数学建模选拔队员
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数学建模队员的选拔及组队问题研究013082组 黄梦遥 朱文意 李培一一、摘要全国大学生数学建模竞赛[1](以下简称“国赛”)是全国高校规模最大的课外科技活动之一。
数学建模是一种运用数学语言和方法,通过抽象、简化建立模型,能近似刻画并“解决”实际问题的强有力的数学手段。
数学建模在物流、交通等领域中日益广泛的应用对数学建模竞赛产生了很大的促进作用。
由此,各大高校也越发看重学生在这项大赛中取得的成绩,如何选拔参赛队员以及如何合理组队这些问题就显得非常重要。
本文以清晰的思路建立了数学模型,并对模型做了合理的假设,对队员选拔、成员组队等问题进行了较为深入的探讨,并提出了模型的解答。
1.每名队员的优势能力不同,问题一要求我们在这20名队员中做出取舍,我们想到了用层次分析法。
我们给各项能力按照题目的要求合理地给定了权重,并按照层次分析法的步骤利用MATLAB 计算出了每名队员的综合实力,在Excel 中按降序排列,8、9两名队员是最后两名,因此落选。
我们又想到了每学期期末考试后我们计算平均学分绩的方法,对20名队员的能力进行了简便的直接加权,那么每名队员的综合实力可表示为:6161i S jjj i jj bw m w===∑∑同样按照降序排列,淘汰8、9两名队员。
2.对问题二,我们有两个思路。
思路1.用逐项选优方法,用目标函数()6,,,,1,k l mk l mS S S S S S jj jj j f bw b w ==∑表示成员编号为k l m S S S 的队伍的整体竞赛水平:。
利用上述目标函数在18名队员中找到3个人,使队伍整体竞争水平最高,接着按以上方法依次选队员,直到18名队员分成6组。
思路2.用仿真法,使得六个组的平均竞赛水平达到最大值并且六个组的竞赛水平方差最小。
首先将18名队员按综合实力降序排名分成人数相等的三组,三组中各取出一名队员使之组成一支参赛队伍,用MATLAB 编程,取10万个可能的组合,由此计算出使得六个组的平均竞赛水平最高且各组水平最均衡的分组情况。
数学建模竞赛参赛队员选拔组队问题摘要本文以一年一度的全国大学生数学建模竞赛活动为背景,研究了我校如何选拔最优秀的队员和科学合理地组队问题。
选拔队员主要参考三个环节:(1)校数学建模公选课成绩;(2)校内数学建模竞赛成绩;(3)按照一定的准则教师对每个学生的某些能力和素质给出一个等级评分。
首先根据上面的三个环节从25名学生中选出18名优秀学生分别组成6个队,每个队3名学生去参加比赛。
然后再考虑环节(3)中的各能力素质在数学建模竞赛中的重要性,设计出两种组队方案,使获奖最大化。
最后综合考虑该问题中的所有影响因素,提出了一些自己的建议。
针对问题一:我们首先对题目所给表格中数据合理量化,然后将量化后的数据再归一化处理,采用层次分析法获得各位同学的各项参考指标的权重,再加权求和得到综合得分并排名,最后选出前18名优秀学生,从高到低依次为:学生4,学生16,学生6,学生5,学生14,学生2 ,学生11,学生7,学生21,学生13,学生3,学生9,学生8,学生1 ,学生12,学生25 ,学生18,学生23。
针对问题二:我们首先用层次分析法得到各项能力素质对获奖影响的权重大小,并根据权重大小对各项能力素质进行排序。
然后深刻理解问题要求“获奖最大化”一词的涵义,我们理解为:使获奖名次尽可能的高,以及获奖组数尽可能的多。
最后,根据我们的理解,设计出两个最佳组队方案,即:先选出一个各项能力素质最佳的队既能确保竞技水平最高,又能充分利用优势使其他组队能力提高,进而达到整体水平提高的目的。
再在剩下的15名学生中按方案一:考虑每一组的实力尽可能相同,将能力高的同学与能力低的同学进行优劣互补,取长补短,将6个队的整体水平提到一个高度。
方案二:考虑获奖等级越高越好,,将各项能力最强的学生选出,再组队求出综合得分并排序,由高到低依次组队(每人只能入一个队)。
结果为:方案一分组方案二分组针对问题三:根据选拔与组队的需要,结合实际情况,考虑对建模选拔的其他因素,结合模型一、二,向建模教练组提供一些建议。
数学建模队员选拔和组队问题摘要组队问题是历来数学建模的一大难题。
本次建模中要解决的就是参赛队员的选拔与组队的问题,在本次建立的模型中主要用到的是层次分析法,以及求权重的方法从而确定主成分因素。
并且用Excel分析数据,Matlab编程,得到所需数据。
在问题一中,对于队员选拔的问题,就模型一而言,按照队员各项能力在综合评价中地位等同,按择优录取原则在Excel中用记权型法得到25名队员的综合排名,自然淘汰最后7名这两位队员。
在模型二中,它采用的是层次分析法,将18个要选出参赛的队员作为目标层O,7个条件作为准则层C,20个队员作为方案层P. 再由成对比矩阵用Matlab计算确定各条件C1,C2,…,C6对上层因素的权重,最后求出组合权向量.在问题二上,在队员组队时,要使获奖机率最大,就模型一而言,按照队员的各能力素质在数学建模竞赛中的重要性排序。
在考虑重要性排序的情况下,给出问题1中18名队员的组队方案。
