数学建模优秀论文
- 格式:doc
- 大小:451.00 KB
- 文档页数:14
优秀的数学建模论文范文第1篇摘要: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。
关键词:数学建模;高等数学;教学研究一、引言建模思想使高等数学教育的基础与本质。
从目前情况来看,将数学建模思想融入高等教学中的趋势越来越明显。
但是在实际的教学过程中,大部分高校的数学教育仍处在传统的理论知识简单传授阶段。
其教学成果与社会实践还是有脱节的现象存在,难以让学生学以致用,感受到应用数学在现实生活中的魅力,这种教学方式需要亟待改善。
二、高等数学教学现状高等数学是现在大学数学教育中的基础课程,也是一门必修的课程。
他能为其他理工科专业的学生提供很多种解题方式与解题思路,是很多专业,如自动化工程、机械工程、计算机、电气化等必不可少的基础课程。
同时,现实生活中也有很多方面都涉及高数的运算,如,银行理财基金的使用问题、彩票的概率计算问题等,从这些方面都可以看出人们不能仅仅把高数看成是一门学科而已,它还与日常生活各个方面有重要的联系。
但现在很多学校仍以应试教育为主,采取填鸭式教学方式,加上高数的教材并没有与时俱进,将其与生活的关系融入教材内,使学生无法意识到高数的重要性以及高数在日常生活中的魅力,因此产生排斥甚至对抗的心理,只是在临考前突击而已。
因此,对高数进行教学改革是十分有必要的,而且怎么改,怎么让学生发现高数的魅力,并积极主动学习高数也是作为教师所面临的一个重大问题。
三、将数学建模思想融入高等数学的重要性第一,能够激发学生学习高数的兴趣。
建模思想实际上是使用数学语言来对生活中的实际现象进行描述的过程。
把建模思想应用到高等数学的学习中,能够让学生们在日常生活中理解数学的实际应用状况与解决日常生活问题的方便性,让学生们了解到高数并不只是一门课程,而是整个日常生活的基础。
数学建模全国优秀论文范文随着科学技术特别是信息技术的高速发展,数学建模的应用价值越来越得到众人的重视,数学建模全国优秀论文1:《浅谈数学建模教育的作用与开展策略》数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,以下是一篇关于数学建模教育开展策略探究的论文范文,欢迎阅读参考。
大学数学具有高度抽象性和概括性等特点,知识本身难度大再加上学时少、内容多等教学现状常常造成学生的学习积极性不高、知识掌握不够透彻、遇到实际问题时束手无策,而数学建模思想能激发学生的学习兴趣,培养学生应用数学的意识,提高其解决实际问题的能力。
数学建模活动为学生构建了一个由数学知识通向实际问题的桥梁,是学生的数学知识和应用能力共同提高的最佳结合方式。
因此在大学数学教育中应加强数学建模教育和活动,让学生积极主动学习建模思想,认真体验和感知建模过程,以此启迪创新意识和创新思维,提高其素质和创新能力,实现向素质教育的转化和深入。
一、数学建模的含义及特点数学建模即抓住问题的本质,抽取影响研究对象的主因素,将其转化为数学问题,利用数学思维、数学逻辑进行分析,借助于数学方法及相关工具进行计算,最后将所得的答案回归实际问题,即模型的检验,这就是数学建模的全过程。
一般来说",数学建模"包含五个阶段。
1.准备阶段主要分析问题背景,已知条件,建模目的等问题。
2.假设阶段做出科学合理的假设,既能简化问题,又能抓住问题的本质。
3.建立阶段从众多影响研究对象的因素中适当地取舍,抽取主因素予以考虑,建立能刻画实际问题本质的数学模型。
4.求解阶段对已建立的数学模型,运用数学方法、数学软件及相关的工具进行求解。
5.验证阶段用实际数据检验模型,如果偏差较大,就要分析假设中某些因素的合理性,修改模型,直至吻合或接近现实。
如果建立的模型经得起实践的检验,那么此模型就是符合实际规律的,能解决实际问题或有效预测未来的,这样的建模就是成功的,得到的模型必被推广应用。
中学数学建模论文精选范文赏析(共5篇)第1篇:新课程背景下中学数学建模教学的几点思考数学学习的观念正在发生转变,如何让数学回归生活、生产实际,如何让学生体验数学知识的形成过程,正是我们数学教师面临的重要问题。
