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如何建立数学模型,数学建模的模型怎么建立

  • 数学
  • 2023-07-02

如何建立数学模型?建立数学模型的方法:1、建摸前需准备充分,教师要创造一个学生比较熟悉的或亲身经历的含有数学问题的现实情景,让学生了解问题的实际背景,搜集处理各种信息,提出数学问题,为建立数学模型作准备。2、以观察、比较、分析、那么,如何建立数学模型?一起来了解一下吧。

什么是数学模型和数学建模

建立数学模型的一般过程为如和袜下步骤:

(1)模型准备。

要建立实际问题的数学模型,首先要对需要解决问题的实际背景和内在机理进行深刻的了解,通过适当的调查和研究明确所解决的问题是什么?所要达到的主要目的是什么?

在此过程中,需要深入实际进行调查和研究,收集和掌握与研究问题相关的信息、资料,查阅有关的文献资料,与熟悉情况的有关人员进行讨论,弄清实际问题的特征,按解决问题的目的更合理地收集数据,初步确定建立模型的类型等。

(2)模型假设。

一般来说,现实世界里的实际问题往往错综复杂,涉及面极广。这样的问题,如果不经过抽象和简化,人们就无法准确地把握它的本质属性、就很难将其转化为数学问题;即便可以转化为数学问题,也会很难求解。

因此要建立一个数学模型,就要对所研究的问题和收集到的相关信息进行分析,将那些反映问题本质属性的形态量及其关系抽象出来,而简化掉那些非本质的因素,使之摆脱实际问题的集体复杂形态,形成对建立模型有用的信息资源和前提条件。

作假设时既要运用与问题相关的物理、化学、生物、经济等方面的知识,又要充分发挥想象力、洞察力和判断力。

但是,对实际问题的抽象和简化也不是无条件的(不合理的假设或过于简单的假设会导致模型的失败),必须按照一定的合理性原则进行。

数学建模新手怎么入门

建立模型的方法:机理分析法和测试分析法。

建立模型的步骤:模型的假设,模型的建立,模型的分析与求解,模型的检验与修改,模型的推广,模型优缺点。

建立模型的常用:matlab,辅助:word,Excel,visio,mathtype。

建立模型有关的数学知识:线性规划,回归方程,常微分方程,概率论与数理统计。

MATLAB的使用:在执行命令窗口输入所需的公式或者方程,输入完成后,回车即可得到所需结果。

建模应用

数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学,在它产生和发展的历史长河中,一直是和各种各样的应用问题紧密相关的。数学的特点不仅在于概念的抽象性、逻辑的严密性、结论的兄弯明确性和体系的完整性,而且在于它应用的广泛性。

自旦段从20世纪以来,随着科学技术的迅速发展和计算机的日益普及,人们对各种问题的要求越来越精确,使得数学的应用越来越广泛和深入,特别是在21世纪这个知识经济时代,数学科学的地位会发生巨大的模尘誉变化,它正在从国家经济和科技的后备走到了前沿。

经济发展的全球化、计算机的迅猛发展、数学理论与方法的不断扩充,使得数学已经成为当代高科技的一个重要组成部分和思想库,数学已经成为一种能够普遍实施的技术。

建立数学模型的步骤

1、模型准备

首先要了解问题的实际背景,明确建模目的,搜集必需的各种信息,尽量弄清对象的特征。

2、模型假设

根据对象的特征和建模目的,对问题进行必要的、合理的简化,用精确的磨衫歼语言作出假设,是建模至关重要的一步。如果对问题的所有因素一概考虑,无疑是一种有勇气但方法欠佳的行为,所以高超的建模者能充分发挥想象力、洞察力和判断力,善于辨别主次,而且为了使处理方法简单,应尽量使问题线性化、均匀化。

3、模型构成

根据所作的假设分析对象的因果关系,利用对象的内在规律和适当的数学,构造各个量间的塌卖等式关系或其它数学结构。

这时,我们便会进入一个广阔的应用数学天地,这里在高数、概率老人的膝下,有许多可爱的孩子们,他们是图论、排队论、线性规划、对策论等许多许多,真是泱泱大国,别有洞天。不过我们应当牢记,建立数学模型是为了让更多的人明了并能加以应用,因此愈简单愈有价值。

4、模型求解

可以采用解方程、画图形、证明定理、逻辑运算、数值运算等各种传统的和近代的数学方法,特别是计算机技术。

数学建模30种经典模型

一、机理分析法 从基本物理定律以及的结构数据来推导出模型.

1.比例分析法--建立变量之间橘李函数关系的最基本最常用的方法.

2.代数方法--求解离散问题(离散的数据、符号、图形)的主要方 法.

3.逻辑方法--是数学理论研究的重要方法,对社会学和经济学等领域的实际问题,在决策,对策等学科中得到广泛应用.

4.常微分方程--解决两个变量之间的变化规律,关键是建立"瞬时变化率"的表达式.

厅伍慧5.偏微分方程--解决因变量与两个以上自变量之间的变化规律扮答.

二、数据分析法 从大量的观测数据利用统计方法建立数学模型.

1.回归分析法--用于对函数f(x)的一组观测值(xi,fi)i=1,2… n,确定函数的表达式,由于处理的是静态的独立数据,故称为数理统计方法.

2.时序分析法--处理的是动态的相关数据,又称为过程统计方法.

三、仿真和其他方法

1.计算机仿真(模拟)--实质上是统计估计方法,等效于抽样试验

① 离散仿真--有一组状态变量.

② 连续仿真--有解析表达式或结构图.

2.因子试验法--在上作局部试验,再根据试验结果进行不断分析修改,求得所需的模型结构.

3.人工现实法--基于对过去行为的了解和对未来希望达到的目标,并考虑到有关因素的可能变化,人为地组成一个.

怎么建立数学模型

所谓提炼数学模型,就是运用科学抽象法,把复杂的研究对象转化为数学问题,经合理简化后,建立起揭示研究对象定量的规律性的数学迅缺关系式(或方程式)。这既是数学方法中最关键的一步,也是最困难的一步。提炼数学模型,一般采用以下六个步骤完成:

第一步:根据研究对象的特点,确定研究对象属哪类自然事物或自然现象,从而确定使用何种数学方法与建立何种数学模型。即首先确定对象与应该使嫌昌判用的数学模型的类别归属问题,是属于“必然”类,还是“随机”类;是“突变”类,还是“模糊”类。

第二步:确定几个基本量和基芹改本的科学概念,用以反映研究对象的状态。这需要根据已有的科学理论或假说及实验信息资料的分析确定。例如在力学的研究中,首先确定的摹本物理量是质主(m)、速度(v)、加速度(α)、时间(t)、位矢(r)等。必须注意确定的基本量不能过多,否则未知数过多,难以简化成可能数学模型,因此必须诜择出实质性、关键性物理量才行。

第三步:抓住主要矛盾进行科学抽象。现实研究对象是复杂的,多种因素混在一起,因此,必须变复杂的研究对象为简单和理想化的研究对象,做到这一点相当困难,关键是分清主次。如何分清主次只能具体问题具体分析,但也有两条基本原则:一是所建数学模型一定是可能的,至少可给出近似解;二是近似解的误差不能超过实际问题所允许的误差范围。

以上就是如何建立数学模型的全部内容,1、模型准备 首先要了解问题的实际背景,明确建模目的,搜集必需的各种信息,尽量弄清对象的特征。2、模型假设 根据对象的特征和建模目的,对问题进行必要的、合理的简化,用精确的语言作出假设,是建模至关重要的一步。

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