数学建模简单13个例子.共40页

数学建模简单13个例子全解数学建模是一种将数学方法和技术应用于实际问题解决的过程。

它是数学领域的一个重要分支，具有广泛的应用和重要的研究价值。

数学建模能够帮助我们理解和解决许多复杂的现实问题，对于推动科学研究和技术开发具有重要作用。

在现代科学和工程领域，数学建模被广泛运用于各种领域，包括物理、生物、经济、环境、社会等。

通过数学建模，我们可以通过数学方法对问题进行抽象和化简，然后利用数学工具和技术进行分析和求解。

数学建模的过程通常包括问题定义、模型构建、模型分析和模型验证等步骤，其中数学模型的选择和建立是关键的一步。

数学建模的重要性在于它能够帮助我们更好地理解和解决复杂的现实问题。

通过数学建模，我们可以用精确的数学语言和方法描述问题，通过数学分析和计算实现对问题的量化和定量化，为问题的解决提供科学的依据和方法。

数学建模还能够帮助我们发现问题中的规律和关联，提供新的洞察和预测，促进科学的发展和技术的创新。

本文将介绍数学建模的概念和重要性，并给出简单13个例子的全解。

通过这些例子，我们可以更加深入地了解数学建模的基本方法和技巧，培养和提高自己的数学建模能力，为解决实际问题提供有益的借鉴和参考。

描述如何利用数学建模解决鱼群聚集问题，并阐述模型的步骤和应用在鱼群聚集模型中，我们希望通过数学建模来解释鱼群在水中聚集的现象，并找到一种合适的模型来描述鱼群的行为。

步骤：收集数据：首先，我们需要收集关于鱼群聚集的现实数据。

这些数据可以包括鱼群的数量、鱼群的密度、鱼群的移动速度等。

建立模型：基于收集到的数据，我们可以建立一个数学模型来描述鱼群的聚集行为。

常用的模型包括离散模型和连续模型。

离散模型：离散模型将鱼群视为一组个体，每个个体根据一定的规则进行移动和相互作用。

常见的离散模型包括离散元胞自动机模型和离散粒子模型等。

连续模型：连续模型将鱼群视为一个连续的流体，采用偏微分方程来描述鱼群密度的演化。

常见的连续模型包括Navier-Stokes方程和Birds模型等。

精品文档1、司乘人员配备问题某昼夜服务的公交路线每天各时间区段内需司机和乘务人员如下：班次时间最少需要人数1 6:00—10:00 602 10:00—14:00 703 14:00—18:00 60418:022:050522:02:02062:06:030设司机和乘务人员分别在各时间区段一开始上班，并连续工作八小时，问该公交线路至少配备多少名司机和乘务人员？x i班应报到第的人员解: 设为i(i?1,2,?,6)，建立线性模型如下：6?x min Z?i1i?精品文档．精品文档x?x?60?61?x?x?70?12?x?x?6032?s.t.x?x?50?43?x ?x?2045?x?x?30?65?x,x,...,x?0?162LINGO程序如下：MODEL:min=x1+x2+x3+x4+x5+x6;x1+x6>=60;x1+x2>=70;x2+x3>=60;x3+x4>=50;x4+x5>=20;x5+x6>=30;END得到的解为:x1=60,x2=10,x3=50,x4=0,x5= 30,x6=0;配备的司机和乘务人员最少为150人。

精品文档．精品文档2、铺瓷砖问题要用40块方形瓷砖铺下图所示形状的地面，但当时市场上只有长方形瓷砖，每块大小等于方形的两块。

一人买了20块长方形瓷砖，试着铺地面，结果无法铺好。

试问是这人的功夫不到家还是这个问题根本无解呢？解答:0 1 0 1 00 1 0 1 0 1 01 0 1 0 1 0 1精品文档．精品文档棋子颜色问题3、然随机排成一个圆圈。

n在任意拿出黑白两种颜色的棋子共个，在两颗颜色不同的棋后在两颗颜色相同的棋子中间放一颗黑色棋子，再重复以上的放完后撤掉原来所放的棋子，子中间放一颗白色棋子，问这样重复进行下去这样放下一圈后就拿走前次的一圈棋子，过程，各棋子的颜色会怎样变化呢？分析与求解：两颗不同色的棋子中间由于在两颗同色棋子中放一颗黑色棋子，这表示。

初中数学建模的若干简要案例初中数学建模学习案例1 ：----- 与自行车有关的问题（小组学习实践）课题：了解自行车中的数学问题，应用学过的数学知识，解决以下问题。

问题1 ：用自己或同学的一辆自行车为观察对象，观察并解决下列问题：（ 1 ）我观察的这辆自行车是什么牌子的？（ 2 ）它的直径是_______cm ，轮子转动一周，在地面走过的距离是_______cm ，精确到1cm 。

（ 3 ）自行车中轴的大齿轮盘的齿数是_______齿，后轴的小齿轮（飞轮）的齿数是_______，中轴的大齿轮被踏动一周时，后轴的小齿轮在链条传动下，不计算惯性将转动_______周（保留2 位小数）。

问题2 ：如果你有自行车，并骑车上学，你能借助于自行车，测量出从你的家到学校的路程吗？请你设计一个测量方案，并尽可能地通过实际操作测量出从你的家到学校的路程。

问题3 ：如果你的（或你的朋友）自行车是可以变速的自行车（如山地车、多飞轮的自行车）、请你观察一下在这辆自行车上有几个（中轴上的）大轮盘，几个飞轮，它们都各有多少齿？记录这些数据。