关键词:层次分析法权重记权型法Excel分析数据MATLAB计算数据.一、问题重述全国大学生数学建模比赛是由教育部发起的18项大学生创新训练项目之一,目前已为广大大学生所熟悉。
目的在于激励学生学习数学的积极性,提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,开拓知识面,培养创造精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和方法的改革。
我校每年都会有一定数量的学生参加此项赛事,并取得了一定的成绩。
在一年一度的竞赛活动中,任何一个参赛院校都会遇到如何选拔最优秀的队员和科学合理地组队问题,这本身就是一个最实际而且是首先需要解决的数学模型问题。
表1里给出了某年的已经选拔出来的学生相关信息,包括:校数学建模公选课成绩、数学建模校内赛名次、编程、创新、写作、专业能力的等级等。
根据所给的信息,进行组队,每队三人,组队原则如下:1)尽可能地三人中的善长项不要重复。
2)每个队伍中,如果善长项重复,至少一个人能胜任编程、创新、写作中的一项。
数学建模队员的选拔一.摘要该模型解决了选拔参赛队员及确定最佳组队的问题。
该问题涉及面很广,是我们身边经常会遇到的。
本文综合考虑个人的指标以及整队的技术水平,最终从15名队员中选出9名优秀队员,并使得这三个对具有良好知识结构。
问题:1.根据你们所了解的数学建模知识,选拔数学建模队员要考察学生的哪些情况?哪些素质是数学建模的关键素质,如何进行考察?2.根据上表中信息,建立建模队员选拔的数学模型,从中选出9位同学,并组成3个队,使得这三个队具有良好的知识机构。
在选拔队员时,全面考察了队员的六个指标,并按照相应的权重最后得出15名队员的综合排名,自然最后淘汰掉排名靠后的六名队员,然后在组队。
3.有的指导老师在对学生机试的时候发现一个计算机编程高手,然后直接录用,不再考察其它情况,这种做法是否可取。
4.为数学建模教练组写1份1000-1500字的报告,提出建模队员选拔机制建议,帮助教练组提高建模队员选拔的效率和质量。
关键词:层次分析法;技术水平;逐次选优一、问题的重述现有18名队员准备参加竞赛,根据队员的能力和水平要选出9名优秀队员分别组成3个队,每个队3名队员去参加比赛。
选拔队员主要考虑的条件依次为:笔试成绩、听课次数、思维敏捷、知识面和机试方面的能力以及其他方面的情况。
每个队员的基本条件量化后如表。
假设所有队员的外部环境相同,竞赛中不考虑其它的随机因素,竞赛水平的发挥只取决于表中所给的各项条件,并且参赛队员都能正常的发挥自己的水平。
现在的问题是:1、在18名队员中选择9名优秀队员参加竞赛;2、确定三个组队有较好的知识结构;二、模型的假设1、假设所有队员的外部环境相同,竞赛中不考虑其它的随机因素。
2、假设笔试成绩、听课次数、思维敏捷、知识面和机试方面的能力以及其他方面的情况,这六项对队员对影响是占主要的。
且影响程度是有所不同。
3、假设竞赛水平的发挥只取决于表中所给的各项条件,且认为表中测量的数据都是客观公正的。
数学建模队员的选拔模型班级:12数学(1)班学号:1207021028 姓名:许菁菁摘要:本文通过对学生的综合素质以及专项素质进行比较之后选拔出优秀的同学再进行组队来建立模型。
对于问题(1)属于优化问题,对这20名同学的综合素质,我们利用层次分析法,选出18名同学,并用Excel表格进行整理。
对于问题(2)根据问题一选出的18名同学,通过多他们的专项进行分析得出竞赛水平最高的一组(3人)。
对于问题(3)根据问题一,对这18名同学按照其专项能力求最优组合,利用0-1规划建立模型,并且利用lingo软件求解。
最终分组得出总成绩。
关键词:层次分析 0-1规划 Excel Lingo1 问题重述在一年一度的美国MCM和中国全国大学生数学建模竞赛活动中,任何一个参赛院校都会遇到如何选拔最优秀的队员和合理的组队问题。
这是一个最实际的、而且是首先需要解决的数学模型问题。
现假设有20名队员准备参加竞赛,根据队员的能力和水平要选出18名优秀队员分别组成6个队,每个队3名队员去参加比赛。
选择队员主要考虑的条件依次为有关学科成绩(平均成绩)、智力水平(反应思维能力、分析问题和解决问题的能力等)、动手能力(计算机的使用和其他方面实际操作能力)、写作能力、外语水平、协作能力(团队协作能力)和其他特长。
每个队员的基本条件量化后如下表。
假设所有队员接受了同样的培训,外部环境相同,竞赛中不考虑其他的随机因素的影响,竞赛水平的发挥只取决于表1中所给的各项条件,并且,参赛队员都能正常发挥自己的水平。
现在的问题是:(1)在20 名队员中选择18 名优秀队员参加竞赛;(2)确定一个最佳的组队使竞赛技术水平最高;(3)给出由18名队员组成6个对的组队方案,使整体竞赛技术水平最高;并给出每个队的竞赛技术水平。
