2012年数学建模A题一等奖论文
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基于数理分析的葡萄评价体系摘要葡萄酒质量的好坏主要依赖于评酒员的感观评价,由于人为主观因素的影响,对于酒质量的评价总会存在随机差异,为此找到一种简单有效的客观方法来评酒,就显得尤为重要了。
本文通过研究酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量的关系,以及葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标的关系,以及葡萄酒理化指标与葡萄酒质量的关系,旨在通过客观数据建立数学模型,用客观有效的方法来评价葡萄酒质量。
对于问题一,我们首先用配对样品t 检验方法研究两组评酒员评价差异的显著性,将红葡萄酒与白葡萄酒进行分类处理,用SPSS 软件对两组评酒员的评分的各个指标以及总评分进行了配对样本t 检验。
得到的部分结果显示:红葡萄酒外观色调、香气质量的评价存在显著性差异,其他单指标的评价不存在显著差异,白葡萄、红葡萄以及整体的评价存在显著性差异。
接着我们建立了数据可信度评价模型比较两组数据的可信性,将数据的可信度评价转化成对两组评酒员评分的稳定性评价。
首先我们对单个评酒员评分与该组所有评酒员评分的均值的偏差进行了分析,偏差不稳定的点就成为噪声点,表明此次评分不稳定。
然后我们用两组评酒员评分的偏差的方差衡量评酒员的稳定性。
得到第 2 组的方差明显小于第1 组的,从而得出了第2 组评价数据的可信度更高的结论。
对于问题二,我们根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒质量对葡萄进行了分级。
一方面,我们对酿酒葡萄的一级理化指标的数据进行标准化,基于主成分分析法对其进行了因子分析,并且得到了27 种葡萄理化指标的综合得分及其排序。
另一方面,我们又对附录给出的各单指标百分制评分的权重进行评价,并用信息熵法重新确定了权重,用新的权重计算出27 种葡萄酒质量的综合得分并排序。
最后我们对两个排名次序用基于模糊数学评价方法将葡萄的等级划分为1-5 级。
对于问题三,首先我们将众多的葡萄理化指标用主成分分析法综合成 6 个主因子,并将葡萄等级也列为主因子之一。
对葡萄的 6 个主因子,以及葡萄酒的10 个指标用SPSS 软件进行偏相关分析,得到酒黄酮与葡萄的等级正相关性较强等结论。
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛城市表层土壤重金属污染分析摘要本文主要研究重金属对城市表层土壤污染的问题,我们根据题目所给定的一些数据和信息分析并建立了扩散传播模型、权重分配模型、对比模型和转换模型解决问题。
首先,我们利用Matlab 软件拟出该城区地势图(图1),根据所给数据绘出该地区的三维地势及采样点在其上的综合空间分布图。
之后将8种重金属的浓度等高线投影到该地区三维地形图曲面上,接着分别计算8种重金属在五个区域的平均值,立体图和平面图(图1附件)相结合便可得出8种重金属元素在该城区的空间分布。
其次,在确定该城区内不同区域重金属的污染程度时,我们运用两种方法进行解答。
先假设各重金属毒性及其它性质相同,运用公式ijij P C P ='求出各区域各金属相对于背景平均值的比值作为金属污染程度,再运用1ji ij j C C ==∑求出各区域重金属污染程度,并将各区进行比较。
之后,我们加上各重金属的毒性,对各重金属求出权数,再结合国标重金属污染等级和已知的各组数据来确定金属的污染程度。
由上述两种方法的对比,更准确地得出重金属对各区的影响程度。
即: 工业区>交通区>生活区>公园绿地区>山区 并根据第一个模型的数据来说明重金属污染的主要原因。
再次,对重金属污染物的传播特征进行了分析,判断出重金属污染物主要是通过大气、土壤和水流进行传播。
在分析之中,我们得出这三种状态的传播并不是孤立存在的,而是可以相互影响和叠加的,因此,我们分别建立三个传播模型,再对这三个传播模型进行了时间和空间上的拟合,得出重金属浓度最高的区域图,并结合各重金属的分布图(图6)来确定各污染源的位置。
最后,本题中只给出了重金属对土壤的污染,对于研究城市地质环境的演变模式,还需要搜集一些信息(图7)。
根据每种因素对地质环境的影响程度进行由定性到定量的转化。
建立同一地质时期地质环境中各因素的正影响和负影响的权重分配模型,再对这些权重进行验算和修正。
葡萄酒的评价摘要随着人民生活水平的提高,葡萄酒开始走进千家万户,而葡萄酒的优劣评定也成了人们热议的话题。
葡萄酒的优劣评价一般通过聘请有经验的评酒员进行品评并做出评分。
本文围绕葡萄酒的评价问题进行研究分析。
针对问题一,首先我们对附录1数据进行整理分析。
