数学建模期中考试题目

2014-2015学年上学期《数学建模》期中考试试题要求：1.以2-3人为一小组选择5个题做；其中1——38题任选4个，规划问题必做；2.要求思路清晰，结果合理。

3.每个同学都主动积极参与。

4.第15周交。

**************************************************1.一个半球状雪堆，其体积融化的速率与半球面面积S成正比，比例系数k > 0。

设融化中雪堆始终保持半球状，初始半径为R且3小时中融化了总体积的7/8，问雪堆全部融化还需要多长时间？2．从致冰厂购买了一块立方体的冰块，在运输途中发现，第一小时大约融化了1/4（1）求冰块全部融化要多长时间（设气温不变）（2）如运输时间需要2.5小时，问：运输途中冰块大约会融化掉多少？3．一展开角为α的圆锥形漏斗内盛着高度为H的水，设漏斗底部的孔足够大（表面张力不计），试求漏斗中的水流光需要多少时间？4．容器甲的温度为60度，将其内的温度计移入容器乙内，设十分钟后温度计读数为70度，又过十分钟后温度计读数为76度，试求容器乙内的温度。

5．一块加过热的金属块初始时比室温高70度，20分钟测得它比室温高60度，问：（1）2小时后金属块比室温高多少？（2）多少时间后，金属块比室温高10度？6．设初始时容器里盛放着含净盐10千克的盐水100升，现对其以每分钟3升的速率注入清水，容器内装有搅拌器能将溶液迅时搅拌均匀，并同时以每分钟2升的速率放出盐水，求1小时后容器里的盐水中还含有多少净盐？7．某伞降兵跳伞时的总质量为100公斤（含武器装备），降落伞张开前的空气阻力为0.5v,该伞降兵的初始下落速度为0，经8秒钟后降落伞打开，降落伞打开后的空气阻力约为0.6试球给伞降兵下落的速度v(t),并求其下落的极限速度。

8． 1988年8月5日英国人Mike McCarthy创建了一项最低开伞的跳伞纪录，它从比萨斜塔上跳下，到离地179英尺时才打开降落伞，试求他落地时的速度。

A题血管的三维重建断面可用于了解生物组织、器官等的形态。

例如，将样本染色后切成厚约1μm的切片，在显微镜下观察该横断面的组织形态结构。

如果用切片机连续不断地将样本切成数十、成百的平行切片，可依次逐片观察。

根据拍照并采样得到的平行切片数字图象，运用计算机可重建组织、器官等准确的三维形态。

假设某些血管可视为一类特殊的管道，该管道的表面是由球心沿着某一曲线（称为中轴线）的球滚动包络而成。

例如圆柱就是这样一种管道，其中轴线为直线，由半径固定的球滚动包络形成。

现有某管道的相继100张平行切片图象，记录了管道与切片的交。

图象文件名依次为0.bmp、1.bmp、…、 99.bmp，格式均为BMP，宽、高均为512个象素（pixel）。

为简化起见，假设：管道中轴线与每张切片有且只有一个交点；球半径固定；切片间距以及图象象素的尺寸均为1。

取坐标系的Z轴垂直于切片，第1张切片为平面Z=0，第100张切片为平面Z=99。

Z=z切片图象中象素的坐标依它们在文件中出现的前后次序为（-256，-256，z），（-256，-255，z），…（-256，255，z），（-255，-256，z），（-255，-255，z），…（-255，255，z），……（ 255，-256，z），（ 255，-255，z），…（255，255，z）。

试计算管道的中轴线与半径，给出具体的算法，并绘制中轴线在XY、YZ、ZX平面的投影图。

第2页是100张平行切片图象中的6张，全部图象请从网上（）下载。

关于BMP图象格式可参考：1. 《Visual C++数字图象处理》第12页2.3.1节。

何斌等编著，人民邮电出版社，2001年4月。

2. /home/mxr/gfx/2d/BMP.txtB题露天矿生产的车辆安排钢铁工业是国家工业的基础之一，铁矿是钢铁工业的主要原料基地。

许多现代化铁矿是露天开采的，它的生产主要是由电动铲车（以下简称电铲）装车、电动轮自卸卡车（以下简称卡车）运输来完成。

数学建模试卷及参考答案一、选择题1. 已知函数 $y = 2x^3 - 5x^2 + 3x - 7$，求导数函数 $y'$ 的值。

A) $6x^2 - 10x + 3$\B) $6x - 10x^2 + 3$\C) $6x - 10x + 3$\D) $6x^2 - 10x^2 + 3$答案：A2. 设矩形的长为 $x$，宽为 $y$，满足 $x^2 + y^2 = 25$。