表1 队员的基本条件条件数值队员学科成绩(Ⅰ)智力水平(Ⅱ)动手能力(Ⅲ)写作能力(Ⅳ)外语水平(Ⅴ)协作能力(Ⅵ)其他特长(Ⅶ)A 8.6 9.0 8.2 8.0 7.9 9.5 6B 8.2 8.8 8.1 6.5 7.7 9.1 2C 8.0 8.6 8.5 8.5 9.2 9.6 8D 8.6 8.9 8.3 9.6 9.7 9.7 8E 8.8 8.4 8.5 7.7 8.6 9.2 9F 9.2 9.2 8.2 7.9 9.0 9.0 6G 9.2 9.6 9.0 7.2 9.1 9.2 9H 7.0 8.0 9.8 6.2 8.7 9.7 6I 7.7 8.2 8.4 6.5 9.6 9.3 5J 8.3 8.1 8.6 6.9 8.5 9.4 4 K 9.0 8.2 8.0 7.8 9.0 9.5 5 L 9.6 9.1 8.1 9.9 8.7 9.7 6 M 9.5 9.6 8.3 8.1 9.0 9.3 7 N 8.6 8.3 8.2 8.1 9.0 9.0 5 O 9.1 8.7 8.8 8.4 8.8 9.4 5 P 9.3 8.4 8.6 8.8 8.6 9.5 6 Q 8.4 8.0 9.4 9.2 8.4 9.1 7 R 8.7 8.3 9.2 9.1 8.7 9.2 8 S 7.8 8.1 9.6 7.6 9.0 9.6 9 T 9.0 8.8 9.5 7.9 7.7 9.0 62 问题分析每年数学建模比赛都需要选拔出真正优秀的队伍(每组三个人)代表学校参加比赛,来提高获奖的几率。
队员选拔与组队模型摘要队员的选拔问题,是一个抽象而难以量化求解的问题,本文问了队员的选拔标准直观化,采用了「L.seaty教授提出的定量和定性的系统分析法,以经验判断为基础,参照APH的成对比较标度,构造判断矩阵,求出各个单项因素影响队员综合实力的权向量。
结合层次分析法,求出各个队员的综合能力。
依照队员的综合能力的大小,初略分成n1个参赛队,并按能力大到依次排序。
将教练的评定结果量化,结合层次分析,将评定结果用数值表示出来。
将n1个参赛队再次排序。
比较两次排序方法造成的机会损失,对机会损失大的队伍重新排序,并删除一些能力差的队伍,组成n2最终参赛队伍。
用计算机模拟20个人的个人信息表,求出每个人的综合能力,按大小排序后,删除2名综合能力差的队员。
构成n仁6支队伍。
用计算机依据置硬币的原理模拟教练对学生的评价结果,结合以选定的n1支队伍,并假设学校要求5支队伍参加比赛,最终确定被选定的5支队伍为:关键字:层次分析法判断矩阵的成对比较标度权向量机会损失一. 问题重述面对每年一次的全国大学生数学建模竞赛及美国大学生数学建模竞赛, 学校需要花费较多的人力以及财力从报名的学生中选拔出优秀的学生并组成具有竞争力的参赛队, 期望获得最好的成绩.数学建模竞赛的每一个参赛队由3 名同学组成, 要求在三天的时间内完成一个实际问题的求解, 包括问题描述、问题分析、建立模型、模型求解算法设计、编写程序求得结果、模型以及算法改进、模型稳定性分析、优缺点分析,最后撰写论文等。
竞赛过程中仅允许本队队员之间讨论,并可以利用图书馆中的图书资料以及网上的正确可靠资源。
为最终组成有竞争力的参赛队, 计划分两步来挑选队员, 具体如下: 第一步依据报名表中的信息挑选出优秀的学生,并3人一组组成n1个培训队。
报名表(附件4)。
第二步对挑选出的队员进行培训。
在培训期间要经过3 至6次的模拟竞赛,m 个教练对每一个培训队的每一次竞赛都有一个综合评价和单项评价,单项评价包括写作水平、模型的正确性和简洁性、算法的正确性和复杂度、创新点共四项,评价成绩分为:优秀、优良、一般。
数学建模竞赛参赛的队员选拔与组队问题摘要队员的选拔及组队问题是历来数学建模的一大难题。
本次建模中要解决的就是参赛队员的选拔与组队的问题,在本次建立的模型中主要用到的是层次分析法,以及求权重的方法从而确定主成分因素。
并且用Excel 分析数据,Matlab 编程,得到所需数据。
问题一中,对学生要求具有较好的数学基础和必要的数学建模知识、良好的编程能力和熟练使用数学软件的能力、较强的语言表达能力和写作能力、良好的团队合作精神,同时还要求思维敏捷,对建立数学模型有较好的悟性。
在问题二上,对于队员选拔的问题,就模型一而言,按照队员的7个条件的相应的权重在Excel 中用记权型法得到20名队员的综合排名,自然淘汰最后2名即H, B 这两位队员。
在模型二中,它采用的是层次分析法,将18个要选出参赛的队员作为目标层O ,7个条件作为准则层C ,20个队员作为方案层P. 再由成对比矩阵用Matlab 计算确定各条件C1,C2,…,C7对上层因素的权重,最后求出组合权向量 . 根据权重的大小剔除H ,I 两名.问题三要确定一组最佳组队,要使这组的竞技水平最大,我们设计了竞技水平函数0T ( ) , 1,2,6i f i ωω=⋅=,问题就转化为求f 的最大值.最后,找出权重较大排在前三位的作为最佳组(L ,G ,S ).问题四在问题三的基础上,将剩下的15名队员组成5队 .找出15人中指标最高的前三位作为一组.继续按照这种逐次优选的思想 最后得的组合如下表:关键词:层次分析法,权重,记权型法,Excel 分析数据,MATLAB 计算数据,逐次优选.一、问题重述一年一度的大学生数学建模竞赛,任何参赛院校都会遇到如何选拔最优秀的队员和科学合理组队问题。
这是一个最实的而且首先需要解决的数学模型问题。
