背景和问题的同时,恰当地引用了相关的理论和实证研究成果,论据充分且有力。
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每年一次的全国大学生数学建模竞赛,已经成为了全国高校规模最大的基础性学科竞赛,同时也是世界上规模最大的数学建模竞赛。
数学建模能够考察学生的思维、知识储备、知识运用、合作探究等重要能力。
因此,拿到一个不错的建模奖项,也成为了许多优秀大学生的目标。
我们知道,论文写作是建模的重要部分。
而排版格式就是“门面”担当,论文的行文表达决定了能否将建模的成果更好地展现出来。
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建模论文开头两页一般是承诺书和编号专用页,这些在比赛文件中都会有具体要求,因此在这里就不多做介绍了~
题目字样:黑体三号加粗居中
摘要字样:黑体四号加粗居中例:。
数学建模竞赛获奖论文范文数学的运用越来越广泛了,利用建立数学模型解决实际问题的数学建模活动也应运而生了。
下面是店铺为大家推荐的数学建模论文,供大家参考。
数学建模论文范文篇一:《高中开设数学建模课程的意义与定位》1、高中开设数学建模课程的背景在高中设置的课程中,数学是一门必修课程,也是高考比重最大的一门课程,其最终目标是将数学知识融入现实问题中去,从而解决问题,这也是教育教学的最终目的。
要达到教育教学的最终目的,必须改革高中的数学课程教学,建设高中数学建模课程。
高中数学建模课程可以根据简单的现实问题设置,针对实际生活中的一些简单问题进行适当的假设,建立高中数学知识能解决该问题的数学模型,进而解决该实际问题。
因此,可以说高中数学建模课程是利用所学高中数学知识解决实际问题的课程,是将高中数学知识应用的一门课程,是培养出高技能人才的基础课程。
国家教育部制定的高中数学课程标准,重点强调:"要重视高中学生从自己的生活经验和所学知识中去理解数学、学习数学和应用数学,通过自己的感知和实际操作,掌握基本的高中数学知识和数学逻辑思维能力,让高中生体会到数学的乐趣,对数学产生兴趣,让其感觉到数学就在身边。
"但是现实中高中数学的教学情况堪忧,基本上都是满堂灌的教学,学生不会应用,对数学毫无兴趣可言,主要体现在三个方面。
第一,虽然有很多学生以高分成绩进入高中学习,但是其数学应用的基础非常差,基本上是会生搬硬套,不会解决实际问题,更不会将数学知识联系到生活中来;也有少数学生数学基础差,没有养成好的数学学习习惯,导致产生厌恶数学的情绪,数学基础知识都没学好,更不用说是用数学解决实际问题。
这少数学生就是上课睡觉混日子,根本不去学习,这与高中数学课程的开设目标截然不符。
第二,高中数学课程的教学内容与实际问题严重脱节,高中的数学教材中涉及的数学知识基本上都是计算内容,而不是用来处理和解决生活问题的,更是缺少数学与其他学科(比如化学、物理、生物、地理等)的相互渗透,即便高中数学课程中有一些数学应用的例子,也属于选学内容,教师根本不去讲、不涉及,这样导致高中数学课的教学达不到其教学目的,发挥不出功能。
世界杯体育赛事与形象的塑造世界杯体育赛事是全球范围内备受关注的盛事,无论是世界各地的球迷还是参与其中的运动员,都将其视为世界最高水平的足球比赛。
然而,除了球技的较量,世界杯体育赛事也在很大程度上为各个国家、球队、运动员及相关品牌的形象塑造提供了绝佳舞台。
本文将探讨世界杯体育赛事在形象塑造方面的重要性,并分析其对个人和全球品牌的影响。
首先,世界杯体育赛事对参与其中的国家和球队形象塑造起了重要作用。
无论是巴西的桑巴足球风格,还是德国的组织严谨、技术精湛,世界杯体育赛事通过国家队的表现和成绩,将整个国家的形象传达给世界各地观众。
优秀的球队表现和成绩能够塑造一个国家在足球领域的形象,甚至在一定程度上影响该国的国际形象。
例如,巴西国家队以其迷人的足球风格和众多优秀球员在世界杯赛场上赢得了广泛赞誉,也使得巴西足球成为国际足坛的代表之一。
