数学建模教程(pdf)
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数学建模课教案数学建模的基本步骤与方法一、教学内容本节课我们将学习《数学建模》的第一章“数学建模的基本步骤与方法”。
具体内容包括数学模型的构建、数学模型的求解、数学模型的检验和优化等。
二、教学目标1. 理解数学建模的基本概念,掌握数学建模的基本步骤。
2. 学会运用数学方法解决实际问题,培养解决问题的能力。
3. 培养学生的团队协作能力和创新精神。
三、教学难点与重点教学难点:数学模型的构建和求解。
教学重点:数学建模的基本步骤及方法。
四、教具与学具准备1. 教具:黑板、粉笔、多媒体设备。
2. 学具:数学建模教材、计算器、草稿纸。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)通过展示实际生活中的数学问题,激发学生的兴趣,引入数学建模的概念。
2. 理论讲解(15分钟)讲解数学建模的基本步骤:问题分析、模型假设、模型建立、模型求解、模型检验和优化。
3. 例题讲解(20分钟)以一个简单的实际问题为例,带领学生逐步完成数学建模的过程。
4. 随堂练习(15分钟)学生分组讨论,针对给定的问题,完成数学建模的练习。
5. 小组展示与讨论(15分钟)6. 知识巩固(10分钟)六、板书设计1. 数学建模的基本步骤1.1 问题分析1.2 模型假设1.3 模型建立1.4 模型求解1.5 模型检验和优化2. 例题及解答七、作业设计1.1 问题:某城市现有两个供水厂,如何合理调配水源,使得居民用水成本最低?1.2 作业要求:列出模型的假设、建立模型、求解模型并检验。
2. 答案:见附件。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对数学建模的基本步骤和方法掌握程度如何?哪些环节需要加强?2. 拓展延伸:引导学生关注社会热点问题,尝试用数学建模的方法解决实际问题。
重点和难点解析1. 实践情景引入2. 例题讲解3. 教学难点:数学模型的构建和求解4. 作业设计一、实践情景引入情景:某城市准备举办一场盛大的音乐会,门票分为三个档次:VIP、一等座和二等座。
第一章数学模型概述1.1 数学模型概述数学模型的历史可以追朔到人类开始使用数字的时代。
随着人类使用数字,就不断地建立各种数学模型,以解决各种各样的实际问题。
真正开始提出并研究它是20世纪70年代后,由于它的广泛性与实用性,于是迅速推广开来。
大家可能记得,从20世纪80年代起,我国科技界兴起一股不论对什么问题进行研究,都要建立数学模型的风气。
从此不论是经济、法律、医学、农业、交通、军事等领域,数学模型已不再是陌生的名词。
在工程领域,电气工程师必须建立所要控制的生产过程的数学模型,以便对控制装置做出相应的设计和计算,才能实现有效的过程控制。
气象工作者为了得到准确的天气预报,一刻也离不开根据气象站、气象卫星汇集的气压、雨量、风速等资料建立数学模型。
生理医学专家有了药物浓度在人体内随时间、空间变化的数学模型,就可以分析药物的疗效,有效的指导临床用药。
城市规划者需要建立一个包括人口、经济、交通、环境等大系统的数学模型,为领导层对城市发展规划的决策提供科学依据。
厂长经理们应该能够根据产品的需求状况、生产条件和成本、贮藏费用等信息,筹划出一个合理安排生产和销售的数学模型。
就是在平时对大学生的综合素质测评、对教师的工作业绩的评定以及诸如访友、采购等日常活动,都可以建立一个数学模型,确立一个最佳方案。
对于广大的科学技术工作者对大学生的综合素质测评、对教师的工作业绩的评定以及诸如访友、采购等日常活动,都可以建立一个数学模型,确立一个最佳方案。
建立数学模型是沟通摆在面前的实际问题与数学工具之间联系的一座必不可少的桥梁。
