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2017第十届“认证杯”数学中国数学建模网络挑战赛第一阶段赛题发布:无体力赛题下载地址:www.tzmcm.cn* m) Q) l' X. `: y& ?2 I
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- u6 s/ I8 R+ \+ R# [7 k; A* Q6 X5 x0 a3 T2 l- Q- H
A题 安全的后视镜
) K) B& h( A/ d汽车后视镜的视野对行车安全非常重要. 一般来说, 汽车的后视镜需要有" {. j& l6 Q" b+ W4 K" L( ]
良好的视野范围, 以便驾驶员能够全面地了解车后方的道路情况. 同时, 后视' A5 R1 d" G3 [/ M: W* L" K6 p, L
镜也要使图像的畸变尽可能小, 以使驾驶员能够准确地判断距离.8 H4 B% x" f9 U7 i* n+ ^
如果汽车的后视镜使用平面镜, 图像没有畸变, 对距离的判断十分准确.( e9 Q( n! i. N h5 ~
但是当镜面大小受限时, 视野相对较小. 如果使用凸面镜, 可以以较小的镜面( {; U: s. k" ~' _0 { {) {
获得更加宽广的视野, 但是图像存在畸变, 很难准确判断镜中物体与自己的+ g9 C+ G. y. P# {7 y! }; Z
距离. 有的镜面是由平面镜和凸面镜拼合在一起组成, 意图兼顾两者的优点.3 }% ~) i) U" G( b$ E5 E/ |2 j; a
但事实上, 驾驶员在观察后视镜时, 两者很难同时看清. 较受欢迎的做法是构
, u! N' m' n+ H造一个变曲率的后视镜, 使后视镜可以兼顾两者的优点, 也降低了观察和距# L( Z# b/ v, z' I" M0 q$ g5 z I( q: J
离判断上的难度. 目前市场上有售不同设计的变曲率后视镜. 最常见的是一, D% Q6 x0 [- R7 w
种双曲率后视镜, 内侧接近平面镜, 外侧则是一个凸面镜, 在它们之间进行了7 `0 K# Y9 d8 W2 e6 u. b& A
平滑的过渡. 图 1 是两个例子, 为了便于驾驶员对距离进行判断, 镜中由虚线/ ?% ]9 N0 K/ E5 v1 S9 N
或细实线示意了不同曲率的镜面间的分界线. 它们的具体设计有所区别, 性
) P# E5 P6 _! A) g& S- y能也会有所不同.
& O& C) ?- J' W第一阶段问题: 对典型的小型家用轿车而言, 共有三面后视镜, 左右车门的
" A% L$ K/ a/ D7 y外侧各装一面外后视镜, 车内正中还有一面内后视镜. 假设两面外后视镜都" K; `( s- r/ F0 {) R- j
设计成如图 1 所示的双曲率后视镜, 请你建立相应的数学模型, 对外后视镜
6 {/ L2 a8 R* _给出优化的设计方案, 包括镜面的曲面外形以及分界示意线的位置. 并以一
* E" }- G; ?7 h种现有的轿车为例 (可自选), 给出具体的计算结果, 镜面的轮廓可以沿用现有
/ f$ z$ c# K6 ~6 M) q" L的设计. 由于我们只做理论上的研究, 所以在设计时暂不需要考虑和遵循相
5 {* u) E6 _9 N, L应的国家标准.1 p1 ~9 c [: V! l2 Z) |
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- R- ~7 v* ]; `$ B4 _图 1: 变曲率后视镜的例子0 X( d, Y' v- e" J$ ?
' j2 A4 V# o4 B. `5 B( G( {
5 x9 z2 |) D* `2 v7 \B题 岁月的印记
2 ]" _/ K9 V( d; d3 R* Z5 @: F对同一个人来说, 如果没有过改变面容的疾病、面部外伤或外科手术等经! m+ ~7 Y- h: K: F ]: u- ?0 O
历, 年轻和年老时的面容总有很大的相似性. 人们在生活中也往往能够分辨) q9 k( u" E ?