先利用matlab编程对数据进行正态性检验,得出样本均满足正态分布这一条件之后进一步运用SPSS对数据进行配对样本T检验,检验得出的两组p值都小于标准0.05,判定两组品酒员的评价结果存在显著性差异。
接着,对所给评分数据进行方差分析,并进一步运用组间离均平方和方法比较第一、二组P值和F值的波动性,并最终得出结论:第二组评酒员所给的评分更为可信。
针对问题二,我们结合原问题附件中的数据,先采用因子分析方法提炼出对葡萄总体理化指标有显著影响的因子,分红葡萄和白葡萄两类之后采用聚类分析方法将葡萄分为五类。
在问题一的基础上,利用可信度高的品酒员所评分数作为葡萄酒质量的衡量标准,为五类葡萄划分好坏。
最终我们将红白葡萄都分为五个级别,分别是A级(极好),B级(较好),C级(普通),D级(较差),E级(最差)。
图-红葡萄的分类针对问题三,由于葡萄的理化指标众多,首先利用sas软件分析葡萄与葡萄酒的理化指标之间的相关系数,选取与葡萄酒理化指标相关性较显著的葡萄理化指标,做典型相关分析。
并对典型相关分析的结果进行分析。
红葡萄和红葡萄酒间的典型相关分析结果说明:两组变量间,花色苷、苹果酸、褐变度、色泽L*相关密切,特别是葡萄与葡萄酒间的花色苷指标可见显著相关;白葡萄与白葡萄酒的结果说明:白葡萄指标的黄酮醇、褐变度、单宁指标与白葡萄酒的总黄酮、单宁、总酚可见显著相关。
针对问题四,针对问题四,利用酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标与葡萄酒的质量构建多元线性回归模型,从而分析出哪些理化指标对葡萄酒的质量有显著影响。
在最后,我们将酿酒葡萄和葡萄酒的感官指标当作变量引入回归方程,得到回归方程的拟合度为98.62%,而没加上感官指标时的拟合度为78.89%,所以加上感官指标后回归方程的拟合度明显变高,而且各个参数都通过了显著性检验,论证了不能用葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量。
承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): A我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话):所属学校(请填写完整的全名):参赛队员(打印并签名) :1.2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):指导组日期:2012 年 9 月 10 日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):编号专用页赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):2葡萄酒的评价摘要本文主要根据评酒员对葡萄酒的一系列指标的打分,从而对葡萄酒的质量作出判别。
考虑到酿酒葡萄的好坏、所酿葡萄酒的质量和酿酒工艺、陈酿技术等约束条件,为此我们建立模型来确定影响葡萄酒评价的各种因素。
在这模型中利用excel,spss,matlab等一系列的数学工具对模型进行求解,综合统计分析的应用对所给的结果进行比较,从而得出最终的结果。
首先,对于问题1,分析两组评酒员的评价结果,每个评酒员对外观、口感、香气、平衡/整体四个方面指标得分进行求和,得到其总分,确定葡萄酒的质量。
由于葡萄酒的质量满足正态分布,为了能分辨出两组的差异,所以利用spss进行配对T检验,从而得出两组评酒员有显著的差异。
其次,用excel对两组进行方差分析,根据所得到的P值大小,得出第一组的评价结果更为可信。
对于问题2,在问题1的基础下,根据所给的理化指标和葡萄酒的质量利用spss统计分析软件进行分析,相关性分析对数据进行预备分析,剔除与葡萄酒质量无显著性相关的指标,再利用系统聚类的方法对酿酒葡萄进行分级。
基于数理分析的葡萄评价体系摘要葡萄酒质量的好坏主要依赖于评酒员的感观评价,由于人为主观因素的影响,对于酒质量的评价总会存在随机差异,为此找到一种简单有效的客观方法来评酒,就显得尤为重要了。
本文通过研究酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量的关系,以及葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标的关系,以及葡萄酒理化指标与葡萄酒质量的关系,旨在通过客观数据建立数学模型,用客观有效的方法来评价葡萄酒质量。
对于问题一,我们首先用配对样品t 检验方法研究两组评酒员评价差异的显著性,将红葡萄酒与白葡萄酒进行分类处理,用SPSS 软件对两组评酒员的评分的各个指标以及总评分进行了配对样本t 检验。
得到的部分结果显示:红葡萄酒外观色调、香气质量的评价存在显著性差异,其他单指标的评价不存在显著差异,白葡萄、红葡萄以及整体的评价存在显著性差异。
接着我们建立了数据可信度评价模型比较两组数据的可信性,将数据的可信度评价转化成对两组评酒员评分的稳定性评价。