因此笔者认为:在中学数学教学中落实数学建模教学迫在眉睫。
随着新课程的实施,新的《数学课程标准》中增设了“数学建模专题”,为我们中学数学建模教学搭建了一个很好的平台。
笔者在此借新课程实施的东风,来谈谈自已对数学建模教学的几点思考。
一、对中学数学建模教学的准确定位何为数学建模?一个比较准确的说法:数学建模是指通过对实际问题的抽象、简化,确定变量和参数,并应用某些规律建立起变量、参数间的确定的数学问题,求解该数学问题,从而确定能否用于解决问题的多次循环、不断深化的过程。
但是在中学阶段数学建模教学有它的特殊性,从数学应用角度分析,数学应用大致可分为以下四个层次:(1)直接套用公式计算;(2)利用现成的数学模型对问题进行定量分析;(3)对已经经过加工提炼的、忽略次要因素,保留下来的诸因素关系比较清楚的实际问题建立模型;(4)对原始的实际问题进行加工,提炼出数学模型,再分析数学模型求解。
其中第四个层次属于典型的数学建模问题。
中学数学建模,一般定位在数学应用的第三层次。
在中学阶段,学生建模能力的形成是基础知识基本技能、基本数学方法训练的一种综合效果,建模能力的培养主要是打基础,但是,过分强调基础会导致基础与实际应用的分裂。
因此,在新课程标准中明确提出:在中学阶段至少要让学生进行一次完整的数学建模过程。
从这个意义上讲我们可以适当进入第四层次,而这个分寸的把握是一个很值得探讨的问题,同时也是我们教学的一个难点。
准确地给中学数学建模教学定位,有利于指导数学教学以及更好地开展中学数学建模活动,而不至于陷入盲目及极端地处理数学应用。
二、中学数学建模教学在数学课堂教学中得以渗透由于数学建模问题源于现实的生活情境,历来教师都将它作为相对独立的学习活动或选修课来安排,或者为了应付高考,对数学建模问题不闻不问。
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。
数学建模论文(精选4篇)数学建模论文模板篇一1数学建模竞赛培训过程中存在的问题1.1学生数学、计算机基础薄弱,参赛学生人数少以我校理学院为例,数学专业是本校开设最早的专业,面向全国28个省、市、自治区招生,包括内地较发达地区的学生、贫困地区(包括民族地区)的学生,招收的学生数学基础水平参差不齐.内地较发达地区的学生由于所处地区的经济文化条件较好,教育水平较高,高考数学成绩普遍高于民族地区的学生.民族地区由于所处地区经济文化较落后,中小学师资力量严重不足,使得少数民族学生数学基础薄弱,对数学学习普遍抱有畏难情绪,从每年理学院新生入学申请转系的同学较多可以窥见一斑.虽然学校每年都组织学生参加全国大学生数学建模竞赛,但人数都不算多.从专业来看,参赛学生主要以数学系和计算机系的学生为主,间有化学、生科、医学等理工科学生,文科学生则相对更少.理工科类的学生基本功比较扎实,他们在参赛过程中起到了重要作用.文科学生数学和计算机功底大多薄弱,更多的只是一种参与.从年级来看,参赛学生以大二的学生居多;大一的学生已学的数学和计算机课程有限,基本功还有些欠缺;大三、大四的学生忙着考研和找工作,对数学建模竞赛兴趣不大.从参赛的目的来看,有20%左右的学生是非常希望通过数学建模提高自己的综合能力,他们一般能坚持到最后;还有50%的学生抱着试试看的态度参加培训,想锻炼但又怕学不懂,觉得可以坚持就坚持,不能则中途放弃;剩下的30%的学生则抱着好奇好玩的态度,他们大多早早就出局了.学生的参赛积极性不高,是制约数学建模教学及竞赛有效开展的不利因素.1.2无专职数学建模培训教师,培训教师水平有限,培训方法落后数学建模的培训教师主要由理学院选派数学老师临时组成,没有专职从事数学建模的教师.由于学校扩招,学生人数多,教师人数少,数学教师所承担的专业课和公共课课程多,授课任务重;备课、授课、批改作业占用了教师的大部分工作时间,并且还要完成相应的科研任务.而参加数学建模教学及竞赛培训等工作需要花费很多时间和精力,很多老师都没有时间和精力去认真从事数学建模的教学工作.培训教师队伍整体素质不够强、能力欠缺,指导起学生来也不是那么得心应手,且从事数学建模教学的老师每年都在调整,不利于经验的积累.