什么是数学建模?数学建模是利用数学方法解决实际问题的一种实践。即通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后,将实际问题用数学方式表达,建立起数学模型,然后运用先进的数学方法及计算机技术进行求解。那么,什么是数学建模?一起来了解一下吧。
数学建模是指对现实世界的一特定对象,为了某特定目的,做出一些重要的简化和假设, 运用适当的数学得到一个数学结构,用它来解释特定现象的现实性态,预测对象的未来 状况,提供处理对象的优化决策和控制,设计满足某种需要的产品等。一般来说数学建模过 程可用如下框图来表明: 数学是在实际应用的需求中产生的,要解决实际问题就必需建立数学模型,从此意义上 讲数学建模和数学一样有古老历史。例如,欧几里德几何就是一个古老的数学模型,牛顿万 有引力启简定律也是数学建模的一个光辉典范。今天,数学以空前的广度和深度向其它科学技术 领域渗透,过去很少应用数学的领域现在迅速走向定量化,数量化,需建立大量的数学模型。 特别是新技术、新工艺蓬勃兴起,计算机的普及和广泛应用,数学在许多高新技术上起着十 分关键的作用。因此数学建模被时代辅予更为重要的意义。 大学生数学建模竞赛自1985年由美国开始举办,竞赛以三名学生组成一个队,赛前有指 导教师培训。赛题来源于实际问题。比赛时要求就选定的赛题每个队在连续三天的时间里写 出论文,它包括:问题的适当阐述;合理的假设;模型的分析、建立、求解、验证;结果的 分析;模型优缺点讨论等。
数学建模就姿盯是用数学语言描述实际现象的过程.这里的实际现象既包涵具体的自然现象比如自由落体现象,也包涵抽象的现象比如顾客对某种商品所取的价值倾向.这里的描述不但包括外在形态,内在机制的描述,也包括预测,试验和解释迹指和实际现象等内容.我们逗拿也可以这样直观地理解这个概念:数学建模是一个让纯粹数学家(指只懂数学不懂数学在实际中的应用的数学家)变成物理学家,生物学家,经济学家甚至心理学家等等的过程.
数学建模就是通过计算得到的结果来解释实际问题,并接受实际的检验,来建立数学模型的全过程。
数学建模是近些年发展起来的新学科,是数学理论与实际问题相结合的一门科学。它将现实问题归结为相应的数学问题,并在此基础上利用数学的概念、方法和理论进行深入的分析和研究,从而从定性或定量的角度来刻画实际问题,并为解决现实问题提供精确的数据或可靠的指导。根据研究目的,对所研究的过程和现象(称为现猛仿含实原型或原型)的主要特征、主要关系、采用形式化的数学语言,概括地、近似地表达出来的一种结构,所谓“数学化”,指的就是构造数学模型.通过研究事物的【数学模型】来认识事物的方法,称为数学模型方法.简称为mm方法。数学建模是数学抽象的概括的产物,其原型可以是具体对象及其性质、关系,也可以是数学对象及其性质、关系。
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数学建模是把实际问题转换为数学模型的过程。
通常根据一个实际问题,所建的数学模型包括几个主要组成部分:决策变量、环境变量、目标函数和约束条件。决策变量表示决策者可以控制的因素,即可控输入,是需要通过模型求解来确定的模型中的未知变量。环境变量表示决策者不可控的外界因素,即非可控输入,需要在收集数据阶段确定其具体数值,并在模型中以常量表示。
目标函数是指描述问题目标的数学方程,而约束条件则是指描述问题中制约和限制因素的数学表达式(等式或不等式)。
刚刚接触数学建模可能会听起来有点复杂,其实不用想的那么复杂,这个过程其实我们在初中甚至小学时候都有接触过,这里给大家列一个初一人人都会做的题目。用总长60m篱笆围成矩形场地,矩形场地面积S随着矩形一边长变化而变化,当x为多少时矩形场地面积S。
这个问题就是典型的将数学问题转化为数学模型的过程,其实和现在高中甚至大学生经常参加的数学建模本质上没有太大区别,只是为了编程方便,便于理解,数学建模中我们会通常将复杂模型转化为一般形式,常用的优化模型一般形式如下所示:
如果上述问题用一般形式描述,就是如下所示:
只不过相比于这种简单的纯数学问题,数学建模有两个特点:
(1)模型相对复杂
数学建模竞赛中因为很多问题来源于实际问题,甚至许多问题都会涉及一些机理问题,比如2020年A题的炉温曲线,2018年高温作业专业服装设计都涉及热传导模型,问题相对比较复杂,而对这种实际问题的建模相对比较困难配喊的。
数学建模,一般是指从实际问题中建立数学模型.最常见的是函数建模.函数建模分两类:
一类变量间具有确定关系的问题. 要么是已知函数模型直接应用;要么是间接已知函数模型,先用待定系数法求出模型(如果已知模型类型的话),或者先利用数学的唯袭、物理的…知识建立函数模型,再应用.
另禅山亮一类变量间不具有确定关系的问题. 这类问题只是给出了两个变量的对应值(是搜集或者用实验得到的),需要我们根据数据特点,选择、拟合函数模型. 这反映了一个较为完整的建立函数模型,贺宽解决实际问题的过程.
以上就是什么是数学建模的全部内容,数学建模,一般是指从实际问题中建立数学模型.最常见的是函数建模.函数建模分两类:一类变量间具有确定关系的问题. 要么是已知函数模型直接应用;要么是间接已知函数模型,先用待定系数法求出模型(如果已知模型类型的话)。