华中农业大学数学建模A.B课件下载
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第一章课程概述§1.1 数学模型与数学建模一.基本概念数学是研究现实世界中数量关系和空间形式的科学。
其产生以及许多重大发展都是和现实世界的生产活动和其他相应学科的需要密切相关的;同时,作为认识和改造世界的强有力的工具,又促进了科学技术和生产建设的发展。
特别在当今时代,由于计算机软硬件的迅速发展和普及,数学方法被广泛应用于生产实践、社会管理的各个领域和层面。
对具体的应用问题或问题类进行合理的简化假设以及适当的抽象并最终表述为某种数学结构,即我们在这里讨论的数学模型,是现代生产实践与社会生活实现优化决策和科学管理的必要环节。
而数学建模则是指根据实际需要或最终管理目标,对现实问题构建数学模型,对模型进行分析求解,并最终将模型解翻译为决策方案应用于实际的一个由诸多环节组成的一个完整过程。
为理解现实对象与数学模型的关系,以下给出数学建模的一个流程图:二.(引例1)椅子的平稳放置问题将(四脚)椅子置于不平的地面,通常只有三只脚着地,放不稳;然而只需稍挪动几次,就可以使四只脚同时着地,放稳了——这是我们在日常生活中遇到的一件很普通的事实。
这一现象是偶然的呢,还是有其必然性呢?三.(引例2)商人过河设有三名商人,各带一个随从,欲乘一小船渡河,小船只能容纳两人,须由他们自己划行。
随从们密约,在河的任何一岸,一旦随从的人数比商人多,就杀人越货。
而如何乘船渡河的大权掌握在商人们的手中。
商人们怎样才能安全渡河呢?椅子的平稳放置问题将(四脚)椅子置于不平的地面,通常只有三只脚着地,放不稳;然而只需稍挪动几次,就可以使四只脚同时着地,放稳了——这是我们在日常生活中遇到的一件很普通的事实。
这一现象是偶然的呢,还是有其必然性呢?以下的模型给出了肯定的回答。
一.模型假设:1.椅子四条腿一样长,椅脚与地面接触处可视为一点,四脚的连线呈正方形;2.地面高度是连续变化的,沿任何方向都不会出现间断(没台阶)。
即地面可视为数学上的连续曲面;3.对于椅脚的间距和椅腿的长度而言,地面是相对平坦的,使椅子在任何位置上至少有三只脚同时着地。
华中农业大学《数学建模》2020-2021学年第一学期期末试卷《数学建模》院/系——年纪——专业——姓名——学号—— 考试范围:《数学建模》;满分:100 分;考试时间:120 分钟一、选择题(每题3分,共30分)1. 下列哪种方法不属于数学建模的基本方法?( )A. 微分法B. 插值法C. 穷举法D. 线性规划2. 在建模过程中,当数据存在大量缺失或异常时,通常采用哪种方法进行预处理?( )A. 线性插值B. 均值替代C. 直接删除D. 忽略不计3. 线性规划问题中,如果约束条件均为等式,并且目标函数是凸函数,那么该问题( )。
A. 必有唯一最优解B. 可能有多个最优解C. 无解D. 以上均不正确4. 在预测股票价格时,常用的数学建模方法不包括( )。
A. 时间序列分析B. 神经网络C. 回归模型D. 卡普兰-米尔斯模型5. 当模型涉及多个变量并且这些变量之间存在某种关系时,通常使用哪种方法进行分析?( )A. 聚类分析B. 关联规则挖掘C. 回归分析D. 因子分析6. 下列哪项不是数学建模中常用的软件?( )A. MATLABB. ExcelC. SPSSD. Photoshop7. 对于一组非线性数据,如果想通过线性模型进行拟合,通常采用哪种方法?( )A. 最小二乘法B. 多项式拟合C. 对数变换D. 幂函数变换8. 在建模过程中,如何判断模型的优劣?( )A. 只看模型的精度B. 只看模型的复杂度C. 综合考虑模型的精度和复杂度D. 以上都不对9. 在进行敏感性分析时,以下哪个参数的变化对模型结果的影响最大?( )(假设模型为 \(f(x, y, z) = x + 2y + 3z\))A. \(x\)B. \(y\)C. \(z\)D. 无法确定10. 当数据呈现明显的周期性特征时,应采用哪种数学方法进行建模?( )A. 傅里叶分析B. 回归分析C. 聚类分析D. 神经网络二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述数学建模的一般步骤。
数学建模活动教学设计完整版课件一、教学内容本节课选自《数学建模》教材第四章,主题为“线性规划的实际应用”。
具体内容包括线性规划的基本概念、线性规划模型的建立、求解方法以及在实际问题中的应用。
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. 学会运用单纯性法求解线性规划问题,并解释求解过程。
3. 能够将线性规划应用于实际问题,提高解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点重点:线性规划模型的建立与求解方法。
难点:将实际问题抽象为线性规划模型,以及运用单纯性法求解。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具:线性规划练习册、草稿纸、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)利用多媒体课件展示一个实际问题:某工厂生产两种产品,如何分配生产时间使得总利润最大?2. 线性规划基本概念(10分钟)介绍线性规划的定义、标准形式以及约束条件。