因此,在世界杯体育赛事中取得好成绩对国家形象的提升具有重要意义。
其次,世界杯体育赛事对参与其中的运动员形象塑造也至关重要。
优秀的运动员不仅可以通过个人的球技展示来塑造自己的形象,还可以通过赛事中的个人表现和精神风貌来获得更多关注和认可。
世界杯体育赛事是展示球员实力和个人魅力的最佳舞台,通过与世界顶级球员的较量和对抗,运动员可以展现出自己的技术和决心,从而在比赛结束后成为全球足球迷心目中的巨星。
例如,迈克尔·欧文、克里斯蒂亚诺·罗纳尔多等球星就以其出色的表现和个性魅力成为了世界杯历史上的传奇人物,不仅塑造了自己的形象,也为其所属的品牌和国家赢得了声誉。
此外,世界杯体育赛事对全球品牌的塑造也具有深远的影响力。
作为全球最大的足球赛事之一,世界杯体育赛事吸引了来自各个国家的球迷和媒体的极大关注。
因此,它成为了全球品牌展示自身实力和推广产品的绝佳机会。
各大跨国公司纷纷通过赞助球队或比赛,将自己的品牌与世界杯赛事相联系。
这种关联不仅能够使品牌在全球范围内获得曝光和认可,还能够借助世界杯的高峰期,提高品牌的市场份额和销售额。
大学数学建模竞赛中优秀论文引言大学数学建模竞赛是现代教育中非常具有挑战性和实践意义的比赛活动,吸引了众多学生的参与。
在比赛中,学生需要展示他们的数学建模能力和解决实际问题的能力,而优秀论文则是比赛成绩的重要组成部分。
优秀论文不仅在内容上要有独到的见解和深入的分析,还要在形式上符合学术要求。
本篇文章将介绍大学数学建模竞赛中优秀论文应具备的特点,并给出一些写作技巧和注意事项。
优秀论文的特点独到的见解优秀论文首先应该具备独到的见解。
在建模竞赛中,同一题目往往会有很多种不同的解决方案,而一个优秀的论文应该能够从独特的角度去理解和解决问题。
这就要求学生在研究问题时要有创新思维和灵活的思维方式。
他们可以从不同的学科角度出发,运用各种数学工具和方法,对问题进行深入思考和分析,找到问题的本质和规律。
深入的分析优秀论文还应该具备深入的分析。
解决实际问题往往需要进行复杂的数学建模和推理过程,而一个优秀的论文应该对这些过程进行详尽的分析和解释。
学生需要清晰地陈述问题的假设和目标,并逐步展示他们的推理过程和数学计算过程。
他们应该清晰地阐述每个步骤的目的和理论依据,并能够准确地运用数学知识解决问题。
此外,学生还应该对模型和方法的局限性进行深入思考和讨论,提出可能的改进和优化措施。
规范的写作形式一个优秀的论文还应该在形式上符合学术要求。
学生需要注意以下几个方面:1.文章结构:论文应该有清晰的结构,包括引言、背景介绍、问题陈述、模型建立、实验设计、结果分析和结论等部分。
每个部分的内容应该有机衔接,逻辑性强。
2.表达清晰:学生在写作过程中应该注意用词准确、语句通顺。
他们需要清晰地表达自己的思想和观点,避免使用模棱两可的措辞和含糊不清的表述。
3.图表使用:学生可以通过图表的形式更直观地展示自己的研究结果和分析过程。
但是,他们应该注意图表的排版和标注,保证图表的清晰度和可读性。
4.引用规范:学生在写作过程中应该引用相关文献和数据,并标注清楚引用来源。
数学建模获奖论文(优秀范文10篇)11000字数学建模竞赛从1992年始,到现如今已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。
本篇文章就为大家介绍一些数学建模获奖论文,供给大家欣赏和探讨。
数学建模获奖论文优秀范文10篇之第一篇:高中数学核心素养之数学建模能力培养的研究摘要:数学建模是一种比较重要的能力,教师在进行高中数学教学的过程中应该让学生们学习这种能力,这对于解决高中数学问题是比较有效的,而且对于学生们未来接受高等教育有更重要的意义。
教师在进行高中数学教学的过程中需要让学生们的能力得到锻炼,提升能力是教学的主要目的,学习知识是比较基础的教学目的,教师如果想让学生们的能力得到锻炼应该对教学方法进行更新,高中数学对于很多学生们来说都是比较困难的,所以教师应该不断更新教学方法,让学生们能理解教师的教学目的,而且找到适合自己的学习方法,这也是核心素养的基本内涵。