当矩形的面积最大时，求矩形的长和宽。

A) 长为 4，宽为 3\B) 长为 5，宽为 3\C) 长为 4，宽为 2.5\D) 长为 5，宽为 2.5答案：A3. 一条直线过点 $A(1,2)$ 和点 $B(3,-1)$，与另一条直线 $2x + y - 4 = 0$ 平行。

求该直线的方程。

A) $2x - y + 3 = 0$\B) $2x - y - 3 = 0$\C) $-2x + y - 3 = 0$\D) $2x - y - 5 = 0$答案：B4. 已知函数 $y = e^x$，求 $y$ 的微分值。

A) $e^x$\B) $e^x + C$\C) $e^x - C$\D) $C \cdot e^x$答案：A5. 一辆汽车以每小时 60 公里的速度行驶，途中经过两座相距 60 公里的城市。

假设两座城市间有一辆以每小时90 公里的速度行驶的列车，两车同时出发。

求两辆车首次相遇的时间。

A) 0.5 小时\B) 1 小时\C) 1.5 小时\D) 2 小时答案：A二、填空题6. 已知函数 $f(x) = \sin(x)$，求函数 $g(x) = f^{\prime}(x)$。

答案：$g(x) = \cos(x)$7. 若直线 $3x + ky = 2$ 与直线 $2x - y = 3$ 相垂直，则 $k$ 的值为\_\_\_。

答案：$k = 6$8. 设抛物线 $y = ax^2 - 3x + 2$ 的顶点为 $(2,1)$，则 $a$ 的值为\_\_\_。

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 。

数学模型期中考试（2）
Exam Date:June3.Time:08:00am to09:40am.(100minutes)答题时请注意：
•计算题需要有完整的解题步骤，证明题需要严密的论证过程。

•没有出现在答题纸上的要点，视为答题人不知道或者没有能力阐述清楚。

•答题纸上不需要抄题目。

但是请标好答题序号。

•请大家严格遵守考试纪律。

祝大家考试顺利！
3.(概率模型)a.（20分）考虑一所两年制的学校，一年级生在下一年，70%会升到二年级，15%留在一年级，15%退学，二年级生在下一年，80%会毕业，10%留在二年级，10%退学。

用一个马氏链来描述此过程，写出转移概率矩阵。

新生最终毕业的比例是多少？一个新生预期毕业或者退学要花多少年？（毕业或者退学是一个事件，是需要算一个预期时间。

）
b.（10分）一个赌徒每轮游戏会有p∈(0,1)的概率赢一块钱，也会有q=1−p的概率输掉一块钱。

如果赌徒输光了钱，或者赌资达到N∈N块钱，则赌徒将停止赌博。

若赌徒在n轮游戏后的赌资为X n，建立一个马氏链模型，并写出转移概率矩阵。

如果一个赌徒开始有i块钱（0<i<N）那么，他的赌资（在输光前）达到了N块钱的概率是多少？如果N→∞会怎么样？
1。

2023全国数学建模题目一、选择题（每题3分，共15分）下列哪个数不是质数？A. 2B. 3C. 9D. 13若一个圆的半径是5cm，则它的面积是多少平方厘米？A. 25πB. 50πC. 75πD. 100π下列哪个方程表示的是一条直线？A. y = x²B. y = 2x + 1C. y = 1/xD. xy = 1下列哪个数最接近√10？A. 2B. 3C. 4D. 5一个三角形的两边长分别为3和4，第三边的取值范围是多少？A. 1 < x < 7B. 2 < x < 8C. 3 < x < 9D. 4 < x < 10二、填空题（每题4分，共20分）绝对值等于5的数是_______。

