2014年美国数学建模比赛B题(最佳教练)
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数学建模队员的选拔
摘要
一年一度的全国大学生数学建模竞赛是高等院校的重要赛事。但在对参赛队员进行选拔时,往往会遇到很多难题,以致有时并不能选出真正优秀的队员代表学校参加全国竞赛。本文通过对学生自身具备的与数学建模有关的素质的考察,解决了选拔参赛队员及确定最佳组队的问题。本文主要采用层次分析法,通过对建模队员的综合能力以及专项能力的考察,综合考虑个人的指标以及整队的技术水平,给出了选拔队员的模型,并最终从15名队员中选出9名优秀队员组成三队,建立了最佳的组队方案。
问题一,我们给出了选拔队员时应考察的情况,并针对数学建模应具备的关键素质,给出了相关素质的权重。
问题二,我们全面考察了15名队员的六项指标,并利用层次分析法及matlab编程求出了各指标的权重,然后根据权重得到15名队员的的综合排名,最后剔除后六名,得到前九名队员,依次是:2S,1S,14S,8S,11S,4S10S,6S,13S。为了组成3个队,使得这3队的整体水平最高,我们建立了求每个队竞赛水平的模型,根据题目要求,为使三名队员的技术水平可以互补,参赛学生最好来自不同专业,我们在多种组合方式下经计算比较后得到最佳组合方案。如下表:
问题三,我们如果只考察计算机而不考察其它能力,选出最佳队员S11和S13,其成绩分别为第五和第九,并非特别拔尖。而且通过对计算机编程能力在关键素质中所占的比例24.9%分析(1/4不到),这种直接录用的选拔方式,有可能影响队伍的总体水平,而且有失公平,所以不可取。
问题四,我们在前几问的基础上,综合数学建模的关键素质所占的权重分析,给出了对数学建模教练组在选拔队员时的建议。
关键词:最佳组队;层次分析法;matlab编程,权重
一、问题重述
由于竞赛场地、经费等原因,不是所有想参加竞赛的人都能被录用。为了能够选拔出真正优秀的同学代表学校参加全国竞赛,数学建模教练组需要投入大量的精力,但是每年在参赛的时候还是有很多不如意之处:有的学生言过其实,有的队员之间合作不默契,影响了数学建模的成绩。
第十四届华中杯数学建模竞赛是一场高水平的数学比赛,吸引了来自全国各地的优秀学子参与。本文旨在介绍参赛队伍B题的代码部分,包括代码的编写思路、核心算法和实际运行结果。
1. 题目背景
B题的题目是关于城市交通流量的预测和优化问题。参赛队伍需要收集一定时间范围内的城市交通数据,并设计算法对未来某一时间段的交通流量进行预测,以便合理规划交通路径和减少拥堵。这是一个充满挑战的实际问题,需要队伍们充分发挥数学建模和计算机编程的能力。
2. 代码思路
为了解决这一问题,参赛队伍B首先采用了Python作为主要编程语言,并结合了数据处理和机器学习的相关库,如NumPy、Pandas和Scikit-learn等。在代码编写过程中,队伍注重对于数据的分析和特征提取,以及对于模型的选择和调优。
3. 数据处理与特征提取
队伍B使用Pandas库对收集到的城市交通数据进行了整理和清洗,去除了异常值和缺失数据。他们利用时间序列分析的方法提取了交通流量的周期性、趋势和季节性特征,并构建了相应的特征变量。
4. 模型选择和调优
在模型选择方面,队伍B尝试了多种机器学习算法,包括线性回归、岭回归、决策树和随机森林等。通过交叉验证和网格搜索的方法,他们对模型进行了调优,并最终选择了表现最优的模型来进行预测。
5. 实际运行结果
在实际运行中,队伍B的代码成功地对未来某一时间段的交通流量进行了准确预测,在实际测试数据上取得了较高的预测精度。他们的优化策略和模型选择得到了评委和其他参赛队伍的认可,为他们在竞赛中获得了不俗的成绩。
6. 总结与展望
通过本次竞赛,参赛队伍B学习到了许多关于数据处理和机器学习的知识,提高了对于实际问题的建模和解决能力。在未来,他们将继续深入学习和研究,积极探索更多有挑战性和实用性的数学建模问题,为国家的科技发展贡献自己的一份力量。
7. 结语
参赛队伍B在第十四届华中杯数学建模竞赛中展现出了较强的数学建模和编程实力,他们的代码部分充分体现了团队成员的合作能力和创新能力。希望他们能在今后的学习和工作中进一步发光发热,不断提升自己,为数学建模事业做出更大的贡献。很好,请允许我继续为您撰写文章。
数学建模竞赛
承 诺 书
我们仔细阅读了大学生数学建模竞赛的竞赛规则.
