姜启源 数学模型第五版-第1章
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天大万门数模写在开始今天第一次归纳、复习,整理思路重点,从最后两章(除了“其他模型”)开始,想可能印象比较深刻。
可实际开始总结才发现对于知识的理解和掌握还有很大差距,自己也是自学看书,非常希望各位提出宝贵意见,内容、学习方法经验上的都是~~ 整本书读下来感觉思路、数学都有很大拓展,总结起来有一下几个特点:一,“实际—>模型”的建模过程很关键,本书的模型很多虽然所谓“简单”、“假设多”,但简化分析中,还真难找到比它更合适、更合理、更巧妙的建模、假设了;二,模型求解之后的处理,许多地方似乎求解完毕可以结束,但却都未戛然而止,而是进一步“结果分析”、“解释”,目的不一,要看进程而定,有的促进了模型的改进,有的对数学结果做出了现实对应的解释(这一点建模过程中也经常做,就是做几步解释一下实际意义),也还有纯数学分析的,这些都是很重要的,在我看来,这本书中的许多模型、论文似乎到了“结果分析”这一步才刚刚开始,前面的求解似乎是家常便饭了;三,用各种各样的数学工具、技巧、思想来建模的过程,这本书读下来愈发觉得线性代数、高等数学基础的重要性,同时书中也设计到了一些(虽是浅浅涉及)新的数学知识和技巧,许多我在读的过程中只是试图了解这个思想,而推导过程未能花很多时间琢磨,但即便如此,还是让我的数学知识有了很大的拓展(作为工科专业学生)。
从上周六继续自学《数学模型》开始一周,比预期的时间长了许多,但是过程中我觉得即便如此也很难领会完整这本书的内容。
最近学习任务比较多,所以两天前快看完时到现在一直未能做个小结,从今天起每天做2章的小结,既是复习总结重点,也是请诸位同学指教、提意见交流——毕竟自己领会很有限。
也可以作为未读过、准备读这本书的同学的参考~第1章建立数学模型关键词:数学模型意义特点第1章是引入的一章,对数学模型的意义来源,做了很好的解释。
其实数学模型也是模型的一种,是我们用来研究问题、做实验的工具之一,只不过它比较“理论”、“摸不着”而已。
姜启源数学建模资料简单的优化模型3.1 3.2 3.3 3.4 存贮模型生猪的出售时机森林救火最优价格3.5 血管分支3.6 消费者均衡3.7 冰山运输<i>姜启源数学建模资料</i>静态优化模型现实世界中普遍存在着优化问题静态优化问题指最优解是数不是函数静态优化问题指最优解是数(不是函数不是函数) 建立静态优化模型的关键之一是根据建模目的确定恰当的目标函数求解静态优化模型一般用微分法<i>姜启源数学建模资料</i>问题3.1存贮模型配件厂为装配线生产若干种产品,配件厂为装配线生产若干种产品,轮换产品时因更换设备要付生产准备费,产量大于需求时要付贮存费。
备要付生产准备费,产量大于需求时要付贮存费。
该厂生产能力非常大,即所需数量可在很短时间内产出。
生产能力非常大,即所需数量可在很短时间内产出。
已知某产品日需求量100件,生产准备费5000元,贮存费件生产准备费已知某产品日需求量元每日每件1元试安排该产品的生产计划,每日每件元。
试安排该产品的生产计划,即多少天生产一次(生产周期),每次产量多少,使总费用最小。
),每次产量多少一次(生产周期),每次产量多少,使总费用最小。
不只是回答问题,而且要建立生产周期、要不只是回答问题,而且要建立生产周期、产量与需求量、准备费、贮存费之间的关系。
求需求量、准备费、贮存费之间的关系。
<i>姜启源数学建模资料</i>问题分析与思考日需求100件,准备费5000元,贮存费每日每件元。
件准备费日需求元贮存费每日每件1元每天生产一次,每次每天生产一次,每次100件,无贮存费,准备费件无贮存费,准备费5000元。
元每天费用5000元元每天费用10天生产一次,每次天生产一次,天生产一次每次1000件,贮存费件贮存费900+800+…+100 =4500 准备费5000元,总计元,准备费元总计9500元。
元平均每天费用950元元平均每天费用50天生产一次,每次天生产一次,天生产一次每次5000件,贮存费件贮存费4900+4800+…+100 =*****元,准备费元准备费5000元,总计元总计*****元。