今假设有 20 名队员准备参加竞赛,根据队员的能力和水平要选出18 名优秀队员分别组成6 个队,每个队3 名队员去参加比赛。
数学建模队员的选拔-层次分析法层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)是一种多准则决策方法,通过构造层次结构分析问题,通过对于决策中所涉及的因素和目标进行层次分解,将问题的各部分分解成若干层次,在该层次结构中使用定量和定性的方法来描述因素之间的关联和权重。
本文将利用层次结构模型,以及层次分析法,对数学建模队员的选拔进行分析。
层次结构模型在进行数学建模队员的选拔中,影响选拔的多个因素可以构建成一个层次结构模型。
例如:在数学建模队员选拔中,可以将最终选出的队员作为最终的目标,而影响选拔的因素可以分解成以下多个因素:1.专业水平:参赛者们的数学水平、学习能力、逻辑思维等问题。
2.团队合作能力:参赛者是否适应团队合作及与人组队互动等问题。
3.沟通和表达能力:参赛者的表达能力、口头和文字沟通交流等问题。
4.个人素质:如责任感、进取心、合作精神、团队协作精神等。
层次分析法在层次分析法中,问题通常首先进行分层,使用准则、子准则和指标以及目标来描述问题,并按照这种结构构造一个具有层次结构特征的问题描述。
接着,将问题中的各个层次之间的依赖关系描述出来,并将各个准则、子准则、指标和目标的重要性大小转化为数量化的比较关系。
比较矩阵是层次分析法中的核心概念。
比较矩阵是一种用于比较各个因素之间差异的矩阵视图,在比较矩阵中,每一个单元格代表两个不同的元素之间的相对权重。
比较矩阵的各行数值之和为1。
以数学建模队员选拔的专业水平为例:在该因素层面上考虑选择队员是否有良好的数学水平、学习能力、逻辑思维;在这些因素比较中,可以进行两两比较后形成下图所示的矩阵视图。
| 比较矩阵 | 数学水平 | 学习能力 | 逻辑思维 ||--------------|----------|----------|----------|| 数学水平 | 1 | 3 | 5 || 学习能力 | 1/3 | 1 | 3 || 逻辑思维 | 1/5 |1/3 | 1 |上表中的数字代表数量级:按比例表示数据之间的重要程度或优先级,并且满足归一化性质:对于矩阵中的每一列,它们的权重比之和应为1。
数学建模队员的选拔摘要该模型解决了选拔数学建模参赛队员及确定最佳组队的问题。
本文主要采用了层次分析法,并用计算机编程计算,在综合考虑15名队员个人的各项指标后,从中选出了9名优秀队员,又考虑到整队的技术水平,最终将挑出的9名队员分成三队,并建立了最佳组队的方案。
具体在针对问题二选拔队员时,我们全面考察了队员的六项指标,并用层次分析法计算出权重得到15名队员的综合排名,最后淘汰掉排名靠后的6 名队员,。
为了组成3个队,使得这三个队整体技术水平最高,我们加入了权重,并依次选出了数学成绩较好、计算机成绩较好及综合成绩较好的三名同学,而且在考虑组队的过程中,尽量让问题简化,按成绩优劣均分队员,使三组的总体技术水平相当。
针对问题三,我们只考虑计算机能力而不再考察其它情况,我们设置添加了一名队员S16。
比较分析综合排名,S13的综合能力排第九,而S16的综合能力排在S13之后。
如果直接选拔S16,队伍的总体水平下降。
可见这种选拔方式,有可能影响队伍的总体水平,所以不可取。
针对问题四,我们提出了建模队员选拔机制建议,帮助教练组提高建模队员选拔的效率和质量。
关键词:层次分析法技术水平指标最佳组队一、问题重述一年一度的全国大学生数学建模竞赛是全国所有高校的重要赛事,如何选拔最优秀的队员和科学合理组队是一个首先需要解决的数学模型问题。
由于竞赛场地、经费等原因,不是所有想参加竞赛的人都能被录用。
为了能够选拔出真正优秀的同学代表学校参加全国竞赛,数学建模教练组需要投入大量的精力,但是每年在参赛的时候还是有很多不如意之处:有的学生言过其实,有的队员之间合作不默契,影响了数学建模的成绩。
以笔试成绩,听课次数,其它情况,思维敏捷度,机试成绩以及知识面宽广为依据从15名学生中选拔出9名学生,分为3小组,每个学生的基本条件如表(见附录)需要解决的问题如下:1.根据你们所了解的数学建模知识,选拔数学建模队员要考察学生的哪些情况?哪些素质是数学建模的关键素质,如何进行考察?2.根据上表中信息,建立建模队员选拔的数学模型,从中选出9位同学,并组成3个队,使得这三个队具有良好的知识机构。
【精品】数学建模队员的选拔数学建模是现代科学的重要组成部分,它关乎到科技的发展和国家的竞争力提升。
为了选拔出优秀的数学建模队员,我们学校举办了一次选拔活动。
以下是活动的过程和具体要求:一、选拔要求1. 数学基础扎实。
具有较好的数学素养,对数学知识掌握熟练,能快速准确地运用到实际问题中去。
2. 逻辑思维能力强。
能通过深入分析问题,清晰明了地构建模型,推导和解决问题。
3. 团队合作能力强。
具有良好的沟通合作能力,能够有效地与队友协作,共同完成任务。
二、选拔过程本次选拔活动主要分为三个环节:初赛、复赛和决赛。
1. 初赛初赛主要考察参赛者的数学基础,题目难度适中,内容涵盖代数、几何、概率等多个领域,选手需在限定时间内完成试题。