1.2 数学模型概念什么是数学模型?国外曾有人为它下了一个简单的定义:把实际问题中各变量之间的关系用数学形式表示出来,叫数学模型。
由于它的广泛性,这样的定义是难以真正理解它的真实含义的。
下面举例来说明。
1、各种应用题的解过程都是数学模型。
小学的数学题可以分为文字题、码字题两类,文字题较难,何况还可以有不同的方法、思路,这部分就是在建模。
大学生数学建模资料第一课1,目的:通过学习和时间,全面提高学员的综合素质,培养创新能力和良好的数学思想品质,获得分析和解决实际问题的能力。
2,数学建模的概念和基本流程a问题分析根据对象的实际背景和要求进行问题分析b模型假设根据问题分析和建立数学模型的目的作出合理的简化的模型假设。
c模型建立在问题分析和模型假设的基础上建立数学模型d模型求解选择适当的数学工具求解数学模型。
e模型分析对模型解和结果进行模型分析包括模型检验,修改,推广,评价,运用。
五步建模法:3,数学模型具体含义:对于现实世界的一个特定对象,为一个特定目的,一句对象所特有的内在规律,在作出适当的分析,合理而简化的假设的基础上,运用适当的数学工具建立的一个数学结构,建立这个数学模型以及对模型的求解,检验,分析,修改,推广,评价和应用等步骤这个全过程称为数学建模。
4,数学建模的特点:A数学建模不一定有唯一正确的答案(应用领域侧重点不同等等)B 模型的逼真性与可行性任何一个数学模型都永远不会与其原型绝对一致,只要误差在我们所能容许的的范围之内即可考虑使用。
C 模型的渐进性D 模型的可转移性可以几个领域互相利用的,不是一个领域所独有的。
E 数学建模没有统一的方法主要大方法:机理分析法和测试分析法5,数学建模课程学习的主要内容:a介绍数学建模的基本概念,方法和步骤。
b研讨最常见的初等数学模型,微分方程模型,运筹学模型和概率统计模型这四类基本模型的建立方法。
6,学习数学建模课程的建议第一,认真弄懂每一个实例,其内容和步骤是什么,用到了什么建模方法,特别是要知晓它是怎么从实际问题转化为数学模型的。
第二,多做练习,完成作业。
第三,勤于动脑,善于思考,敢于创新,不怕出错。
第四,善于查阅和学习各种新资料和新知识第五,小组在论文写作中相互讨论,互补,解决问题。
第六,常备书:高等数学,线性代数,应用概率统计,运筹学,常微分方程。
第七,有意识的结合生活生产实际,学习专业,教学进行学习与训练,以增长兴趣培养能力。
LINGO基本教程(完整版)pdf一、教学内容本节课我们使用的教材是《LINGO基本教程》,我们将学习第14章的内容。
第1章介绍LINGO软件的基本操作,包括界面的熟悉、模型的建立等;第2章学习线性规划模型的建立与求解;第3章讲解非线性规划模型的建立与求解;第4章介绍整数规划模型的建立与求解。
二、教学目标1. 学生能够熟练操作LINGO软件,建立和求解线性、非线性以及整数规划模型。
2. 学生能够理解线性、非线性以及整数规划的基本概念,并能够运用到实际问题中。
3. 学生通过学习LINGO基本教程,提高自己的逻辑思维能力和解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点重点:熟练操作LINGO软件,建立和求解线性、非线性以及整数规划模型。
难点:理解线性、非线性以及整数规划的基本概念,以及如何将这些概念运用到实际问题中。
四、教具与学具准备教具:多媒体教学设备、投影仪、计算机。
学具:学生计算机、LINGO软件、教材《LINGO基本教程》。
五、教学过程1. 实践情景引入:以一个简单的线性规划问题为切入点,引导学生思考如何利用LINGO软件求解。
2. 讲解教材内容:分别讲解第14章的内容,包括LINGO软件的基本操作、线性规划模型的建立与求解、非线性规划模型的建立与求解以及整数规划模型的建立与求解。
