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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
. R6 Y! f' \$ x
k! ^. w3 t0 D1 X* Z4 J- N# t: @- d- m+ f4 Y1 r1 ?
' G. l; ] z) Y. V9 ]+ @
A题 安全的后视镜$ ~5 L8 t/ F1 Z& o) h9 k0 t) o1 ^
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
9 g5 e; h+ t& i9 |& v i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5 ]3 L$ \/ n* U5 \6 A
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.
" J8 X) v/ d% I$ a' _& a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.
, V) w. x z- R6 q+ X! [6 w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9 n% D1 e0 k1 R3 E/ l' 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: ]+ i" j4 V5 {, K- t+ h
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 _/ Z9 R6 i& n4 Y% s I" t% i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0 U9 `1 }* ], U) ]& Y" G" P
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9 D8 F- I0 v' M: U: }1 l: o" l2 s
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
" Q& V$ q' f$ Q% D9 `( x+ Q0 l0 j/ a& k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6 ]" Z3 \$ H& Q" F# [ ]
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+ I9 B* C- E/ n6 ~: U
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( ?0 Q2 T- W6 g2 l' U
能也会有所不同.* z& t9 r7 E# y0 ~- M
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# z8 V# G* z5 [6 |
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
% n9 N2 W4 B& ~' B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* h( \# {7 X9 ^" U! w
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
6 M7 _8 ]+ X4 F6 X! U& h9 m: Q0 A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
* f8 i4 Z0 q h( H% h7 e% E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
* [& H3 ?" p, J- X, Q应的国家标准./ A* V+ y( H0 k, d$ K( u. M' K
17 K8 I% C) L+ q3 r
图 1: 变曲率后视镜的例子& j8 p: Y: |) A. l. ]- C
. J7 t* `3 c3 O2 M' A! u$ J# l; b3 `2 [# U
B题 岁月的印记# x# Y0 W6 g; p' j
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
4 o* f' Q4 k1 i9 t' h& I# @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9 n' J' U- t/ a/ I, H( d$ o
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- ~3 z6 w+ u- G8 _
来也就越困难.0 X" m% G5 b. |/ V& I- |
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
" [8 w4 f2 s- Y( Z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
! M6 N: g0 C5 X4 Y% G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.5 p3 n% R& V5 |3 m
" x. j5 M- J7 o9 y: g8 E
$ n3 T4 o: g4 X0 K3 OC题 移动端考研产品的春天真的到来了吗?
( b! t9 w* e% s; e% N! C2017 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4 L1 N( v/ T6 F5 @" Z/ _2 @# M
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
! J# s$ o* b0 @& w$ `; 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
9 E2 `' p* Z) K4 D4 N6 T9 [9 s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4 I# K+ ^3 ~0 W! }* o" S
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
& E) @) e7 m. X1 D! q+ a' N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6 o4 A) M5 D/ @& {5 b
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( X4 w' o5 ^" I
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: ]/ J9 P0 U9 B8 I0 N( M9 q2 r: g
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3 d9 V& V/ Z0 K
你建立合理的数学模型解决如下问题。' ~ W l: d- u" s6 ^
第一阶段问题:, P4 h1 J+ c/ \ O1 B" u
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( e$ X6 W3 V1 `: J( o2 y; ]2 ]7 `
的主要因素。" B* M* t+ d0 {5 A
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 T. x" Y9 m$ Q$ k, h' G+ m2 X市场占有率。. F. b( V/ u+ V9 C3 D6 u' o Y
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
0 ^% Y8 T% ~) q" S* c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。- Y- D: ~$ U5 c6 p& P0 c
. ?6 P. A/ u- VD题 教室的合理设计
( o! w4 [: p7 V. i; G" G. P$ b) e: k) z(本题仅限中学组和专科组选用)
; I# E) c W$ Q8 U6 c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
, v, I! D, ]* ]5 M) [ D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( F& t7 w9 G, c, q! h
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0 _! C1 E% b8 M9 f4 X
分别提出了三项要求,分列在下面的问题中。
# l0 ~ c2 e8 w/ K; W& `) g* k第一阶段问题:
. a8 N. Q% V4 R. y: f6 f1. 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
2 z& _! t- i+ f( p0 g5 f) H- z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
+ D2 r2 U0 C \3 \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1 W% e' D' C0 r! C$ h0 M2 E1 D+ O
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
, p- @+ |& Y: w; S" d A1 ~! ~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: R C A6 v) P) c: K& t' m; G6 \6 O
设计中可以忽略墙占用的面积。
, R0 w! k$ a# }7 _% K2. 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。2 P0 @* A$ M( T" `8 ^2 p0 |2 R
3. 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
e2 j- J, d& O& J室。' C( P Y% o& { L# x. l
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