如果你骑车时每一秒脚蹬一圈，请你根据上面测量的数据计算出这辆自行车运行时最大的速度和最小的速度各是每小时多少公里？：选做问题4 ：你认为对问题 3 中的自行车的各个齿轮的齿数安排的合理吗？你能发现或提出什么样的问题？如果有可能请你做设计改进的话，你会做什么？求解工作的表格省略初中数学数学建模案例 2 ：----- 线路设计问题（自学、探索、创新实践）课题：为所在小区设计一个最佳的邮政投递路线, 、一个合理的保安巡逻路线。

实施建议：1: 按居住地成立4-6 人的小组，对你们要研究的小区, 进行观察, 收集必要的数据和信息,( 如平面图, 楼的门洞的朝向, 道路情况, 小区的进出口位置等). 发挥各自的特长，分工合作完成测量方案的设计、实测、作图、计算、论证、比较、计算机文稿录入、结果介绍等。

数学建模案例案例1 化⼯⼚排污某河流有两个化⼯⼚，流经第⼀化⼯⼚的河流为每天500万m2，在两个⼯⼚之间有⼀条流量为每天200万m2⽀流，第⼀化⼯⼚每天排放含有某种有害物质的⼯业污⽔2万m2，第⼆化⼯⼚每天排放这种⼯业污⽔1.4万m2，第⼀化⼯⼚每天排放的⼯业污⽔流到第⼆化⼯⼚以前，有20%可⾃然净化。

根据环保要求，河流中⼯业污⽔的含量不⼤于0.2%，这两个⼯⼚都需要各⾃处理不部分⼯业污⽔。

第⼀化⼯⼚处理⼯业污⽔的成本是1000元/万m2，第⼆化⼯⼚处理⼯业污⽔的成本是800元/万m2。

现在满⾜环保要求的条件下，每⼚各应处理多少⼯业污⽔，使这两个⼯⼚总的处理⼯业污⽔费⽤最⼩。

案例2 ⾃来⽔输送收⼊：900元/千吨引⽔管理费500○⼯⼚1⽔库供⽔量(千吨)⼩区基本⽤⽔量(千吨)⼩区额外⽤⽔量(千吨)应如何分配⽔库供⽔量，公司才能获利最多？若⽔库供⽔量都提⾼⼀倍，公司利润可增加到多少？案例3 公共部门建模（ST. JOSEPH 公共事业委员会）St. Joseph公共事业委员会负责对最近⼀次洪⽔所导致的公共事业问题进⾏检查并汇报。

需要调查的项⽬包括电线、天然⽓管道以及绝缘设施。

委员会只有1星期时间⽤于检查。

委员会分到了3名电⽓专家与2名天然⽓专家，每⼈可以在其专业领域范围内进⾏40⼩时的检察⼯作。

另外委员会还预留出了$10,000⽤于绝缘设施的检查。

这$10,000可以雇⽤当地专业的绝缘设施企业Weathertight Insulation进⾏多达100⼩时（$100/⼩时）的检察。

这些专家需要对当地的民宅、写字楼以及⼯⼚进⾏检查。

⽬标是在指定时间内对尽可能多的建筑进⾏全⾯检查以收集所需信息。

但是检查的写字楼及⼯⼚数量均不能低于8处，且检查的民宅数量不能低于检查总数的60%。

⼀旦确定了需要检查的每种建筑的数量，接下来就将专家随机安排到各个建筑执⾏检查⼯作。

委员会指定了每种建筑及检查项⽬的⼤致检查时间：委员会雇⽤了⼀个管理咨询团队来确定需要检查的民宅、写字楼以及⼯⼚的数量。

1、司乘人员配备问题某昼夜服务的公交路线每天各时间区段内需司机和乘务人员如下：设司机和乘务人员分别在各时间区段一开始上班，并连续工作八小时，问该公交线路至少配备多少名司机和乘务人员？解: 设i x为第i班应报到的人员i，建立线性模型如下：)6,(,2,1LINGO程序如下：MODEL:min=x1+x2+x3+x4+x5+x6;x1+x6>=60;x1+x2>=70;x2+x3>=60;x3+x4>=50;x4+x5>=20;x5+x6>=30;END得到的解为:x1=60,x2=10,x3=50,x4=0,x5=30,x6 =0;配备的司机和乘务人员最少为150人。

2、铺瓷砖问题要用40块方形瓷砖铺下图所示形状的地面，但当时市场上只有长方形瓷砖，每块大小等于方形的两块。

一人买了20块长方形瓷砖，试着铺地面，结果无法铺好。

试问是这人的功夫不到家还是这个问题根本无解呢？解答:3、 棋子颜色问题在任意拿出黑白两种颜色的棋子共n 个，随机排成一个圆圈。

然后在两颗颜色相同的棋子中间放一颗黑色棋子，在两颗颜色不同的棋子中间放一颗白色棋子，放完后撤掉原来所放的棋子，再重复以上的过程，这样放下一圈后就拿走前次的一圈棋子，问这样重复进行下去各棋子的颜色会怎样变化呢？分析与求解：由于在两颗同色棋子中放一颗黑色棋子，两颗不同色的棋子中间放一颗白色棋子，故可将黑色棋子用1表示，白色棋子用-1表示。

这是因为-1×(-1)=1，1×1=1，这代表两颗同色棋子中放一颗黑色棋子；1×(-1)= -1，这代表两颗不同色的棋子中间放一颗白色棋子。

设棋子数为n ，12,,,n a a a L 为初始状态。

当n=3时步数 状态(舍掉偶次项) 0 1a 2a 3a 1 21a a 32a a 13a a 2 31a a 21a a 32a a 3 32a a 31a a 21a a 4 12a a 23a a 31a a说明当n=3时，经过3步进入初始状态。