数学模型课后答案姜启源【篇一:姜启源《数模》习题选解】方案模型构成:以阈值0,1分别标记“不在”和“在”,记第k次渡河前此岸的人阈值为xk,猫阈值为yk,鸡阈值为zk,米阈值为wk,将四维向量sk=(xk,yk,zk,wk)定义为状态,xk,yk,zk,wk=0,1。
安全渡河条件下的状态集合为允许状态集合,记作s。
以穷举法得到s:s={(1,1,1,1),(1,1,1,0),(1,1,0,1),(1,0,1,1),(1,0,1,0),(0,1,0,1),(0,0,1,0),( 0,1,0,0),(0,0,0,1),(0,0,0,0)} 记第k次渡船上四个对象(人、猫、鸡、米)的阈值分别为ak,bk,ck,dk,并将四维向量ek=(ak,bk,ck,dk)定义为决策。
允许决策集合记作e={(a,b,c,d)|0≤b+c+d≤1,a=1,b,c,d=0,1}因为k为奇数时,船从此岸驶向彼岸,k为偶数时船由彼岸驶向此岸,所以,状态sk随决策ek变化的规律是sk+1=sk+(-1)kek该式称状态转移律,该问题就转换成多步决策模型:求决策∈?? ??=1,2,?,?? ,使状态∈??按照转移律,由初始状态s1=(1,1,1,1)经有限步n到达状态sn+1=(0,0,0,0)。
模型求解:本解答试尝用图解法,由于无法利用平面来表达四维坐标系,所以采取其投影即三维空间的方法来构建模型。
把人的阈值xk抽离出来,分别标记0系坐标系(即当xk=0时,(yk,zk,wk)的空间坐标),和1系坐标系,可允许状态点如下标示(红色点):由于a=1是恒成立的,所以,决策是0系坐标系和1系坐标系的点集间的连接,而非任意坐标系内部的连接。
如图1所示,两正方体中心重合,且对应顶点的连线通过中心,称为二合正方体(四维空间不具有包性,即a/b两正方体并没有包含的关系)。
二合正方体的一个顶点为(a,b),称为共顶点,即二合正方体共有8个共顶点。
数学模型姜启源答案【篇一:姜启源课后习题】xt>第1章建立数学模型1.1 在稳定的椅子问题中,如设椅子的四脚连线呈长方形,结论如何?(稳定的椅子问题见姜启源《数学模型》第6页)1.2 在商人们安全过河问题中,若商人和随从各四人,怎样才能安全过河呢?一般地,有n名商人带n名随从过河,船每次能渡k人过河,试讨论商人们能安全过河时,n与k应满足什么关系。
(商人们安全过河问题见姜启源《数学模型》第7页)1.3 人、狗、鸡、米均要过河,船需要人划,另外至多还能载一物,而当人不在时,狗要吃鸡,鸡要吃米。
问人、狗、鸡、米怎样过河?1.4 有3对夫妻过河,船至多载两人,条件是任一女子不能在其丈夫不在的情况下与其他的男子在一起。
问怎样过河?1.5 如果银行存款年利率为5.5%,问如果要求到2010年本利积累为100000元,那么在1990年应在银行存入多少元?而到2000年的本利积累为多少元?1.6 某城市的logistic模型为dn11dt?25n?25?106n2,如果不考虑该市的流动人口的影响以及非正常死亡。
设该市1990年人口总数为8000000人,试求该市在未来的人口总数。
当t??时发生什么情况。
1.7 假设人口增长服从这样规律:时刻t的人口为x(t),最大允许人口为xm,t到t??t时间内人口数量与xm?x(t)成正比。
试建立模型并求解,作出解的图形并与指数增长模型和阻滞增长模型的结果进行比较。
1.8 一昼夜有多少时刻互换长短针后仍表示一个时间?如何求出这些时间?1.9 你在十层楼上欲乘电梯下楼,如果你想知道需要等待的时间,请问你需要有哪些信息?如果你不愿久等,则需要爬上或爬下几个楼层?1.10 居民的用水来自一个由远处水库供水的水塔,水库的水来自降雨和流入的河流。
水库的水可以通过河床的渗透和水面的蒸发流失。
如果要你建立一个数学模型来预测任何时刻水塔的水位,你需要哪些信息?第2章初等模型2.1 学校共1000名学生,235人住在a宿舍,333人住在b宿舍,432人住在c宿舍。