已知|a - 3| + (b + 2)² = 0，则 a + b = _______。

已知一个正方体的棱长是6cm，则它的体积是_______ cm³。

方程2x - 3 = 5 的解是x = _______。

已知扇形的圆心角为120°，半径为3cm，则扇形的面积是_______ cm²。

三、计算题（每题10分，共30分）计算：√27 - | - 2| + (1/2)^(-1) - (π - 3)^0。

解方程组：{x + 2y = 5,3x - y = 8.}已知一个矩形的面积是48cm²，一边长为6cm，求另一边长。

四、应用题（每题15分，共30分）某商店购进一批苹果，进价为每千克5元，售价为每千克8元。

若商店想要获得至少300元的利润，则至少需要售出多少千克的苹果？一辆汽车从A地开往B地，前两小时行驶了120km，后三小时行驶了180km。

求这辆汽车的平均速度。

一、选择题（每题5分，共20分）1. 下列哪项不是数学建模的基本步骤？A. 提出问题B. 收集数据C. 分析问题D. 解决问题2. 下列哪个公式是求解一元二次方程的公式？A. \( x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \)B. \( y = mx + b \)C. \( z = \frac{a}{b} \)D. \( \sin(\theta) = \frac{opposite}{hypotenuse} \)3. 在下列函数中，哪个函数的图像是一条直线？A. \( f(x) = x^2 + 2x + 1 \)B. \( f(x) = 2x + 3 \)C. \( f(x) = \sqrt{x} \)D. \( f(x) = \log_2(x) \)4. 下列哪个单位是测量长度的国际单位？A. 米（m）B. 千克（kg）C. 秒（s）D. 安培（A）5. 在下列几何图形中，哪个图形是轴对称的？A. 正方形B. 长方形C. 三角形D. 圆形二、填空题（每题5分，共20分）6. 若一个长方体的长、宽、高分别为a、b、c，则其体积V可以表示为______。

7. 若一个圆的半径为r，则其周长C可以表示为______。

8. 若一个等差数列的首项为a1，公差为d，第n项为an，则an可以表示为______。

9. 若一个等比数列的首项为a1，公比为q，第n项为an，则an可以表示为______。

10. 若一个直角三角形的两条直角边分别为a和b，斜边为c，则根据勾股定理，c 可以表示为______。

三、解答题（每题15分，共45分）11. （15分）某学校计划组织一次校园运动会，共有50名学生报名参加。

已知参加100米短跑的学生有20人，参加200米中长跑的学生有15人，参加跳远的学生有10人。

请根据这些信息，建立一个数学模型来分析参加不同运动项目的学生人数之间的关系。

12. （15分）某商店销售一种新产品，已知每件产品的成本为100元，售价为150元。

数学建模及应用试题汇总1. 假如你站在崖顶且身上带着一只具有跑表功能的计算器， 你也会出于好奇心想用扔下一 块石头听回声的方法来估计山崖的高度，假定你能准确地测定时间，你又怎样来推算山 崖的高度呢，请你分析一下这一问题。

2. 建立理想单摆运动满足的微分方程，并得出理想单摆运动的周期公式。

3. 一根长度为 l 的金属杆被水平地夹在两端垂直的支架上，一端的温度恒为 T1， 另一端温 度恒为 T2， (T1、T2 为常数， T1> T2)。

金属杆横截面积为 A ，截面的边界长度为 B ，它 完全暴露在空气中，空气温度为 T3， (T3< ， T3 为常数)， 导热系数为α，试求金属杆 上的温度分布 T(x)， (设金属杆的导热 2为λ)4. 甲乙两队进行一场抢答竞赛，竞赛规则规定：开始时每队各记 2 分，抢答题开始后，如 甲取胜则甲 加 1 分而乙减 1 分，反之则乙加 1 分甲减 1 分,(每题必需决出胜负 )。

规 则还规定，当其中一方的得分达 到 4 分时，竞赛结束。

现希望知道：(1)甲队获胜的概率有多大？(2)竞赛从开始到结束，平均转移的次数为多少？(3)甲获得 1 、2、3 分的平均次数是多少？5. 由于指派问题的特殊性， 又存在着由匈牙利数学家提出的更为简便的解法——匈牙利算 法。

当系数矩阵为下式，求解指派问题。

「16 15 19 22]C =L17 19 22 16 」6. 在遥远的地方有一位酋长，他想把三个女儿嫁出去。

假定三个女儿为 A 、B 、C ， 三位求 婚者为 X 、Y 、Z 。

每位求婚者对 A 、B 、C 愿出的财礼数视其对她们的喜欢程度而定： A B C x 「 3 5 26]问酋长应如何嫁女，才能获得最多的财礼(从总体上讲，他的女婿最喜欢他的女儿。