初赛成绩满足要求的参赛者才能晋级复赛。
2. 复赛复赛主要考察参赛者的团队合作能力和实际问题解决能力。
复赛由出题人出一道实际问题,各组队员需独立进行思考和探讨,在规定时间内完成模型构建、求解和分析,需要所有队员共同完成。
复赛成绩最优秀的队伍将进入决赛。
3. 决赛决赛则是在现场进行的模拟实际情境竞赛,由出题人提供完整的实际问题及相关数据,各队在限定时间内构建模型并给出解决方案,需要考虑模型的合理性、解决方案的可操作性以及方案的可行性等。
经过评分,成绩最优秀的队伍将成为建模队伍的代表,前往参加国际数学建模竞赛等相关活动。
三、竞赛收获1. 丰富科技文化知识,提高数学、计算机技能和素养;2. 获得数学建模竞赛的荣誉称号,为日后的学习、就业和发展提供参考;3. 提高团队协作能力,锻炼解决实际问题的能力,同时也增强了交流沟通、判断决策和组织协调能力等。
通过这次选拔活动,我们选出了一批优秀的数学建模队员,他们在后续的培训中不断深化了对数学建模的理解,提高了自己的能力水平,为将来的国际竞赛打下了坚实的基础。
我们相信,在未来的科技创新中,他们一定能够发挥自己的才华和智慧,为推动科技进步贡献一份力量。
数学建模竞赛参赛队员的选拔与组队摘要如何选拔最优秀的队员并科学合理的组队,是一个非常具有实际意义的数学模型问题。
本篇文章根据实际数据,综合考虑各方面因素的影响,给出了可以判断队员组队情况好坏的一般规律,并联系实际,运用所得规律进行科学的预测。
为了给出可以判断队员组队情况好坏的一般规律,本文综合考虑队员的性别、所属学院类型、在校期间的成绩。
为了分析前两者的影响,本文对三类(获国家奖、获省奖、没获奖)队伍的性别分布及所属学院类型分布进行了对比。
发现:规律1:队员不同的性别组合对数学建模成绩没有显著影响。
规律2:三个队员中至少有两个来自理工类学院时,组队效果好。
三个队员都来自文科类学院,组队效果不好。
在分析成绩的影响时,首先,联合使用计算机筛选(以课程开设学院为筛选依据,仅筛选出统计与数学学院、计算机与信息工程学院、人文学院、马克思学院开设的课程)与人工筛选,选出每个人学过的能反映数学建模能力的所有课程。
根据实际经验,数学建模是数学能力、计算机能力和写作能力的综合运用,利用筛选出的成绩可以对每个人的各项能力进行量化。
而后,为了得到衡量数学建模综合能力的指标,本文利用层次分析法求解出数学能力、计算机能力、写作能力对数学建模综合能力的权重分别为0.5396、0.2969、0.1634。
文中使用了两种方法确定了两个综合能力指标,其一为队伍能发挥的最大综合能力,该指标下每个队伍的单项能力为三个队员该项能力的最大值;其二为平均综合能力,该指标下每个队伍的单项能力为三个队员该项能力的平均值。
经过对比,得到如下规律:规律3:队伍能发挥的最大综合能力越高,组队效果越好。
队伍能发挥的最大综合能力低于80.6时,组队效果不好,高于90.69时,组队效果非常好。
规律4:队伍能发挥的平均综合能力越高,组队效果越好。
队伍能发挥的平均综合能力低于75.32时,组队效果不好,高于88.48时,组队效果非常好。
根据以上规律对问题二的5支队伍进行预测,发现:这5支队伍都有很大的几率获奖(国家奖或省奖),X1很有可能获得国家奖,X5最好成绩应该为省奖。
数学建模论文学院:计算机与信息学院专业班级:信息与计算科学111班姓名:熊溢斌学号:3110702143题目:一年一度的全国大学生数学建模竞赛是高等院校的重要赛事。
由于竞赛场地、经费等原因,不是所有想参加竞赛的人都能被录用。
为了能够选拔出真正优秀的同学代表学校参加全国竞赛,数学建模教练组需要投入大量的精力,但是每年在参赛的时候还是有很多不如意之处:有的学生言过其实,有的队员之间合作不默契,影响了数学建模的成绩。
数学建模需要学生具有较好的数学基础和必要的数学建模知识、良好的编程能力和熟练使用数学软件的能力、较强的语言表达能力和写作能力、良好的团队合作精神,同时还要求思维敏捷,对建立数学模型有较好的悟性。
目前选拔队员主要考虑以下几个环节数学建模培训课程的签到记录;数学建模的笔试成绩,上机操作,学生个人简介,面试,老师和学生的推荐等,通过这种方式选拔出队员。
然后按照3人一组分为若干小组,为了使得小组具有较好的知识结构,一般总是将不同专业的学生安排在一起,使得每个小组至少包含一位数学基础较好的同学、计算机编程能力强的同学。
各组通过做题进行交流和磨合,合作比较好的保留,合作不好的进行调整。
下表列出了15个学生的部分信息,空白处为学生不愿意提供或未能了解的情况学生专业笔试班级排名听课次数其它情况思维敏捷机试知识面S1 数学96 2 2 A B A S2 电子信息93 1 6 过计算机三级 A B B S3 机械92 3 4 C D C S4 机械82 10 4 上过建模选修课 B B A S5 数学82 3 B C B S6 电子信息82 3 6 A B D S7 化工与材料80 7 5 C B B S8 数学79 4 考过程序员 A B A S9 电子信息78 12 4 学过MATLAB A C C S10 电子信息77 5 学过MATLAB A B B S11 化工与材料76 6 C A B S12 化工与材料74 2 A C A S13 计算机78 2 B A D S14 计算机76 5 A B A S15 计算机66 6 C B B现在需要解决以下几个问题:1.根据你们所了解的数学建模知识,选拔数学建模队员要考察学生的哪些情况?哪些素质是数学建模的关键素质,如何进行考察?2.根据上表中信息,建立建模队员选拔的数学模型,从中选出9位同学,并组成3个队,使得这三个队具有良好的知识结构。
