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数学建模的超强作用!

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发表于 2009-9-9 19:19 |只看该作者 |倒序浏览
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数学建模可以轻松解决很多难题哈!更有个人这么用数模,在以论坛上看到的:
' V7 w; {: G4 C/ n! }5 g$ K" V男生追女生的超强数学建模分析* l/ g! t* D- E
问题分析 2 l3 G% z1 v; g# l4 O; R0 e9 l2 O

% ?& v- q3 K, K. l    男生追女生,对男生来说最重要的是学习、爱情两不误。因此我们引进男生的学业成绩函数Y(t)。 ! D* M" u' @  ~' `. G( M7 G' k; O

4 r# f8 x, E4 h) M5 b    首先,我们不考虑男生的追求攻势,则影响该函数的因素主要是两个人的关系程度。为了便于分析,我们将两人的关系简化为女生对该男生的疏远度,于是引入疏远度函数X(t)。 - K2 {9 c3 U% e2 b

  d, d; K3 H. q5 N, `    问题就转化为求解Y(t)和X(t)的相互作用关系。利用微分,很容易就可以求出两者的关系。但现实中男生可能会对该女生发起一轮轮的追求攻势,因此还要考虑到追求攻势对模型的影响。而追求攻势又与女生的疏远度有关,可以简化地将两者看成是正比关系。将追求攻势加入到模型中,就可以找出攻势与Y(t)和X(t)的关系了。
) g& ]& Y& u0 F1 ^% \* s( N4 K5 `7 ^. j. J, E$ t) q- ~3 c: U
模型假设 # l$ d. e0 V# R) o2 i7 o/ t7 K
    1、t时刻A君的学业成绩为Y(t);
( {6 n+ K4 n7 N2 m; W    2、t时刻B女对A君的疏远度为X(t); $ M3 F, i8 }6 M' j) d( N
    3、当A君没开始追求B女时B女对A君的疏远度增长(平时发现的A君的不良行为)符合Malthus模型,即dX/dt=aX(t)其中a为正常数。 3 n$ Z% s0 S, o  ]
    4、当Y(t)存在时,单位时间内减少X(t)的值与X(t)的值成正比,比例常数为b,从而 dX(t)/dt=aX(t)-bX(t)Y(t)。
* Z# _- y- J. `( P+ a2 }- w    5、A君发起对B女追求后,立即转化为B女对A君的好感,并设定转化系数为 α,而随着的A君发起对B女的追求,A君学业的自然下降率与学业成绩成正比,比例系数为e。于是有dY(t)/dt=αbX(t)Y(t)-eY(t)。
5 l  Q; ^2 F2 l& \0 n- \% N
: I4 D' y! e! ], z; m: l' c! ?  `模型构成 2 O2 i* ]. F7 z