出来两张不同年龄段的照片是不是同一个人. 当然, 年龄段相差越大, 识别起
: y: h/ x. K4 b( ?% ]来也就越困难.* [! u# V3 ~' [( B0 F! H) ~0 _
第一阶段问题: 请你建立合理的数学模型, 当我们给出两张不同年龄段的面0 H. W- w+ }! q$ Q* `, f: O
部照片时, 可以通过算法来自动识别是不是同一个人. 为简单起见, 我们可以
# j3 z& X& N- \- r假设两张照片都是标准位置和标准光线下拍摄的, 例如都是一寸证件照.
3 `4 t+ G, S8 S) e+ {, _
. A( t- H' ~7 h, f. M" S# ]; m& b T
" i, Q5 s) {. C1 r: i' I' A, `C题 移动端考研产品的春天真的到来了吗?
( `* O+ w9 g R2017 年的全国硕士研究生招生考试共有 201 万人报名参加,比去年增加
# f0 T. `* F7 A4 X3 { J" K了 24 万名考生,增加 13.56%。看起来新一轮的考研热潮即将到来,而考研教* Y: ^0 \' B$ j
学和培训的市场也发生了巨大的变化。移动互联网时代的到来,使得许多考
' f3 ~4 w* O8 t研教学活动转移到了手机等移动互联网平台。现在的线上学习市场中,纷纷, Y# t' C% @1 p4 ~
涌现了依托于移动互联网的产品,如教学 app,手机题库,单词本,错题本或, z" Z, U& D: T7 N7 `' y- U
依托于现有移动端视频平台的直播课程等。移动端产品的使用人数较 PC 端- T2 E! M7 _" w# v
更高,使用时长更长。国内某知名考研网站为了深入了解移动端考研产品的
8 y& B( Z" i K$ v6 Q+ X市场占有率和发展趋势,开展了网上问卷调查,问卷格式如附件 1 所示。共收
+ m0 s0 z& q' ~集有效问卷 38182 份,我们从中随机抽取出 10000 份样本形成了附件 2。请
8 A L/ K; [: }你建立合理的数学模型解决如下问题。
4 {+ @. i, @' I5 B0 O4 ~" B第一阶段问题:
N/ i$ i7 j, }1. 请依据附件 2 中的数据进行数据挖掘,找出影响移动端考研产品发展" R0 l1 w: z: N- Y% w( m9 H
的主要因素。- u0 e f1 W$ @1 N: x
2. 请估计移动端考研产品的合理价格区间,预测移动端考研产品的潜在
7 R( [/ B. i5 ]. H2 G) {0 N市场占有率。
) ~9 x1 X) k4 u" T- \( F, S8 J% F) Z3. 请选择一个高校相对较多的城市作为研究对象,充分考虑经济、社会 w) I( e2 a# N
情况和考研教育的特点,评价移动端考研产品投放的可行性。
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6 Y( i9 V) I6 r; ]7 ED题 教室的合理设计6 k- H# ?3 V; A G
(本题仅限中学组和专科组选用)% W7 E. c3 b6 y! o8 u
某培训机构租用了一块如图一所示的场地,由于该机构开设了多种门类
1 f+ n1 _( z1 v+ @2 z }的课程,所以需要将这块场地通过加入一些隔墙来分割为多个独立的教室和7 v8 L- z9 I2 R: x) M, }
活动区。请你建立有效的数学模型,为该机构完成合理的教室设计。对设计* U3 d5 s( {! z; T5 P/ K
分别提出了三项要求,分列在下面的问题中。
4 y& A# M# d8 K) c第一阶段问题:
$ d# q7 X5 o- e1. 需要分割出 4 个能容纳至少 30 个座位的教室,2 个能容纳至少 4 个
) d. H3 E, o1 c座位的接待室,不少于 10 平方米的储物空间,不少于 10 平方米的休息区,不
: r* g. R; N' e+ o) L0 t I少于 5 平方米的前台接待区。教室之间,教室与接待室之间的出入不能相互
N. M# @& e/ [; w% k影响。假定每个座位占用的空间为 0.8 平方米,每个教室的第一排和黑板之5 P# T) Z9 ~( a* Q3 D: {
间的距离不能小于 1.5 米。门的开关需要占用 0.6 平方米。为了简单起见,在
$ o9 q, R/ ^: [! ~4 M' R) A7 M+ s/ m设计中可以忽略墙占用的面积。
9 l0 @6 y0 b% D2 s! A7 d2. 在要求 1 的基础之上,考虑让教室能容纳的座位数尽可能的多。
/ w& [" s% T" A. ^6 w! ]* t9 l3. 在要求 1 的基础之上,考虑分割出尽可能多的能容纳 30 个座位的教
( k1 {: y) m; h( p: F室。7 D d5 v. J3 X: {9 m4 U; a8 J, f. p$ z3 O
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