文档介绍:数学建模一般步骤和案例
数学建模需要的知识
1运筹学
2概率论与数理统计(多元统计分析)
3图论
4微分方程
5计算软件
数学建模常用的方法
1类比法
2图论法
3层次分析法
4主成分分析法
5数学规划(线性规划,非线性规划,整数规划,动态规划,目标规划)
6决策方法
7现代优化算法(禁忌搜索算法,模拟退火算法,遗传算法,神经网络)
8数据拟合法(回归分析法)
数学模型分类
1优化模型
2微分方程模型
3概率统计模型
4图论模型
5决策模型
拟合与插值方法
一元函数拟合
多项式拟合
非线性函数拟合
多元函数拟合(回归分析)
MATLAB等软件的实现
拉格朗日插值法等
建模是一种十分复杂的创造性劳动,现实世界中的事物形形色色,五花八门,不可能用一些条条框框规定出各种模型如何具体建立,这里只是大致归纳一下建模的一般步骤和原则:
模型准备:首先要了解问题的实际背景,明确题目的要求,收集各种必要的信息.
模型假设:为了利用数学方法,通常要对问题做必要的、合理的假设,使问题的主要特征凸现出来,忽略问题的次要方面。
模型构成:根据所做的假设以及事物之间的联系,构造各种量之间的关系。 (查资料得出数学式子或算法)
模型求解:利用已知的数学方法来求解上一步所得到的数学问题,此时往往还要作出进一步的简化或假设。注意要尽量采用简单的数学工具。
模型分析:对所得到的解答进行分析,特别要注意当数据变化时所得结果是否稳定。
模型检验:分析所得结果的实际意义,与实际情况进行比较,看是否符合实际,如果不够理想,应该修改、补充假设,或重新建模,不断完善。
模型应用:所建立的模型必须在实际应用中才能产生效益,在应用中不断改进和完善
数学建模的主要过程:
实际问题
抽象、简化、明确变量和参数
根据某种“定律”或“规律”建立变量和参数间的一个明确的数学关系(数学问题,或称为在此简化阶段上的一个数学模型)
解析地或近似地求解该数学问题
解释、验证
投入使用
通过
通不过
数模小组的任务分工
三个人侧重点不同:
建模:推导数学模型,数学能力强
编程:计算机能力强
论文写作:写作能力强
竞赛时间的安排
第一天:
上午:确定题目,并查阅文献
下午:开始分析,建立初步模型
晚上:编程,得到初步计算结果
12:00 PM 休息
第二天:
上午:得到第一个模型的合理结果
下午:开始写论文,并考虑对第一个模型的 改进
第二天:
晚上:得到第二个模型的初步结果
12:00 PM 休息
第三天:
上午:得到第二个模型的合理结果
下午:考虑对前二个模型的进一步优化,得到第三个数学模型,或对前二个模型的正确性进行验证
晚上:得到最后结果,完成整篇论文
2014年数学建模题目
一、数据的采集和转化
1、选取的时间周期
上游路口信号周期为60秒, 30s或60s?
2、如何采集
手工数
计算机编程
3、换算
(1)