数学建模队员的选拔一、摘要本文是一个如何选拔最优秀的队员和科学合理组队问题的数学模型。
此模型我们主要采用的是层次分析法,综合考虑每个学生的指标和整队的技术水平,最终从15名学生中挑选出9名数学建模队员进行参赛,对9名队员进行科学地分组,提出了最佳组队方案,达到更大的获奖几率。
此外,我们还给出一些关于队员选拔的建议。
问题二:选拔队员是一个多目标决策的优化问题,我们采用层次分析法,全面考察了15名学生的七项指标,并按照其对目标层的权重的大小进行了排序,挑选出了排名较前的9名学生进行参赛,他们依次是:S1,S2,S6,S15,S8,S9,S10,S14,S4。
为了能够科学地组队,利用数学软件lingo得到最优组合,如下表:分组队员一队员二队员三该组水平第一组S1 S6 S8 0.2195 第二组S2 S14 S9 0.2097 第三组S15 S4 S10 0.2059问题3:倘若直接录用一个计算机编程高手,不考虑其他方面的情况,我们以机试知识面为计算机编程高手的主要素质,可以在15名学生中挑选出几名能力相似的同学,他们分别为S3、S11、S13和S15,在问题二的结果中,我们可以发现计算机能力强的学生中,只有S15的综合能力排名能进入前9名,其他都被剔除掉,可见,如果只考虑计算机能力这一点,会影响队伍的总体水平,所以该做法是不可取的。
关键词:层次分析法多目标决策最优组合lingo二、问题重述一年一度的全国大学生数学建模竞赛是全国所有高校的重要赛事,如何选拔最优秀的队员和科学合理组队问题是一个首先需要解决的数学模型问题。
我们需要解决以下几个问题:1.根据你们所了解的数学建模知识,选拔数学建模队员要考察学生的哪些情况?哪些素质是数学建模的关键素质,如何进行考察?2.根据上表中信息,建立建模队员选拔的数学模型,从中选出9位同学,并组成3个队,使得这三个队具有良好的知识机构。
3.判断直接录用一个计算机编程高用,而不再考察其它情况这种选拔方式是否可取。
数学建模队员的选拔摘要针对数学建模如何才能选拔出真正优秀的同学代表学校参加竞赛,文章对数学建模队员的选拔与组合作出探究。
对于问题一,运用层次分析法,利用AHP层次分析法软件,得出数学成绩、写作能力、编程能力、团队合作精神、创新能力的判断矩阵,从而得出这五个方面对于选拔队员这个目标的权重。
对写作能力、团队精神、创新能力进行无量纲化处理,对编程能力、写作能力、数学成绩、团队精神、创新能力的权重采用每隔五分为一级定量化,通过层次分析法建立模型筛选出综合权重大的前9名的同学,他们分别是S1,S2,S3 ,S5, S6 ,S8 ,S9, S10 ,S11。
首先选出数学成绩最好的三位学生为一组,再从剩下的六位选出创新能力强的三位一组,最后剩下的三位一组,从而列成矩阵,取斜线分组。
最后得出的最佳分组是S1,S5,S8 ;S10,S11,S2;S9,S3,S6。
对于问题二,通过对问题一的结果分析,得出直接录取一个计算机编程高手学生,不再考察其它情况,这种做法是不可取的。
首先,选拔队员是根据他们的综合素质而考虑的,因此应从多方面考虑。
其次是最为看重数学成绩和创新能力,若直接录取这位编程高手,会出现编程很好,但其他方面欠缺,从而影响该队数学建模竞赛成绩。
综合以上分析,最终得出这种做法不可取。
关键词: AHP层次分析法软件;综合考虑;判断矩阵;数学建模队员的选拔;权重一、问题重述一年一度的全国大学生数学建模竞赛是高等院校的重要赛事。
由于竞赛场地、经费等原因,不是所有想参加竞赛的人都能被录用。
为了能够选拔出真正优秀的同学代表学校参加竞赛,数学建模指导教师需要投入大量的精力,但是每年在参赛的时候还是有很多不如意之处:有的学生言过其实,有的队员之间合作不默契,影响了数学建模的成绩。
数学建模需要学生具有较好的数学基础知识、良好的编程能力、较强的写作能力、良好的团队合作精神,同时还要求具有一定的创新能力。
1.根据上表中信息,建立建模队员选拔的数学模型,要求从15名同学中选择9名组成3队参加竞赛,使得这三个参赛队有较好的竞技水平,要求模型具有可推广性。
最佳数模队员的选拔摘要数学建模竞赛是考察参赛队员综合能力的一项重要赛事,如何选拔参加数学建模的队员使得各参赛队能发挥出最佳水品也就变得极为重要。
针对问题1,我们认为数学建模中有必要考查以下能力,数学基础,编程能力,写作能力,团队合作能力和领导能力。
为了对每项能力进行量化评估我们又确立了相应的指标。
经过分析,最终确定了四层的学生综合素质评价指标体系。