另外,学校对参与数学建模教学及竞赛培训的教师的鼓励措施还不是十分到位和吸引人,培训教师对数学建模相关的工作热情不够,缺乏奉献精神.在2011年以前,数学建模培训主要采用教师授课的方式进行,但各位老师授课的内容互不联系.比如说上概率论的老师就讲概率论的内容,上常微分方程的老师就讲常微分的内容.学生学习了这些知识,不知道有什么用,怎么用,不能将这些知识联系起来转化为数学建模的能力.这中间缺少了很重要的一个环节,就是没有进行真题实训.结果就是学生既没有运用这些知识构建数学模型的能力,也谈不上数学建模论文写作的技巧.虽然学校年年都组织学生参加全国大学生数学建模竞赛,但结果却不尽如人意,获奖等次不高,获奖数量不多.1.3学校重视程度不够,相关配套措施还有待完善任何一项工作离开了学校的支持,都是不可能开展得好的,数学建模也不例外.在前些年,数学建模并没有引起足够的重视,学校盼望出成绩但是结果并不理想,对老师和学生的信心不足.由于经费紧张,并未专门对数学建模安排实验室,图书资料很少,学生用电脑和查资料不方便,没有学习氛围.每年数学建模竞赛主要由分管教学的副院长兼任组长,没有相应专职的负责人,培训教师去参加数学建模相关交流会议和学习的机会很少.学校和二级学院对参加数学建模教学、培训的老师奖励很少,学生则几乎没有.在课程的开设上也未引起重视,虽然理学院早在1997年就将数学实验和数学建模课列为专业必修课,但非数学专业只是近几年才开始列为公选课开设,且选修率低.2针对存在问题所采取的相应措施2.1扩大宣传,重视数学和计算机公选课开设,举办数学建模学习讨论班最近两年,学院组建了数学建模协会,负责数学建模的宣传和参赛队员的海选,通过各种方式扩大了对数学建模的宣传和影响,安排数学任课教师鼓励数学基础不错的学生参赛.同时邀请重点大学具有丰富培训经验的老师来做数学建模专题讲座,交流经验.学院重视数学专业的基础课程、核心课程的教学,选派经验丰富的老教师、青年骨干教师担任主讲,随时抽查教学质量,教学效果.严抓考风学风,对考试作弊学生绝不姑息;学生上课迟到、早退、旷课一律严肃处理.通过这些举措,学生学习态度明显好转,数学能力慢慢得到提高.学校有意识在大一新生中开设数学实验、数学建模和相关计算机公选课,让对数学有兴趣的学生能多接触这方面的知识,减少距离感.选用的教材内容浅显而有趣味,主要目的是让同学们感受到数学建模并非高不可攀,数学是有用的,增加学生学习数学的热情和参加数学建模竞赛的可能性.为了解决学生学习数学建模过程中的遇到的困难,学院组织老师、学生参加数学建模周末讨论班,老师就学生学习过程中遇到的普遍问题进行讲解,学生分小组相互讨论,尽量不让问题堆积,影响后续学习积极性.通过这些措施,参赛学生的人数比以往有了大的改观,参赛过程中退赛的学生越来越少,参赛过程中的主动性也越来越明显.2.2成立数学建模指导教师组,分批培养培训教师,改进培训方法近年来,学院开始重视对数学建模培训教师的梯队建设,成立了数学建模指导教师组.把培训教师分批送出去进修,参加交流会议,学习其它高校的经验,并安排老教师带新教师,培训教师队伍越来越稳定、壮大.从去年开始,理学院组织学生进行了为期一个月的暑期数学建模真题实训,从8月初到8月底,培训共分为7轮.学生首先进行三天封闭式真题训练———其次答辩———最后交流讨论.效果明显,学生的数学建模能力普遍得到了提高,学习积极性普遍高涨.9月份顺利参加了全国大学生数学建模竞赛.从竞赛结果来看,比以前有了比较大的进步,不管是获奖的等次还是获奖的人数上都取得了历史性突破.有了这些可喜的变化,教师和学生的积极性都得到了提高,对以后的数学建模教学和培训工作将起着极大的促进作用.除了这种集训,今后,数学建模还需要加强平时的教学和培训工作.2.3学校逐渐重视,加大了相关投入,完善了激励措施最近几年,学校加大了对数学建模教学和培训工作的相关投入和鼓励措施.安排了专门的数学建模实验室,配备了学院最先进的电脑、打印机等设备,购买了数学建模相关的书籍.划拨了数学建模教学和培训专项经费.虽然数学建模教学还没有计入教学工作量,但已经考虑计入职称评定的相关工作量中,对参加数学建模教学和培训的老师减少了基本的教学工作量,使他们有更多的时间和精力投入到数学建模的相关工作中去.