1数学建模概述⏹ 数学模型 ⏹ 数学建模过程 ⏹ 数学建模示例⏹ 建立数学模型的方法和步骤 ⏹数学模型的分类1数学模型模型:是我们对所研究的客观事物有关属性的模拟,它应当具有事物中使我们感兴趣的主要性质,模拟不一定是对实体的一种仿造,也可以是对某些基本属性的抽象。
直观模型: 实物模型,主要追求外观上的逼真。
物理模型:为一定目的根据相似原理构造的模型,不仅可以显示原型的外形或某些特征,而且可以进行模拟试验,间接地研究原型的某些规律。
思维模型,符号模型,数学模型 数学模型:1)近藤次郎(日)的定义:数学模型是将现象的特征或本质给以数学表述的数学关系式。
它是模型的一种。
2)本德(美)的定义:数学模型是关于部分现实世界和为一种特殊目的而作的一个抽象的简化的数学结构。
3)姜启源(中)的定义:是指对于现实世界的某一特定对象,为了某个特定的目的,做出一些必要的简化和假设,运用 适当的数学工具得到一个数学结构。
数学结构:是指数学符号、数学关系式、数学命题、图形图表等,这些基于数学思想与方法的数学问题。
总之,数学模型是对实际问题的一种抽象,基于数学理论和方法,用数学符号、数学关系式、数学命题、图形图表等来刻画客观事物的本质属性与其内在联系。
古希腊时期:“数理是宇宙的基本原理”。
文艺复兴时期:应用数学来阐明现象“进行尝试”。
微积分法的产生,使得数学与世界密切联系起来,用公式、图表、符号反映客观世界越来越广泛,越来越精确。
费马(P.Fermal 1601-1665)用变分法表示“光沿着所需时间最短的路径前进”。
牛顿(Newton 1642-1727)将力学法则用单纯的数学式表达,如,牛顿第二定律:结合开普勒三定律得出万有引力定律航行问题:甲乙两地相距750千米,船从甲到乙顺水航行需30小时,从乙到甲逆水航行需50小时,问船速、水速各多少?用y x ,分别代表船速、水速,可以列出方程解方程组,得221r m m G F =ma F =⎩⎨⎧=⋅-=⋅+75050)(75030)(y x y x 小时)(千米小时)(千米/5/20==y x答:船速、水速分别为20千米/小时、5千米小时。
数学模型第五版姜启源课件1. 引言数学模型是一种以数学方法描述、分析和解决实际问题的工具。
它是现代科学、工程和社会学科中不可或缺的一部分。
姜启源的《数学模型》是国内外广泛采用的教材之一,这份课件是对第五版《数学模型》的经典章节进行概要的总结和讲解。
2. 背景与目的数学模型的研究对象可以是自然界的现象、社会经济问题或工程技术等。
通过建立数学模型,我们可以更好地理解问题的本质,并探索解决问题的方法。
数学模型的建立需要一定的理论基础和技巧,本课件旨在帮助读者快速掌握数学模型的基本概念和建模方法。
3. 数学模型的基本概念数学模型是对实际问题进行抽象和描述的数学形式。
它由问题的假设、变量、关系和约束等要素组成。
本部分介绍了数学模型的基本概念,包括:3.1 假设与逼近数学模型的建立需要对实际问题进行适当的假设和逼近。
假设是对问题中不确定因素的简化和规定,而逼近是对问题中不精确因素的近似和描述。
3.2 变量与参数变量是数学模型中描述问题状态的符号,它可以是数值、向量、矩阵等。
参数是数学模型中的固定值,它们可以是已知的或未知的。
3.3 关系与方程关系是数学模型中描述变量之间相互关系的数学表达式。
方程是关系中等号左右两边相等的表达式。
3.4 约束条件与目标函数约束条件是数学模型中描述问题限制条件的不等式或等式。
目标函数是数学模型中描述问题目标的数学表达式。
4. 常见的数学模型本部分介绍了一些常见的数学模型及其应用场景,包括:4.1 线性模型线性模型是最简单的数学模型之一,它的关系和约束条件可以表示为线性方程或线性不等式。
线性模型广泛应用于经济学、管理学、物理学、工程学等领域。
4.2 非线性模型非线性模型是一类不满足线性关系的数学模型。
它的关系和约束条件可以表示为非线性方程或非线性不等式。
非线性模型常用于生物学、化学、地球物理学等领域的研究。
4.3 动态模型动态模型是描述系统随时间变化的数学模型。
它可以采用微分方程、差分方程或积分方程等形式进行建模。