3. 线性规划模型的建立(15分钟)分析实际问题,引导学生将其抽象为线性规划模型。
4. 求解方法——单纯性法(15分钟)介绍单纯性法的原理和步骤,通过例题讲解,让学生掌握求解过程。
5. 随堂练习(10分钟)布置一道线性规划练习题,让学生独立完成。
6. 应用拓展(10分钟)分析线性规划在其他领域的应用,如物流、生产计划等。
对本节课的主要内容进行回顾,让学生谈谈自己的收获和疑问。
六、板书设计1. 黑板左侧:线性规划的基本概念、模型建立方法。
2. 黑板右侧:单纯性法的步骤、例题求解过程。
七、作业设计1. 作业题目:某公司生产两种产品A和B,已知生产一个A产品需要2小时,生产一个B产品需要3小时。
如果每天工作8小时,求如何分配生产时间使得总利润最大?2. 答案:设生产A产品x个,B产品y个,总利润z最大化。
约束条件:2x + 3y ≤ 8,x ≥ 0,y ≥ 0。
目标函数:z = 5x + 6y。
利用单纯性法求解,得到最优解:x = 2,y = 1,z = 16。
承诺书我们仔细阅读了五一数学建模联赛的竞赛规则。
我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与本队以外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其它公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为,我们愿意承担由此引起的一切后果。
我们授权五一数学建模联赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。
我们参赛选择的题号为(从A/B/C中选择一项填写): B我们的参赛报名号为:参赛组别(研究生或本科或专科):本科所属学校(请填写完整的全名)参赛队员(打印并签名) :1.2.3.日期:2015 年 5 月 3 日获奖证书邮寄地址:邮政编码收件人姓名:联系电话:编号专用页竞赛评阅编号(由竞赛评委会评阅前进行编号):评阅记录评阅人评分备注裁剪线裁剪线裁剪线竞赛评阅编号(由竞赛评委会评阅前进行编号):参赛队伍的参赛号码:B 题 空气污染问题研究摘要:本文针对京津冀地区空气污染问题进行了深入研究。
针对问题一:首先,通过查阅国标和美标的建立和计算方式分析其空气质量指数公式的优缺点;其次,利用层次分析法求出各个污染项目的权重从而建立衡量空气质量优劣程度等级的数学模型。
针对问题二:首先,经过查找数据后分析数据与污染源之间的关系。
采取自下而上方法(即按测数据反演法)编制相关的数据表从而可以更直观的反映京津冀地区主要污染源。
其次,通过层次分析和因子分析相结合的方法,取污染物中具有代表性的2SO 、x NO 、5.2PM 、10PM 和扬尘等五种主要污染项目对空气质量的影响进行研究,利用变权函数对京津冀地区的各种污染物数据进行“动态加权”得到综合污染指标,对综合污染指标进行排序和分类,从而得到影响空气质量的主要污染源的性质和种类。
2024年数学建模活动教学设计完整版课件一、教学内容本节课选自教材《数学建模》第四章第三节:线性规划及其应用。
主要内容包括线性规划的基本概念、数学模型、求解方法以及实际应用。
二、教学目标1. 理解线性规划的基本概念,掌握线性规划问题的数学模型。
2. 学会使用单纯形法解决线性规划问题,并了解其适用范围。
3. 能够将实际问题抽象为线性规划模型,并利用所学知识解决实际问题。
三、教学难点与重点教学难点:线性规划模型的构建及单纯形法的应用。
教学重点:线性规划的基本概念、数学模型及求解方法。
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. 实践情景引入通过展示2024年数学建模活动的背景,引出线性规划在实际问题中的应用。
2. 知识讲解(1)线性规划的基本概念及数学模型。
(2)单纯形法的原理及步骤。
(3)线性规划在实际问题中的应用。
3. 例题讲解讲解线性规划的经典例题,引导学生理解并掌握线性规划模型的构建及求解方法。
4. 随堂练习布置与例题相似的练习题,让学生独立完成,巩固所学知识。
5. 互动讨论针对学生在练习中遇到的问题,进行互动讨论,共同解决疑惑。
7. 课堂小结对本节课的学习效果进行评价,了解学生对知识的掌握情况。
六、板书设计1. 线性规划的基本概念及数学模型。
2. 单纯形法的原理及步骤。
3. 线性规划在实际问题中的应用。
4. 例题及解答过程。
七、作业设计1. 作业题目:max z = 3x + 4ys.t. x + 2y ≤ 82x + y ≤ 6x, y ≥ 0某工厂生产甲、乙两种产品,生产甲产品需要2小时,乙产品需要3小时。
生产一个甲产品获利3元,生产一个乙产品获利4元。
工厂每天有8小时的工作时间,问如何安排生产计划,才能使工厂获利最大?2. 答案:(1)max z = 3x + 4y = 16x = 2, y = 3(2)max z = 3x + 4y = 28x = 3, y = 2八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生对线性规划的基本概念、数学模型及求解方法掌握情况良好,但在实际问题中的应用能力有待提高。