对参加全国大学生数学建模竞赛获奖的老师和学生的奖励额度也比以前有了很大的提高,老师和学生的积极性得到了极大的提高.3结束语对我们这类院校而言,最重要的数学建模赛事就是一年一度的全国大学生数学建模竞赛了.竞赛结果大体可以衡量老师和学生的付出与收获,但不是绝对的,教育部组织这项赛事的初衷主要是为了促进各个院校数学建模教学的有效开展.如果过分的看重获奖等次和数量,对学校的数学建模教学和组织工作都是一种伤害.参赛的过程对学生而言,肯定是有益的,绝大多数参加过数学建模竞赛的学生都认为这个过程很重要.这个过程可能是四年的大学学习过程中体会最深的,它用枯燥的理论知识解决了活生生的现实中存在的问题,虽然这种解决还有部分的理想化.由于我校地处偏远山区,教育经费相对紧张,投入不可能跟重点院校的水平比,只能按照自身实际来.只要学校、老师、学生三方都重视并积极参与这一赛事,数学建模活动就能开展的更好.数学建模论文模板篇二培养应用型人才是我国高等教育从精英教育向大众教育发展的必然产物,也是知识经济飞速发展和市场对人才多元化需求的必然要求。
数学建模论文(7篇)在学习、工作中,大家总少不了接触论文吧,论文可以推广经验,交流认识。
如何写一篇有思想、有文采的论文呢?为了帮助大家更好的写作数学建模论文模板,山草香整理分享了7篇数学建模论文。
计算数学建模是用数学的思考方式,采用数学的方法和语言,通过简化,抽象的方式来解决实际问题的一种数学手段。
数学建模所解决的问题不止现实的,还包括对未来的一种预见。
数学建模可以说和我们的生活息息相关,尤其是如今科技发达的今天。
数学建模应用领域超乎我们的想象,甚至达到无所不及的程度,随着数学建模在大学教学中的广泛使用,使数学建模不止成为一种学科,更重要的是指导新生代更好的利用现代科学技术,成为高科技人才,把我国人才强国,科教兴国的战略推向一个新的高度。
1.数学建模对教学过程的作用1.1数学建模引进大学数学教学的必要。
教学过程,是教师根据社会发展要求和当代学生身心发展的特点,借助教学条件,指导学生通过认识教学内容从而认识客观世界,并在此基础之上发展自身的过程,即教学活动的展开过程。
以往高工专的数学教学存在着知识单一,内容陈旧,脱离实际等缺陷,已经不能满足时代的发展,如今的数学教学过程不是单纯的传授数学学科知识,而是通过数学教学过程引导学生认识科学,理解科学,从而指导实践,促进学生的德智体美劳全面的进步和发展。
因此数学建模成为一门学科,被各大高等院校广泛引用和推广,其实数学建模不止应用在大学数学教学中,其他一切教学过程多可引进数学建模。
1.2数学建模在大学数学教学中的运用。
大学数学教师通过这个数学建模过程来引导学生解决问题和指导实践的能力。
再次建模结果对现实生活的指导,这是大学数学教学中数学建模所需要达到的效果和要求。
不再停留在理论学习,而是通过理论指导实践,从而为科学的进步和人才综合水平的提高提供可能。
2.数学建模对当代大学生的作用2.2数学建模对学生综合能力的提高数学建模是大学数学教师运用数学科学去分析和解决实际问题,在数学建模学习的过程中,大学生的数学能力得到提高,其分析问题、解决问题的能力得到提高,这对大学生毕业走向社会具有着重大意义。
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。
数学建模竞赛优秀大学生论文随着科学技术的高速发展,数学的应用价值越来越得到众人的重视,因此数学建模也被逐渐的引起重视了。
下面是店铺为大家整理的数学建模优秀论文,供大家参考。
数学建模优秀论文篇一:《数学建模用于生物医学论文》1数学建模的过程1.1模型准备首先要了解实际背景,寻找内在规律,形成一个比较清晰的轮廓,提出问题。
1.2模型假设在明确目的、掌握资料的基础上,抓住问题的本质,舍弃次要因素,对实际问题做出合理的简化假设。
1.3模型建立在所作的假设条件下,用适当的数学方法去刻画变量之间的关系,得出一个数学结构,即数学模型。
原则上,在能够达到预期效果的基础上,选择的数学方法应越简单越好。
1.4模型求解建模后要对模型进行分析、求解,求解会涉及图解、定理证明及解方程等不同数学方法,有时还需用计算机求数值解。