本文将对高中数学核心素养之数学建模能力培养进行研究。
关键词:高中数学; 核心素养; 数学建模; 能力培养; 应用研究;建模活动是一项比较有创造性的活动,学生们在学习的过程中一定要具备创新思维和自主学习能力,建模活动进行过程中可以让学生们独立,自觉运用数学理论知识去探索以及解决问题,构建模型解决实际问,教学活动中,让学生们的基础知识更加牢固、基本技能得到锻炼是最根本的目的。
学生们的运算能力以及逻辑思维能力也能在建模活动中得到锻炼,提升学生们的空间观念以及增强应用数学意识是延伸目的。
一、对数学建模的基本理解概述高中数学建模最简单的解释就是利用学生们学习过的理论知识来建立数学模型解决遇到的问题。
数学建模的基本过程就是对生活中或者课本中比较抽象问题解决的过程。
通过抽象可以建立刻画出一种较强的数学手段,通过运用数学思维也能观察分析各种事物的基本性质和特点。
学生们可以从复杂的问题中抽离出自己熟悉的模型,然后在利用好数学模型去解决实际问题基本就是事半功倍。
B题1966年世界杯悬案
摘要:
1966年世界杯决赛,英格兰对西德加时赛中产生了历史上最具争议的门线球。
判定进球有效的标准为:整个球体越过两球门柱之间及横木下的球门线。
依据照片资料中进球过程的连续图像,运用“影子算法”得到投影到地平面上的进球轨迹,排除其他自然干扰因素,算上可接受误差及球体半径,可得此球距离有效进球还有6cm。
最终判定,该进球无效。
一、问题重述
1966年世界杯留给人们印象最深的除了英格兰借助东道主之利所获得的唯一一座世界杯外,恐怕就是决赛场上那个著名的世纪悬案了:当时英格兰队射门,足球从横梁上反弹到地上,而后又弹离了球门,对于该球是否应判定为进球有效(球的整体是否越过了球门线),人们展开了激烈的争论,受当时录像设备的限制,摄影镜头并没有全方位地拍摄到这个“进球”,于是至今也没有能够令人信服的说法。
请根据网上的视频或图片,利用数学建模的方法,给出自己的判断(这个进球到底是否有效)。
一、模型假设
首先明确世界杯比赛中关于判定进球的规则。
《EUC Soccer World Cup Rules》规定,当整个球体越过两球门柱之间及横木下的球门线,而进球的球队在进球之前没有犯规行为,则算进球。
图1.EUC Soccer World Cup Rules
所以,本次模型建立,问题关键在于分析球是否整体越过球门线。
众所周知,足球的运动线路不仅与球员的射门动作有关,还会受其自身旋转方向及外界风向等很多复杂因素的影响,形成不可预知的球路。
很多大师都能踢出弧线诡异的射门,加上由于当时录像资料没能全方位的拍摄进球过程,还有年代久远对资料清晰度的影响,不能进行精确的计算,所以只能根据现有可靠图片及录像进行粗略分析。
为了简化计算,不妨设,比赛当天没有足以影响球路的风,或其他任何自然因素。
二、符号说明
π:地平面,即球场平面。
B:球(中心点)。
L:过点B的铅直垂线。
P:直线L与平面π的交点。
O,O':分别表示两个方向的单目摄像机。
三、问题的分析与模型的建立
4.1简介
1966年7月30日,温布利球场进行本次世界杯决赛,英格兰与西德对决,出现了至今为止历史上最具争议的门线球。
在比分2:2的情况下,双方进入加时赛,英格兰10号队员Geoff Hurst从右方得球,近距离射门。
西德队守门员触球,足球击中横梁下落,触地弹起。
主裁与边线裁判员Tofik Bakhramov(前苏联)商议,判定其为有效进球。
最终英格兰以4:2的比分获得了本次,并且也是其历史上唯一一次世界杯冠军。
下图列出两组不通角度记录下的连续图像截图。
(a)(b)
图2.两组不通角度的连续图像
4.2问题分析
在这里,我们根据进球动作的连续图像解决问题。
两个不同角度的单目摄像机拍摄的连续图像可用于问题分析(如上图2所示)。
利用这些资料,我们期望回答“球是否整体越过球门线?如果没有,还差多少可以整体越过球门线?”
