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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
! z: U; P9 W& g8 P, o$ n+ d- d) Y% L4 g3 }9 ]0 e2 z {
( w' k+ ^& h* }; [7 \: I. G) A
. B0 \' k- I0 I- w) ]! P) ?A题 安全的后视镜
( ]+ V- r. {) [+ P- X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( F1 R7 [+ j% p4 B' B5 B% C
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+ B; _- _2 m( ^! Y+ S
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.
; t/ g1 l: ^/ k9 }1 t. }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.
, L" w/ g6 w' G2 ?/ j3 K5 O; E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
+ U1 r1 O$ c% g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
1 V5 ~) i; ~* \, i3 B0 d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.
7 j" I2 A V/ `- v0 I* ]+ T: }; z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& M, a; c" m+ `3 Q" G( m# N
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
. y/ W0 D2 {# N! N' B" B" o* x3 D1 D+ M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( i; d8 t* ?2 M% q" ~
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' O* r8 Q, L8 S7 i
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 d! c u6 @) v; M% N/ W 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
7 ]/ u* R! I* _8 u) O能也会有所不同.4 ]; F* b1 u0 A6 A$ _
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- h* s8 I. s& h
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
: h+ e$ k% H' H1 `* e+ d( ]' O7 ]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
2 ?0 l6 {6 C/ K, M, 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) X# G1 m3 J6 O) {; S+ p
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$ ~& A& R: r
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
: P* v }' P. E应的国家标准.
3 |. N/ o7 }0 [/ C1 ^1
8 H2 E0 l3 |8 ^- L' l图 1: 变曲率后视镜的例子7 T; r$ s' B( u8 W
& J( c" P. ^# ~: p( R, `
) A9 o/ O" B9 t' dB题 岁月的印记
' j3 S& ^" t: h0 |3 B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$ V( X' M- C( n- 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' A$ ]# O8 m- j: q# G! d8 W0 i" t
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& N$ H6 o" V. D+ n- R, O
来也就越困难.
5 L+ x: u/ S. A+ W3 j) E! @0 h) d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; w3 r8 C0 P6 Q1 V& E, l
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
% B1 ~ I) `. S h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.
+ A9 J# q# L& \4 {; K+ O' x+ C+ Y8 M' I. [3 d4 Y! @% n
+ n2 n# M: n9 u' p9 l% _C题 移动端考研产品的春天真的到来了吗?$ [ s6 {( p- `! l. ~& A
2017 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: V2 V9 v Q, z( Y4 a; ~6 V: ^/ D
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( G0 C4 c; ^6 j$ ?, F
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7 Z& O' n0 x3 ~$ K; G* H
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% J) |4 X3 e7 J1 @( k: b- P, r/ w
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8 B& x8 l7 N8 V5 o" g' a
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
8 ]9 p7 O( r; w! v4 ^ C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
6 N, [- }" Y# {( N% a8 W+ b- W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
! V5 Q2 Q6 K6 o3 `( x' ]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 A7 m/ a7 t2 d: \
你建立合理的数学模型解决如下问题。0 W' q) l4 X- z, v# n8 `
第一阶段问题:) u* X) \( G. w+ A" N- F/ h
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
4 ~0 j. Z) t0 N' `的主要因素。' N; u6 D( t0 E/ }" L
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
8 ?# Z' f6 f! b) n" Q0 g市场占有率。6 ]' Z2 X# U9 ~% [- N) p5 k9 P9 m
3. 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
! K% N/ A( y Z/ s7 D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。
/ h& L% W& _0 r* d: Y7 J: F5 U5 V$ h, W& s
D题 教室的合理设计- U- n' f. X M$ y- t
(本题仅限中学组和专科组选用)
& S1 P- m- v$ i; M# h- j) m5 e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
) C. A: U% V& E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
! f5 m, A) q9 g- u, L* u' [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* l5 u, u: c5 s) m0 \0 j
分别提出了三项要求,分列在下面的问题中。 , x" `/ D/ i# k2 G% D- c( o
第一阶段问题: q. i0 P- `9 J& V. [- m
1. 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, t p8 a8 m" h9 v
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
7 U' @4 y1 s6 {- `: v+ Y3 J$ a# `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( z7 Q5 S* U1 \, d0 Q0 W5 f
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) m! ~4 D5 {/ u, D9 P' g: i
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. _" w* U5 S; a, f
设计中可以忽略墙占用的面积。5 j, s/ a8 E& P/ }* S9 Z/ d: c$ Z [
2. 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。
- S- b* n& n: C K% m4 ]& X3. 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 h& ~+ {! o5 M0 y
室。. y3 a; S% u7 Q5 v1 ^
) g( ~3 x& E) U1 u$ N3 ^( c) F( _( d
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4 a% A1 ], E+ x( N: c6 @ |
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