1.5模型分析、检验、应用模型的结果应当能解释已存的现象,处理方法应该是最优的决策和控制方案,所以,对模型的解需要进行分析检验。
把求得的数学结果返回到实际问题中去,检验其合理性。
如果理论结果符合实际情况,那么就可以用它来指导实践,否则需再重新提出假设、建模、求解,直到模型结果与实际相符,才能进行实际应用。
总之,数学建模是一项富有创造性的工作,不可能用一些条条框框的规则规定的十分死板,只要是能够做到全面兼顾、能抓住问题的本质、最终检验结果合理,都是一个好的数学模型。
2数学建模在生物医学中的应用2.1DNA序列分类模型DNA分子是遗传信息存储的基本单位,许多生命科学中的重大问题都依赖于对这种特殊分子的深入了解。
因此,关于DNA分子结构与功能的问题,成为二十一世纪最重大的课题之一。
DNA序列分类问题是研究DNA分子结构的基础,它常用的方法是聚类分析法。
聚类分析是使用数据建模简化数据的一种方法,它将数据分成不同的类或者簇,同一个簇中的数据有很大的同质性,而不同的簇中的数据有很大的相异性。
在对DNA序列进行分类时,需首先引入样品变量,比如说单个碱基的丰度、两碱基丰度之比等;然后计算出每条DNA序列的样品变量值,存入到向量中;最后根据相似度度量原理,计算出所有序列两两之间的Lance与Williams距离,依据距离的远近进行分类。
数学建模论文模板本文将以“动力学模型研究草地生态系统中植物物种多样性变化的机制”为例,介绍数学建模论文的写作模板。
第一篇:绪论在本篇论文中,我们将研究草地生态系统中植物物种多样性变化的机制。
植物物种多样性是生态系统中的重要指标之一,其变化与环境因素、人类干扰等因素密切相关。
我们希望通过建立动力学模型,揭示不同因素对植物物种多样性变化的影响机制,为草地生态系统保护与管理提供科学依据。
本文的具体框架如下:在第二部分中,我们将简要介绍植物物种多样性与草地生态系统的相关知识。
在第三部分中,我们将从环境因素、人类干扰、种间关系等因素入手,进行动力学模型的建立,并分析模型参数。
在第四部分中,我们将通过模型仿真和实验验证,探究不同因素对植物物种多样性的影响。
第二篇:文献综述植物物种多样性是生态系统中的重要指标之一,其变化涉及到复杂的生态因素和人类活动。
在草地生态系统中,植物群落的物种多样性变化受到许多因素的影响,例如环境因素、人类干扰、生物多样性等。
下面我们将分别对这些因素的影响机制进行综述。
环境因素:环境因素是影响生态系统中植物物种多样性变化的重要因素。
其中,土壤水分、光照等生态因素对植物的分布、生长和繁殖都有直接和间接的影响。
土壤养分、温度、氧气含量、酸碱度等也会对物种多样性产生影响。
人类干扰:人类干扰是导致生态系统中植物物种多样性下降的主要因素之一。
人类从事的采矿、建设等活动都会破坏生态系统的平衡,从而影响系统中不同物种的生存繁殖。
另外,过度放牧、过度利用等也会对植物群落的物种多样性造成一定的影响。
种间关系:物种之间的关系也是影响生态系统中植物物种多样性的重要因素之一。
其中,竞争、共生、捕食等种间关系都会直接或间接的影响植物群落的物种多样性。
第三篇:方法与结果基于在综述中分析的因素,我们建立了相应的生态动力学模型。
该模型以草地生态系统中植物群落的物种多样性为研究对象,考虑了土壤水分、光照、土壤养分等环境因素、过度放牧、过度利用等人类活动以及种间关系等多种因素对物种多样性的影响。
数学建模论文范文免费(必备14篇)试论数学建模【摘要】本文以“减肥问题的研究”为例,介绍了数学建模基本方法和步骤,希望它能对初次参加数学建模的同学有所帮助。
【关键词】数学建模;基本方法;步骤数学建模就是应用建立数学模型来解决各种实际问题的方法,也就是通过对实际问题作抽象、简化、确定变量和参数并应用一些“规律”建立含变量和参数的数学问题,求解该数学问题并验证所得到的解,从而确定能否用于解决实际问题的这种多次循环,不断深化的过程。