7. 某工程按正常速度施工时，若无坏天气影响可确保在 30 天内按期完工。

但根据天气预 报， 15 天后天气肯定变坏。

数学建模与数学实验期中作业11级数学与应用数学一班第七组成员：候桂英杨白囡李明香杨志雄输油管道的设计摘要“输油管的布置”数学建模的目的是设计最优化的路线，建立一条费用最省的输油管线路，但是不同于普遍的最短路径问题，该题需要考虑多种情况，例如，城区和郊区费用的不同，采用共用管线和非公用管线价格的不同等等。

我们基于最短路径模型，对于题目实际情况进行研究和分析，对三个问题都设计了合适的数学模型做出了相应的解答和处理。

问题一：此问只需考虑两个加油站和铁路之间位置的关系，根据位置的不同设计相应的模型，设计了一种改进的最短路径模型，因此只需一个未知变量便可以列出最短路径函数；在考虑到共用管线价格差异的情况下，则需要建立两个未知变量，带入已知常量，可以解出变量的值。

问题二：此问给出了两个加油站的具体位置，并且增加了城区和郊区的特殊情况，我们进一步改进数学模型，输油管在城区和郊区的铺设将不会是直线方式。

在郊区的路线依然可以采用问题一的改进最短路径模型，基于该模型，我们只需设计两个变量就可以列出最低费用函数，利用Lingo解出最小值，问题三：该问的解答方法和问题二类似，但是由于A管线、B管线、共用管线三者的价格均不一样，我们利用问题二中设计的数学模型，以铁路为横坐标，城郊交汇为纵坐标建立坐标轴，增加了一个变量，建立了最低费用函数，并且利用Lingo解出了最低费用和路径坐标。

关键字：最短路径、最小费用、数学模型油田计划在铁路线一侧建造两家炼油厂，同时在铁路线上增建一个车站，用来运送成品油。

由于这种模式具有一定的普遍性，考虑两个加油站和铁路之间位置的关系，根据位置的不同设计相应的模型，设计一种改进的最短路径模型，以此达到费用最少的目的。

1、针对两炼油厂到铁路线距离和两炼油厂间距离的各种不同情形，设计最优方案。

在方案设计时，若有共用管线，需要考虑共用管线费用与非共用管线费用相同或不同的情形。

2、目前需对一更为复杂的情形进行具体的设计。

安全管理质量标准化管理制度第一章总则第一条为加强企业安全管理，规范安全管理程序和标准，确保员工生命安全，财产安全和环境安全，制定本管理制度。

第二条本制度适用于本企业员工及相关服务供应商。

第三条本制度所称安全管理，指的是对企业内外环境、使用设施以及人员行为进行规范和控制，以实现安全目标和减少安全风险。

第四条本制度的主要任务是建立和完善企业安全管理体系，确保安全管理程序的合理性、有效性和可操作性。

第二章安全目标第五条企业的安全目标是：保障员工的生命安全和健康、保护企业财产安全、保护周围环境的安全。

第六条为实现上述目标，企业将从以下几个方面着手：（一）建立健全安全管理体系，明确各级管理责任。

（二）开展安全教育培训，提高员工的安全意识和技能。

（三）进行安全风险评估和预防措施的规划和实施，减少安全风险。

（四）加强安全设施和装备的管理和维护，确保其正常和安全运行。

（五）建立应急管理体系，做好安全事故应急处理工作。

（六）加强对供应商的安全管理，确保其符合相关安全要求。

第三章安全管理责任第七条企业的安全管理责任由企业管理层负责，具体责任人为安全管理部门和相关部门的负责人。

第八条具体的安全管理责任如下：（一）企业管理层负责对整个企业的安全管理工作进行监督和检查，确保安全管理措施的有效实施。

（二）安全管理部门负责制定和完善企业的安全管理制度和规程，组织开展安全培训和宣传工作，开展安全风险评估，进行事故调查和处理。

（三）相关部门负责制定和实施本部门的安全管理措施，确保本部门的安全工作符合企业的要求。

（四）员工应参与并遵守企业的安全管理制度和规程，积极参与安全培训活动，提高安全意识和技能。

第四章安全管理措施第九条企业应制定并实施一系列的安全管理措施，包括以下方面：（一）安全设施和装备的管理和维护：对企业内的安全设施和装备进行定期维护和检查，确保其正常和安全运行。

（二）安全培训和宣传：对新员工进行入职培训，定期组织安全培训和宣传活动，提高员工的安全意识和技能。