整个指标体系是一个四层的结构体系,其中最高层为目标层,客观反映学生的数模竞争力水平;第二层为“准则层一”,即数学建模比赛中需要的几种能力;第三层为“准则层二”,它是影响各项能力的具体指标;第四层为方案层,其研究的对象是具体的学生个体。
最后再通过层次分析法得出:培训、是否上过数模课、语言、毅力和领导能力这5项指标为数学建模的关键素质。
针对问题2,根据问题1中求得的数学建模中的5项关键素质,采用十分制对附表中的7项能力赋予相应的重要程度,采用层次分析法得到每一项能力的权重,我们将其转化为如何从33名队员中选出24名队员并且将其分为8个小组,使得其综合竞争力最大,建立了基于非线性规划的最佳组队模型。
将整个队伍的最大竞争力作为目标函数,假设在每个队伍中均选取能力最强的队员的能力作为度量的指标,以及每个队员只能参加一个队等约束条件得出约束方程组。
利用LINGO软件求出最佳组队方案,最后我们采用计算机编程模拟,利用计算机随机模拟出100种组队方案,并和通过最佳组队模型得出的组队方案相比较,发现最优组队模型算出的为竞争力最大的一种方案。
针对问题3,为了更好的选拔数学建模队员,我们加入了问题一中运用到的6个指标:是否参加过培训、是否上过数模课、语言表达能力、毅力、领导能力以及团队合作能力。
而团队合作能力是综合3个队员的平均合作能力得到的。
添加以上6个指标后更改约束方程组和目标函数得到非线性多目标规划模型。
针对问题4,通过求解以上三个问题得出的具体度量指标以及组队最优化模型得出数模参赛队员的选拔及分组过程中应当注意的要点。
关键词:层次分析法非线性规划计算机编程模拟非线性多目标规划1.问题重述数学建模竞赛是通过我们的创新意识及数学方法和计算机的技术解决实际问题的重要赛事。
为了能够应对比赛中的一切突发状况,我们作为数学建模队员,不仅要具备良好的数学基础以及必要的建模知识、计算机编程能力和数模软件的应用能力、语言表达能力以及优秀的写作能力,而且要拥有敏捷的思维、对数学建模极高的悟性,而最为重要的是团队合作。
而最好的搭配是队伍里有一位数学基础较好的同学、一位计算机能力较好的同学和一位写作能力较好的同学。
目前选拔队员主要考虑以下几个环节:校级数学建模竞赛成绩,班上排名情况,学生综合素质(主要是在思维敏捷、知识面的面试)老师和学生的推荐等。
附表列出了某学院33个报名参赛学生的部分信息,空白处为学生不愿意提供或未能了解的情况。
我们需要解决以下几个问题:1.根据我们所了解的数学建模知识,选拔数学建模队员要考察学生的哪些情况?哪些素质是数学建模的关键素质,如何进行考察?2.根据表中信息,建立参赛队员选拔的数学模型,并根据我们的模型从表中选出24位同学,组成8个具有良好知识结构的参赛队。
3.为更好地选拔数学建模队员,表中还需增加哪些指标?根据增加的指标和采集的信息,改进我们的模型。
4.为数学建模教练组写1份500字左右的报告,提出建模队员选拔机制。
2.问题假设1.假设各队员都发挥出自己的正常水品,不受外界环境的影响;2.假设各参赛队之间互不影响;3.假设问题中所提供队员的基本条件充分反映了每个队员的真实能力和水品;4.假设我们对于数学能力、编程能力、写作能力、团队合作能力和领导能力以及这5大能力下的指标所给的相关重要程度是合理的;5.假设所给指标都是能通过特定的方法统计得到的;3.符号说明C表示第i项能力iC表示第i项能力下的第j项指标ijA表示判断矩阵CI表示一致性指标CR表示一致性比率λ表示最大特征根w表示权向量表示第i种能力的权重ic表示第i个队员的第j种能力指标ijs表示第i个学生i℘表示第j种能力的权重jμ表示总的综合竞争力B表示成对比较阵ρ表示最终所选的8个队伍的总综合竞争力4.问题分析4.1问题一分析首先就我们所了解的数学建模知识,选拔参赛队员可以通过数学基础、编程能力、写作能力、团队合作能力和领导能力这5大能力来决定。
接着我们考虑到通过层次分析图将5大能力进一步量化细分成10个小的指标,然后具体运用层次分析法的步骤并构造相应的判断矩阵用MATLAB工具箱求解出各项指标所占的权重,最后通过比较10个指标的权重,选择出5个作为选拔数学建模队员的关键素质。
4.2问题二分析先分析附表中给出的33位学生的信息和问题一中所确定的相应指标的权重,通过讨论和查阅资料,我们决定采用基于非线性规划的最佳组队模型,以整个队伍的综合竞争力作为目标函数,选取每个队伍里最强的那项技能和每个队员只能加入一个队伍作为约束条件,进一步建立约束方程组。
利用LINGO软件求出最佳组队的方案,最后用计算机编程模拟随机产生的方案与所求得的最佳组队方案进行比较,求证得到最佳组队方案的优越。
4.3问题三分析通过问题一中所得到的6项指标:是否参加过培训、是否上过数模课、语言表达能力、毅力、领导能力以及团队合作能力,将这6项指标作为增加的指标进一步更好的选拔数学建模队员,借鉴问题二中所用到的非线性规划的最优组队模型,将其进一步改进为非线性多目标规划模型。
5.模型建立和求解5.1问题一的模型与求解根据我们所了解的数学建模知识,选拔数学建模队员要考察学生的数学能力、计算机能力、写作能力、团队能力和领导能力。