首先我们对单个评酒员评分与该组所有评酒员评分的均值的偏差进行了分析,偏差不稳定的点就成为噪声点,表明此次评分不稳定。
然后我们用两组评酒员评分的偏差的方差衡量评酒员的稳定性。
得到第 2 组的方差明显小于第1 组的,从而得出了第2 组评价数据的可信度更高的结论。
对于问题二,我们根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒质量对葡萄进行了分级。
一方面,我们对酿酒葡萄的一级理化指标的数据进行标准化,基于主成分分析法对其进行了因子分析,并且得到了27 种葡萄理化指标的综合得分及其排序。
另一方面,我们又对附录给出的各单指标百分制评分的权重进行评价,并用信息熵法重新确定了权重,用新的权重计算出27 种葡萄酒质量的综合得分并排序。
最后我们对两个排名次序用基于模糊数学评价方法将葡萄的等级划分为1-5 级。
对于问题三,首先我们将众多的葡萄理化指标用主成分分析法综合成 6 个主因子,并将葡萄等级也列为主因子之一。
对葡萄的 6 个主因子,以及葡萄酒的10 个指标用SPSS 软件进行偏相关分析,得到酒黄酮与葡萄的等级正相关性较强等结论。
地下储油罐的变位分析与罐容表标定摘要加油站地下储油罐在使用一段时间后,由于地基变形等原因会发生纵向倾斜及横向偏转,导致与之配套的“油位计量管理系统”受到影响,必须重新标定罐容表。
本文即针对储油罐的变位时罐容表标定的问题建立了相应的数学模型。
首先从简单的小椭圆型储油罐入手,研究变位对罐容表的影响。
在无变位、纵向变位的情况下分别建立空间直角坐标系,在忽略罐壁厚度等细微影响下,运用积分的方法求出储油量和测量油位高度的关系。
将计算结果与实际测量数据在同一个坐标系中作图,经计算得误差均保持在3.5%以内。
纵向变位中,要分三种情况来进行求解,然后将三段的结果综合在一起与变位前作比较,可以得到变位对罐容表的影响。
通过计算,具体列表给出了罐体变位后油位高度间隔为1cm 的罐容表标定值。
进一步考虑实际储油罐,两端为球冠体顶。
把储油罐分成中间的圆柱体和两边的球冠体分别求解。
中间的圆柱体求解类似于第一问,要分为三种情况。
在计算球冠内储油量时为简化计算,将其内油面看做垂直于圆柱底面。
根据几何关系,可以得到如下几个变量之间的关系:测量的油位高度0h 实际的油位高度h 计算体积所需的高度H于是得到罐内储油量与油位高度及变位参数(纵向倾斜角度α和横向偏转角度β )之间的一般关系。
再利用附表2中的数据列方程组寻找α与β最准确的取值。
αβ一、问题重述通常加油站都有若干个储存燃油的地下储油罐,并且一般都有与之配套的“油位计量管理系统”,采用流量计和油位计来测量进/出油量与罐内油位高度等数据,通过预先标定的罐容表(即罐内油位高度与储油量的对应关系)进行实时计算,以得到罐内油位高度和储油量的变化情况。
许多储油罐在使用一段时间后,由于地基变形等原因,使罐体的位置会发生纵向倾斜和横向偏转等变化(以下称为变位),从而导致罐容表发生改变。
按照有关规定,需要定期对罐容表进行重新标定。
题目给出了一种典型的储油罐尺寸及形状示意图,其主体为圆柱体,两端为球冠体。
承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): A我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话):所属学校(请填写完整的全名):阜阳师范学院参赛队员(打印并签名) :1.2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):日期:年月日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):编号专用页赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):基于统计分析的葡萄酒评价模型摘要葡萄拥有很高的营养价值,含有多种氨基酸、蛋白质和维生素,而以葡萄为原料的葡萄酒也蕴藏了多种营养物质,而且这些物质都是人体必须补充和吸收的营养品。
目前,已知的葡萄酒中含有的对人体有益的成分大约就有600种。
葡萄酒的营养价值由此也得到了广泛的认可,可以说葡萄酒是一个良好的滋补品。
本文通过对葡萄酒的评价,以及酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标之间的关系进行讨论分析。
对不同的酿酒葡萄进行了分类,并更深入讨论两者的理化指标是否影响葡萄酒质量。
对于本题,我们主要采用SPSS软件对模型进行求解。
问题一:首先,我们对附录1中数据进行处理,利用excel分别求出两组评酒员分别对红葡萄酒和白葡萄酒的评价结果的平均值。
其次,我们在excel中,求出两组葡萄酒评价结果的平均值的标准差,通过对比两组相应葡萄酒评价结果的平均值的标准差,分别分析出两组评酒品红、白葡萄酒的评价结果有无差异性。