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)与队外的任何人(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他公开的资料(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,我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是(从A/B中选择一项填写): B
参赛队员 (打印并签名) :
序号 姓 名(打印) 所在学院 签 名(亲手)
1 刘源 化学与化工学院
2 徐静静 数学与统计学院
3 祝进 数学与统计学院
日期: 2015年 9 月 15日
评阅编号(由竞赛组委会评阅前进行编号): 大学生数学建模竞赛
评 阅 专 用 页
评阅编号(由竞赛组委会评阅前进行编号):
评阅记录(供竞赛组委会评阅时使用):
评
阅
人
评
分
备
注
评阅结果:
获奖等级:
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乒乓球赛问题
摘要:一场比赛的胜利不仅仅与个人的技能有关,比赛中的战术策略也起着至关重要的作用,本文主要对常见五局三胜制赛球类竞赛中的战术策略进行研究。
针对问题一,我们通过比较两队获胜的数学期望来得出结论,即A队在五场比赛中平均获胜的数学期望为9/23)(AE;B队在五场比赛中平均获胜的数学期望为9/22)(BE,由)()(BEAE,得出A队的实力比B队略强。
针对问题二,首先根据概率论的相关知识计算出在五局三胜制中A队以i的次序出场,B队以j的次序出场A队最后获胜的概率(B队最后失败的概率),通过对各种结果概率的分析,得出A、B两队的稳妥方案即A队最稳妥策略为3,B队最稳妥的策略为。1
学习数学建模心得体会
这学期参加数学建模培训,使我感触良多:它所教给我们的不单是一些数学方面的知识,更多的其实是综合能力的培养、锻炼与提高。它培养了我们全面、多角度考虑问题的能力,使我们的逻辑推理能力和量化分析能力得到很好的锻炼和提高。它还让我了解了多种数学软件,以及运用数学软件对模型进行求解。
数学模型主要是将现实对象的信息加以翻译,归纳的产物。通过对数学模型的假设、求解、验证,得到数学上的解答,再经过翻译回到现实对象,给出分析、决策的结果。其实,数学建模对我们来说并不陌生,在我们的日常生活和工作中,经常会用到有关建模的概念。例如,我们平时出远门,会考虑一下出行的路线,以达到既快速又经济的目的;一些厂长经理为了获得更大的利润,往往会策划出一个合理安排生产和销售的最优方案??这些问题和建模都有着很大的联系。而在学习数学建模训练以前,我们面对这些问题时,解决它的方法往往是一种习惯性的思维方式,只知道该这样做,却不很清楚为什么会这样做,现在,我们这种陈旧的思考方式己经在被数学建模训练中培养出的多角度、层次分明、从本质上区分问题的新颖多维的思考方式所替代。这种凝聚了许多优秀方法为一体的思考方式一旦被你把握,它就转化成了你自身的素质,不仅在你以后的学习工作中继续发挥作用,也为你的成长道路印下了闪亮的一页。
通过学习数学建模训练,对我的收益不逊于以前所学的文化知识,使我终生难忘。而且,
我觉得数学建模活动本身就是教学方法改革的一种探索,它打破常规的那种老师台上讲,学生听,一味钻研课本的传统模式,而采取提出问题,课堂讨论,带着问题去学习、不固定于基本教材,不拘泥于某种方法,激发学生的多种思维,增强其学习主动性,培养学生独立思