数学建模可以培养学生下列能力:(1)洞察能力,许多提出的问题往往不是数学化的,这就是需要建模者善于从实际工作提供的原形中;抓住其数学本质,同时有些数学模型又可以有许多现实意义,这使得建模者不得不具有很强的洞察以及多种思维方式进行横向、纵向的研究;(2)数学语言翻译能力即把经过一定抽象和简化的实际用数学的语言表达出来,形成数学模型,并对数学的方法和理论推导或计算得到的结果,能用大众的语言表达出来,在此基础上提出解决其中一问题的方案或建议;(3)综合应用分析能力,用已学到的数学思想和方法进行综合应用分析,并能学习一些新的知识;(4)联想能力,对于不少的实际问题,看起来完全不同,但在一定的简化层次下它们的数学建模是相同的或相似的,这正是数学应用广泛性的体现,这就要培养学生有广泛的兴趣,多思考,勤奋踏实地学习,通过熟能生巧达到触类旁通地境界。
因此,目前有越来越多的高等院校自己组织或参加全国乃至国际大学生数学建模竟赛。
然而,有部分学生特别是初次参加数学建模的学生对数学建模感到很茫然,本人多次承担数学建模指导老师,撰写该论文,希望对初次参加数学建模的同学有所帮助。
1.建立数学模型的一般步骤使问题理想化在众多因素中孤立出所研究的问题是科学研究的经典方法。
按照辩证唯物主义观点,世界上一切事物都是相互依赖、相互依存的,要精细地研究一个问题常常无从下手,就是因为思考相关问题太多所致。
因此,对初学者最好的方法就是使问题简单化、理想化,在特殊或极端情况下进入课题,然后加入相关因素,修正结果,使问题深化。
横 渡 瓯 江摘要本文通过建立优化模型,解决了在抢渡瓯江比赛中,如何选择最佳的路径使得到达终点的时间最短,同时给出了游泳者成绩为8分02秒的一种游泳速度最小的路线方案。
问题一中利用全程垂直距离偏移量等于80米的思路进行求解。
在水平距离、游泳方向已知的情况下,建立游泳速度与总偏移量的等量关系,求得游泳速度s m 8.1=人ν时,才能达到终点。
而通过对此结果与自由泳世界纪录保持者比较后,得出他(她)们不能到达终点。
在问题二中,通过确定游泳者游泳速度方向,从而确定游泳路径。
游泳方向的频繁改变,不利于游泳者体力的节省,也不切合实际,因此,把全程分四段来研究,以时间最短为目标函数,建立规划模型,通过LINGO 程序解得最短时间834.6332=t s ,游泳路线:在L x 320<<区域内以北偏东︒5.8的方向游539.1576s ;在L x L <<32区域内,以北偏东︒5.25的方向游295.4755s 。
关于问题三,为了使游泳者比较轻松取得8分02秒的成绩,在确定游泳路线时,尽可能使游泳速度小。
因此,以游泳速度为目标函数,建立规划模型,通过LINGO 程序解得s m 0046.1=人ν,游泳路线:在L x 320<<区域内,以北偏东︒5.6的方向游320.59s ;在L x L <<32区域内,以北偏东︒3.9的方向游161.41s 。
论文的末尾给出了模型优缺点的分析和评价,并提出了改进方向:如果考虑到地球表面是一个球面,对实际直线距离的影响时,所得结果会更加精确。
关键词:最佳路线 优化模型 Lingo 程序 最小速度 数学规划一、 问题的重述每年春节正月初一冬泳横渡瓯江已成为温州市的传统健身表演项目,是冬泳爱好者的年度检阅。
温州市冬泳爱好者协会邀请各冬泳组织、冬泳爱好者前来参加游渡,大家一起来温州旅游共渡中华民族新春佳节。
第一届横渡瓯江从1983年开始,2009年1月26日,第27届“福达杯”横渡瓯江冬泳活动在星河广场举行,当时,天空飘起了雨,而且越来越大,阴冷的天气给横渡增添了难度,据现场测定,瓯江水温为7.8摄氏度,气温约为4摄氏度。
但是,对参加横渡的冬泳者来说,越冷越刺激,越冷越有挑战性。
10点55分,参加抢渡的选手们跃入茫茫瓯江,奋力向对岸游进。
在瓯江抢渡,与标准游泳池的竞技大有不同,除了游泳技能,还需要丰富的冬泳经验、过硬的心理素质和抗寒能力,同时还受到偶然因素的影响。
此次参加横渡的总人数达到了307名,分属27支代表队。
最终,304人到达终点,第一名的成绩是8分02秒。
横渡的起点设在江滨路星河码头,终点设在江心屿西塔埠头,水平距离L=480米,垂直距离H=80米,游渡路线图如下:从安全方面考虑,要求参加游渡者须是近期坚持冬泳者,在水温8℃左右能连续不停游500米,男子时间要求在13分钟以内,女子时间在15分钟以内(潮水限制)。
游渡时潮水对游泳者有非常大的影响。