对上述5大能力进行量化评估进一步确立指标,下面就具体的某项能力和指标说明如下:(i C 表示第i 项能力,ij C 表示第i 项能力下的第j 项指标)1C :数学能力,作为数学建模的基础,没有较高的数学能力奠基,是无法对于数学建模进行下一步分析和求解的,而对于一位同学的数学能力,可以通过三个方面来进行检测:11C 数学成绩、12C 数学逻辑思维、13C 知识面的广和浅。
2C :计算机能力,拥有了基本的数学能力之后,在处理问题中的大量数据以及数据的计算和分析,光靠我们的能力是无法处理和记忆这庞大的资料的,因此对于计算机能力的考察就显得至关重要。
计算机能力可以通过21C 专业的学习和22C 对计算机后天的专业培训获得。
3C :写作能力,数学建模的写作是将我们所了解的知识和计算机能力的综合体现,对于数学建模竞赛来讲,最后交到评委面前的只有那份书面论文。
能否第一时间吸引到评委的眼球将会成为这篇论文的最终命运。
无论是运用的数学模型和方法,还是通过数学软件的应用得到的结果,都要靠行云流水的写作来充分的体现。
而写作能力包括31C 在数模课上所听取的基本格式和32C 语言的炉火纯青。
4C :团队合作能力,相对于前三个素质,团队合作能力是潜藏在整个队伍里的精粹。
试想一下,如果一个团队没有和谐的合作氛围,各干各的,最后东拼西凑的东西如何能上得了台面,因此团队合作能力是队伍的灵魂。
团队合作能力与41C 持之以恒的毅力和C参赛经验息息相关。
42C:领导能力,一个队伍没有一个好的队长,就像一台电脑没有CPU一样,没有核5心,无法工作。
当队员们孜孜不倦地奋斗了两天之后,意志变得极其脆弱,需要领队时不时地鼓励,让意志重燃才能熬到最后,不至于前功尽弃。
为了更加直观显现上述所说选拔数模队员所要具备的素质,我们建立了以下的层次分析图:图1 数学建模队员素质层次分析图图1中由学生的综合竞争力划分出参赛队员所具备的5大能力并进一步将其细化得到参赛队员所具备的基本素质。
接下来就通过层次分析法得到各项素质的权重指标来说明哪些素质是数学建模的关键素质。
5.1.1.运用层次分析法构建评优模型的基本步骤(1)建立层次结构模型在深入分析实际问题的基础上,将有关的各个因素按照不同属性自上而下地分解成若干层次,同一层的诸因素从属于上一层的因素或对上层因素有影响,同时又支配下一层的因素或受到下层因素的作用。
最上层为目标层,通常只有一个因素,最下层通常为方案或对象层,中间可以有一个或几个层次,通常为准则或指标层。
当准则过多时(譬如多于九个)应进一步分解出子准则层,本文采用图1所示的只有两个准则层的层次结构模型。
(2)构造成对比较阵从层次结构模型的第二层开始,对于从属于(或影响)上一层的每个因素和同一层诸因素,用成对比较法和1~9比较尺度构造成对比较阵,直到最下层。
(3)计算权向量并作一致性检验对于每一个成对比较阵计算最大特征根及其对应特征向量,利用一致性指标、随机一致性指标和一致性比率作一致性检验。
若检验通过,特征向量(归一化后)即为权向量;若不通过,需重新构造成对比较阵。
(4)计算组合权向量并作组合一致性检验计算最下层对目标的组合权向量,并根据公式作组合一致性检验,若检验通过,则可按照组合权向量表示的结果进行决策,否则需要重新考虑模型或重新构造那些一致性比率较大的成对比较阵。
5.1.2.具体模型的求解1.构造判断矩阵①通过相互比较确定各准则对于目标的权重,即构造判断矩阵。
②相关重要程度定义解释和准则层及其相关重要程度如下2张表所示:表0 相关重要程度定义和解释相关重要程度定义解释1 同等重要目标i比j同样重要3 略微重要目标i比j略微重要5 相当重要目标i比j重要7 明显重要目标i比j明显重要9 绝对重要目标i比j绝对重要2,4,6,8 介于两重要程度之间表1 选拔所需要考虑的各项指标及其重要程度表1清晰地表明了各项指标所对应的符号以及在数学建模选拔中的相关重要程度和5项能力下进一步量化细分的指标。
③得到的判断矩阵如下:1234512345115/75/95/3115/75/95/37/57/517/97/39/59/59/7133/53/53/73/91C C C C C C C A C C C ⎛⎫⎪⎪⎪=⎪⎪ ⎪⎝⎭2.对A 进行一致性检验a.一致性检验 已知:n 阶一致阵的唯一非零特征根为n 。
可证:n 阶正互反阵最大特征根λ ≥n, 且λ =n 时为一致阵。
定义一致性指标:1--=n nCI λCI 越大,不一致越严重为衡量CI 的大小,引入随机一致性指标 RI ——随机模拟得到ij a ,形成A ,计算CI 即得RI 。
Saaty 的结果如下:定义一致性比率 CR = CI/RI, 当CR<0.1时,通过一致性检验。
b.“综合竞争力”中准则层对目标的权向量及一致性检验 ①准则层对目标的成对比较阵:115/75/95/3115/75/95/37/57/517/97/39/59/59/7133/53/53/73/91A ⎛⎫⎪⎪ ⎪=⎪⎪ ⎪⎝⎭②最大特征根λ=5;③权向量(特征向量)(0.172,0.172,0.241,0.310,0.103)T w =; 则第i 种能力的权重(i)iw =④一致性指标164.44*CI e -=,随机一致性指标 RI=1.12 (查表),一致性比率163.97*0.1CR e -=<,则其通过一致性检验。