问题的挑战性在于没有精确的校准:
1.摄像机本身固有的校准是未知的(并且是自由的,即随着连续画面也会变化)。
2.摄像机的运动是未知的,且相对方位是变化的。
3.许多帧连续图像中,除了队员和球等运动物体,球场平面上有极少的可用的特征点。
解决方法是,将球垂直投影到球场平面,绘制投影位置、和球门线位置的相对不确定性。
形象地说,就是从球的中心出发,向地面做一个铅直垂线,垂直方向由门柱确定。
运用Quan-Mohr的“影子算法”,根据两个不同角度获取的图像,可作直线与平面的交
点(算法不给出明细说明)。
4.3模型建立
图3.两个视角下的进球模型
π、B、L、P、O、O'如上符号说明中所示。
V为直线L上的一个假想点。
l和l'为直线L的像,同样也是L s和L s'的像。
L s和L s'都在平面π上,分别为L从两个视角方向向π的投影。
图4.进球示意
上图4为比赛视频截取的进球示意,图中蓝色小点表示球,1小图中红色小点为,Hurst 击中球点,8小图中红色小点为球触地点。
图5.击中横梁(x表示球)
有了不同时间段球在空中的位置,再根据“影子算法”可得到进球过程在球场平面π上的动态投影,即俯瞰效果下的球位置变化。
利用图片中已有的场地边界线做π平面上的正交坐标系,将上示图中各点垂直投影到π,并记录下每点的坐标,最后集中在一个图像中。
结果如下图所示。
图6.俯瞰进球示意
四、模型的分析与求解
仔细分析图4及图6可发现,球在行进过程中并没有整体越过球门线(球中心点没有过线,显然球也没有过)。
有人可能会怀疑图6的精确性,毕竟是由两个角度拍摄的连续图像虚拟计算所得,不能下此定论。
但图4是由官方录像截取所得,正如其中8小图所示,红色小点表示球下落后触地的位置,显然在球门线之外。
图7.distance away from being a goal(in cm)versus
frame number for the crucial frames of the sequence.
如图6所示为从Hurst射门到球击中横梁、触地、回到场地上的完整的路线示意,使我们获得校正后的路线。
要对文章起始提出的问题“球有没有整体越过球门线?”做出回答,必须考虑球的半径,更加定量的分析在图7中给出,显示了球离成为有效进球的距离(已考虑球的半径)按帧数绘制的图像。
图中标点表示估算的标准偏离,因此保守估计得出,球距离成为有效进球还有6cm。
五、模型的不足及改进的方向
此模型参考已有文献,利用“影子算法”计算并虚拟俯瞰球路,计算球与球门线的垂直距离,依此判断进球是否有效。
但因为本次竞赛时间有限,未能仔细了解该算法思想及计算过程,只能利用前人已有的计算结果,得出上述结论。
希望今后有足够的时间和精力,可以仔细学习文献中所用算法,并建立一个完全自主的模型,再解题。
参考文献
[1]《正说足球规则》大卫阿格著,孙葆洁,孙葆刚译。
[2]《ECU Soccer World Cup Rules》
[3]/en/laws/Laws1001.htm
[4]1966FIFA World Cup Final-Wikipedia
[5]《Goal-directed Video Metrology》,Ian Reid and Andrew Zisserman,University of Oxford。