) Y. }( B6 U- S( x    由假设4和假设5,就得到了学业与疏远度在无外界干扰的情况下互相作用的模型:
$ B$ }& S; V: A6 y5 G    {dX(t)/dt=aX-bXY;dY(t)/dt=cXY-eY} 其中c=αb. (1) & N5 l) U( G% {7 C; l, |
% x6 U1 t) Y% V/ X# U) Q
    这是一个非线性自治系统,为了求两个数X与Y的变化规律,我们对它作定性分析。令{aX-bXY=0;cXY-eY=0} 解得系统(1)的两个平衡位置为:O(0,0),M (e/c,a/b)。从(1)的两方程中消去dt,分离变量可求得首次积分: - |9 e, b' ~- ^
    F(X,Y)=cX-dln|X|-aln|Y|=k (2)
: g" @) H/ Q& y+ j
8 [- @7 p( e  x& w/ c$ J) `3 b    容易求出函数F(X,Y)有唯一驻点为M(e/c,a/b)。再用极值的充分条件判断条件可以判断M是F的极小值点。同时易见,当X→∞(B女对A君恨之入骨)或Y→∞ (A君是一块只会学习的木头)时均有F→∞;而X→0(A君作了变形手术,B女对他毫无防备)或Y→0(A君不学无术,丝毫不学习)时也有F→∞。由此不难看出,在第一象限内部连续的函数z=F(X,Y)的图形是以M为最小值点,且在第一卦限向上无限延伸的曲面,因而它与z=k(k>0)的交线在相平面XOY的投影F(X,Y)=k (k>0)是环绕点M的闭曲线簇。这说明学业成绩和疏远度的指数成周期性变化。
9 |. z; R3 v( ?3 `1 B7 f+ o7 k
& c# R( ^9 \" {! E: R# @% C结果解释
! p4 f: J& J" F9 ?/ Z
* v' o+ k  C4 e  X    从生态意义上看这是容易理解的,当A君的学习成绩Y(t)下降时,B女会疏远 A君,疏远度X(t)上升;于是A君就又开始奋发图强,学习成绩Y(t)又上升了。于是B女就又和A君开始了来往,疏远度X(t)又下降了。与B女交往多了,当然分散了学习时间,A君的学习成绩Y(t)下降了。   g" Y2 r: j7 h% ?6 x; l1 z1 N
$ k* y! g3 s/ i2 I7 X3 f2 W3 R' E2 |
    然而我们可证明,尽管闭轨线不同,但在其周期内的X和Y的平均数量都分别是一常数,而且恰为平衡点M的两个坐标。事实上,由(1)的第二个方程可得: dY/Ydt=cX- e,两端在一个周期时间T内积分,得:
8 g! {* S$ j' `- D; [! z    ∫(dy/Ydt)dt=c∮Xdt-dT (3)
  _  B) J! P' ?  z# _5 y
8 N3 e' A) ~+ m" r5 e    注意到当t经过一个周期T时,点(X,Y)绕闭轨线运行一圈又回到初始点,从而:∫(dY/Ydt)dt=∮dY/Y=0。所以,由(3)式可得:(∫Xdt)/T=e/c。 , A* r9 C8 ?, g' M1 ]' M: v

6 l0 D9 }; S8 F7 ]' ]    同理,由(1)的第一个方程可得:(∫Ydt)/T=a/b。 ! W5 {: w* N' T6 x: Z
- a* h$ S# T" B9 W4 m
模型优化 9 D/ Z2 ]7 T5 ]6 F

% v, i- f% T+ t( r6 J! Z    考虑到追求攻势对上述模型的影响。设追求攻势与该时刻的疏远度成正比,比例系数为h,h反映了追求攻势的作用力。在这种情况下,上述学业与疏远度的模型应变为: ' R6 p, [* j0 D) Q* L4 {- A9 s
    {dX/dT=aX-bXY-hX=(a-h)X-bXY;dY/dt=cXY-eY-hY=cXY-(e+h)Y} (4) 0 G* n( ^7 q+ e0 b" @0 V7 W, _( E
: U5 \% y2 B3 K& q( i, G0 `4 T
    将(4)式与(1)式比较,可见两者形式完全相同,前者仅是把(1)中X与Y的系数分别换成了a-h与e+h。因此,对(4)式有 # |6 k9 f0 Z( l
    x’=(∫Xdt)/T=(e+h)/c,y’=(∫Ydt)/t=(a-h)/b (5) , |+ v4 g9 n4 n( J8 K$ W6 `+ v

+ P  v- _/ Y. W0 c; u% y    利用(5)式我们可见:攻势作用力h的增大使X’增加,Y’减少。
. z  z5 v  Z1 |. F3 |0 l/ L4 ]
9 _+ d# c) i  P& r我们的建议 3 ^4 u# w) c2 w+ A

& u3 X3 G$ H/ c" m    考试期间,由于功课繁忙,使得追求攻势减少,即h减小,与平时相比,将有利于学业成绩Y的增长。这就是Volterra原理。 此原理对男生有着重要的指导意义:强大的爱情攻势有时不一定能达到满意的效果,反而不利与学业的成长;有时通过慢慢接触,慢慢了解,再加上适当的追求行动,女生的疏远度就会慢慢降低。学习成绩也不会降低!
! V* G& M; N7 ~6 T$ T: u0 _$ F以上资料来源于赛才网7 }$ T( |2 f, J- g, V4 _
路径:赛才网=》赛坛=》MCM论坛
0 ^7 B) P! _. j& l, Q2 o4 b% x9 U; q- B; k# m. X0 a0 F
哈哈,牛人一个啊!
zan
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