潮平时入水,其实此时的瓯江江中央的潮水还是向上(向西)涌动,而靠江心屿一面的江水基本上静止了,当中央的江水静止时,面靠江心屿一面的江水正开始退潮(潮水向东)。
游渡过程中,未过2/3前,潮水是向西流的,游渡过2/3后,剩下1/3的游程,江水开始向东流动,流速已加快。
80米480米若水流速度满足()21.2/,0,321.5/,.3米秒<米秒<x L v xL x L ⎧<⎪⎪=⎨⎪-<⎪⎩请你们通过数学建模来分析上述情况,并回答以下问题:(1) 假定在竞渡过程中游泳者的速度大小不变,并始终以和对岸垂直的方向游,试问:他(她)们能否到达终点?若能到达终点,求出游泳者的速度大小,游完全程的成绩,并画出游泳路线图。
(2) 设从江滨路星河码头水平朝右为x轴正向,游泳者的速度大小(0.6米/秒)全程保持不变,试为他选择最佳的游泳路线,估计他的成绩,并画出游泳路线图。
(3) 已知第一名的游泳成绩是8分02秒,试求他的一种游泳方向和速度大小,并画出游泳路线图.二、问题的分析本问题是一个渡江路线的选择问题。
目的是找出从起点到终点时间最短的路线,而时间的长短取决于路程和速度,实际速度的大小受限于流速和游泳者的速度大小与方向,因此针对不同的前提条件给予不同的考虑。
针对问题一,游泳者速度方向一定,水流速度分布也一定,所以可确定游泳路线是由两线段组成的一条折线,建立游泳者速度人ν与垂直距离H的函数关系,从而解出满足题意的答案。
但不一定就符合实际情况,须通过检验后方可得出结论。
针对问题二,游泳者速度大小一定而方向不定,最佳路线将由游泳者的速度方向和水流速度分布决定。
最佳路线也就是渡河时间最短的路线。
所以问题也就转化为游泳者以何种方向游时,渡江所用时间最短,通过建立时间最短的数学规划模型得以解决。
针对问题三,需要解决的关键点在于确定出适合游泳者游泳速度的渡江路线(不一定是最短路线),使其在整个过程中所用的时间正好等于8分02秒,时间作为约束条件,游泳速度作为目标函数,问题就转化为带约束的优化问题。
三、模型的假设1. 游泳者每一次调整方向均为瞬间完成;2. 不考虑风向、风速、水流漩涡等因素对游泳者的影响;3. 将游泳者在江中的运动者看成质点在平面上作二维运动;4. 在L x 320<<区域内,各处水流速度均为s m 2.1向西流;5. 在L x L <<32区域内,各处水流速度均为s m 5.1向东流;6. 游泳者在一次渡江过程中速度大小始终保持不变。
四、 符号说明水ν:水流速度人ν:游泳者在静水中的速度1θ:游泳者在L x 320<<区域内,游泳方向与x 轴正方向所成的角度 2θ:游泳者在L x L <<32区域内,游泳方向与x 轴正方向所成的角度t :由起点游到终点所需的总时间 1t :游泳者在L x 320<<区域内以垂直于对岸方向的速度游泳所需时间 2t :游泳者在L x 320<<区域内以与x 轴成1θ角方向的速度游泳所需时间3t :游泳者在L x L <<32区域内以垂直于对岸方向的速度游泳所需时间4t :游泳者在L x L <<32区域内以与x 轴成2θ角方向的速度游泳所需时间L :星河码头与西塔埠头的水平距离H :星河码头与西塔埠头的垂直距离五、 模型的建立与求解5.1关于问题1的模型建立与求解根据游泳者的速度大小不变,方向始终和对岸垂直的情况下,由于水流速度满足()⎪⎩⎪⎨⎧<<-<<=Lx L x x v 325.13202.1秒米秒米 所以游泳者的游泳轨迹可看作是由两条线段组成的一条折线。
利用()x ν与m H 80=、m L 480=,建立关于游泳者的速度人ν的数学模型:H =⨯⨯5.1-2.13132人人ννLL利用Matlab 求解得:()s m x v 8.1=游泳路线图:H水ν人ν水ν人ν要想成功到达终点,根据模型可得s m 8.1=人ν的速度才能到达对岸。
但根据有关资料表明,男子自由泳世界纪录(400米以上)和女子自由泳世界纪录(200米以上)也未能达到此速度(见下表):项目(米) 100 200 400 800 男子成绩(秒) 46.91 102.00 220.07 452.12 平均速度(米/秒) 2.13 1.96 1.82 1.77 女子成绩(秒) 52.07 112.98 239.15 494.10 平均速度(米/秒)1.921.771.671.22(资料来自:/rank/swimming.php )从表中知,只有男子400米自由泳内和女子100米自由泳内的世界纪录才能达到1.8m/s 速度。