3. 例题讲解:针对每个章节的内容,选择合适的例题进行讲解,让学生通过例题理解并掌握相关知识点。
4. 随堂练习:在每个章节讲解结束后,安排随堂练习,让学生通过练习巩固所学知识。
5. 课堂互动:鼓励学生提问,解答学生在学习过程中遇到的问题。
6. 板书设计:每个章节的重要知识点和操作步骤进行板书设计,方便学生复习。
7. 作业布置:布置与本节课内容相关的作业,巩固所学知识。
六、作业设计1. 作业题目:最大化问题:目标函数:Z = 2x1 + 3x2约束条件:x1 + x2 ≤ 62x1 + x2 ≤ 8x1, x2 ≥ 0最大化问题:目标函数:Z = x1^2 + x2^2约束条件:x1 + x2 ≤ 5x1^2 + x2^2 ≤ 10x1, x2 ≥ 0最大化问题:目标函数:Z = 3x1 + 2x2约束条件:x1 + x2 ≤ 42x1 + x2 ≤ 6x1, x2 均为整数2. 答案:(1)线性规划问题的解为:x1 = 2, x2 = 4(2)非线性规划问题的解为:x1 = 3, x2 = 2(3)整数规划问题的解为:x1 = 2, x2 = 2七、板书设计1. 第1章:LINGO软件的基本操作(1)界面的熟悉(2)模型的建立2. 第2章:线性规划模型的建立与求解(1)目标函数的定义(2)约束条件的设置(3)求解线性规划问题3. 第3章:非线性规划模型的建立与求解(1)目标函数的定义(2)约束条件的设置(3)求解非线性规划问题4. 第4章:整数规划模型的建立与求解(1)目标函数的定义(2)约束条件的设置(3)求解整数规划问题八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入,使学生能够快速融入学习状态。
2024数学建模课程教案课件一、教学内容本节课选自《数学建模》教材第十章“线性规划与应用”,内容包括线性规划的基本概念、线性规划模型的建立、单纯形方法及其应用、线性规划的灵敏度分析等。
二、教学目标1. 理解线性规划的基本概念,掌握线性规划模型的建立方法。
2. 学会使用单纯形方法求解线性规划问题,并能解释求解过程中的关键步骤。
3. 了解线性规划的灵敏度分析,能够分析约束条件及目标函数系数变化对最优解的影响。
三、教学难点与重点重点:线性规划模型的建立,单纯形方法的求解过程。
难点:单纯形方法的推导和证明,线性规划的灵敏度分析。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具:教材、计算器、草稿纸。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)通过展示实际生活中的优化问题,引导学生思考如何运用数学方法解决问题。
2. 理论讲解(15分钟)讲解线性规划的基本概念、线性规划模型的建立、单纯形方法及其应用。
3. 例题讲解(10分钟)选取典型例题,逐步演示线性规划模型的建立、单纯形方法的求解过程。
4. 随堂练习(10分钟)布置一道与例题类似的练习题,让学生独立完成,巩固所学知识。
5. 灵敏度分析(10分钟)讲解线性规划的灵敏度分析,分析约束条件及目标函数系数变化对最优解的影响。
7. 互动环节(5分钟)邀请学生回答问题,解答学生在练习过程中遇到的疑惑。
六、板书设计1. 黑板左侧:线性规划基本概念、模型的建立。
2. 黑板右侧:单纯形方法求解步骤、灵敏度分析。
七、作业设计1. 作业题目:目标函数:Z = 2x1 + 3x2约束条件:x1 + x2 ≤ 4,2x1 + x2 ≤ 6,x1, x2 ≥ 0(2)分析题目(1)中,若约束条件变为x1 + x2 ≤ 5,最优解如何变化?答案:(1)最优解:x1 = 2,x2 = 2,Z = 10(2)当约束条件变为x1 + x2 ≤ 5时,最优解不变。
2. 作业要求:请同学们按时完成作业,注意书写规范,解答过程要求简洁明了。