但在实际冬泳约500m 的距离中,由于普通冬泳者的体能是有限的,不可能以1.8m/s 的速度游完全程,因此,游泳者始终以和对岸垂直的方向游是不能到达终点的。
5.2关于问题2的模型建立与求解本问考虑的是游泳方向的分布情况,在L x 320<<和L x L <<32两个区域中水流速度不变,游泳者的速度大小是全程不变的,因此在各段中如果游泳者的方向不变,即走直线效果最好,有利于节省游泳者的体力。
为了给出游泳者的最佳游泳路线,并尽可能遵循游泳者方向不变的原则,把全程按游泳方向的不同分为四段:⎩⎨⎧<<时间的角度的速度游轴成,以与时间游,以垂直于对岸的速度时211t x 2t 1320θL x ⎩⎨⎧<<时间的角度的速度游轴成,以与时间游,以垂直于对岸的速度时423t x 2t 132θL x L以总时间t 最小为目标函数,建立规划模型: min4321t t t t t +++=t s .480cos 6.06.0cos 6.06.0243121=+++θθt t t t(总水平直线距离等于480米)160cos 6.06.0243=+θt t( 区域内,水平直线距离等于160米)80)cos 16.05.1(5.1)cos 16.02.1(2.142232121=-+----+t t t t θθ(起点到终点的垂直距离等于80米)1cos 01≤≤θ (1θ小于等于90度) 1cos 02≤≤θ (2θ小于等于90度)通过LINGO 程序对上述模型进行运算,结果为:6332.834=t s01=t s , 1576.5392=t s , 03=t s , 4755.2954=t s 989.0cos 1=θ,903.0cos 2=θ由求解结果知:此游泳者的最优成绩为t=834.6332 s ,取近似值t=834.65 s在L x 320<<区域内游泳者以与x 轴正向成︒=43.81θ角的速度游到L 32处;在L x L <<32区域内以与x 轴正方向成︒=5.252θ角的速度游到终点。
考虑到实际情况的影响,将1θ取︒5.8s最佳游泳路线如下图所示:L x L <<325.3关于问题3的模型建立与求解本问中考虑到游泳者体力消耗与游泳速度有较大的联系,因此需确定一种游泳速度方向,使游泳者速度最小并能取得8分02秒的成绩。
延续模型2中的思路,尽可能使游泳者游泳速度方向保持不变。
综上所述得出如下方案:以游泳者游泳速度人ν为目标函数,把游泳全程分为四段⎩⎨⎧<<时间的角度的速度游轴成,以与时间游,以垂直于对岸的速度时211t x 2t 1320θL x⎩⎨⎧<<时间的角度的速度游轴成,以与时间游,以垂直于对岸的速度时423t x 2t 132θL x LH人ν水ν人ν水ν建立规划模型:min 人ν..t s480cos cos 243121=+++θννθννt t t t 人人人人(总水平直线距离等于480米)160cos t t 243=+θνν人人 ( 区域内,水平直线距离等于160米) 80t cos 15.1t 5.1t cos 12.1t 2.142232121=-+----+)()(人人θνθν (起点到终点的垂直距离等于80米)482t t t t 4321=+++ (总时间等于482秒)1cos 01≤≤θ (1θ小于等于90度)1cos 02≤≤θ (2θ小于等于90度)01≥t ,02≥t ,03≥t ,04≥t通过LINGO 程序对上述模型进行运算,结果为:sm 004561.1=ν01=t s 5950.3202=t s 03=t s 4050.1614=t s 9936.0cos 1=θ 9867.0cos 2=θ由求解结果知此游泳者最小平均速度为:s m 004561.1=人ν取近似值为:s m 0046.1=人ν在L x 320<<区域内,以︒=5.61θ的方向游320.59秒,在L x L <<32区域内,以︒=3.92θ的方向游161.41秒。