数学建模学习笔记（7个建模实例讲解）

浅夏110

初等模型（初等数学方法建模）
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1.    席位分配：

- y3 V# F6 e1 D8 e0 q6 d( z6 Aa)      问题描述：三个系学生共200名（甲系100、乙系60，丙系40）。代表会议共20席，按比例分配，三个系分别为10，6，4席。
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b)     问题存在：现因学生转系，三系人数分别变为：103，63，34.问20个席位如何分配？才能使得尽量“公平”。

5 M  k; I- y$ g0 J$ Z" n$ ^  Rc)      解决方法：提出不同的假设，进行不同方法的讨论，对不同方法进行对比分析（满足哪些公平条件），得出结论。


2.    双层玻璃窗的功效：
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a)      问题描述：双层玻璃窗与同样多材料的单层玻璃窗相比，减少多少热量损失？
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6 b9 a: d$ Y% ^b)     问题假设：热量传播只有传单，没有对流；T1，T2不变，热传导过程处于稳态；材料均匀，热传导过程处于稳态。

c)      建模：热传导定律模型。（有公式）
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d)     分析：属于“测试分析“类型，建模分析，计算得结果，下结论。
* C; ?* R1 l) ~( k* _
e)      延伸：考虑实际情况，进一步分析下结论会更好。
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3.    划艇比赛的成绩：

a)      问题描述：对四种赛艇（单人、双人、四人、八人）4次国际大赛冠军的成绩进行比较，发现与桨手数有某种关系。试建立数学模型揭示这种关系。

, r; }& }- x3 vb)     属于统计，数学模型拟合类型；
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( B! \8 D9 P7 V5 T" l% Vc)      问题分析：赛艇速度与桨手数量之间的关系：前进阻力与前进动力等
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) K. S5 ^+ D7 ~/ C/ Bd)     问题建模：作出假设，运用合适物理定律建立模型；
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5 L3 e6 j; Z0 w3 l4 Je)      模型检验：最重要的一部分！即通过实际数据，使用最小二乘法进行模型检验！     
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4.    录像机计数器的用途：机理分析
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a)      问题描述：经试验，一盘录像带从头走到尾，时间用了183分30秒，计数器读数从0000变到6152.
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问在一次使用中录像带已经转过大半，计数器读数为4580，问剩下的一段还能否录下一小时的节目？
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8 R( C, _) ?1 q  J! o- rb)     要求：不仅回答问题，而且建模计数器读数与录像带转过时间的关系；
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; w3 Q+ N9 ]: c2 z- n2 Lc)      思考：计数器读数是均匀增长的吗？
4 X, j" c9 V. Q. ~0 m( V
d)     问题分析：通过实际观察录像机计数器的工作原理，发现问题实质；之后进行模型假设，与已有物理知识，进行建模，确定参数，之后进行实际模型检验！


5.    实物交换：
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5 a9 [$ z: X& Ca)      问题描述：甲有物品X，乙有物品Y，双方为满足更高的需要，商定相互交换一部分。研究实物交换方案。
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b)     根据实际情况建立二维模型：(x,y)表示；
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c)      根据不同假设，进行不同建模处理。
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6.    传送带的效率：物理实际模型
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a)      问题描述：工人将生产出的产品挂在经过他上方的空钩运走，若工作台数量固定，挂钩数量越多，传送带运走的产品越多，在产品进入稳态后，给出衡量传送带效率的指标，研究提高传送带效率的途径。
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, L# P9 H% X" o9 t# F- |b)     问题分析：进行假设，之后因为衡量指标需要自选，所以需要根据实际情况做决定，确定指标。

3 p0 r, Q  @5 j5 d7 gc)      模型建立，提出提高效率的途径。

5 q' M! p# b) r7 D8 i4 Y( t
7.    起帆远航：

a)      问题描述：帆船在海面上乘风远航，确定最佳的航行方向及帆的朝向。

9 {# ~9 \9 c* K( y! F! yb)     简化问题：海面上东风劲吹，设帆船要从A点驶向正东方的B电，确定起航时的航向，以及帆的朝向。

c)      问题分析：完全根据实际情况进行受理分析，进行模型建立，并求解。

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总结：
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1.    席位分析：进行不同假设，得出不同模型，进行对比分析；
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) h0 E! |) W# B& C4 m/ c2.    双层玻璃窗的功效：合理假设，根据已有物理知识，进行模型建立，分析不同情况，下结论；

3.    划艇比赛的成绩：合理假设，根据已有物理知识，进行模型假设，再实际数据可测量的情况下！进行模型检验！最后下结论；

4.    录像机计数器的用途：“机理分析”实物真实物理情况！之后进行假设，模型建立，参数估计（经常使用最小二乘估计），最后进行模型检验，之后下结论。
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# ?. x' h% D# y$ x9 e/ V5.    实物交换：二维建模，不同假设，不同原则，不同处理方式。
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6.    传送带的效率：根据实际情况，与已有知识，进行合理假设，建模分析，此题重在提出“提高效率”的途径！
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7.    起帆远航：根据实际情况，进行受理分析，在一定合理假设的前提下，进行模型建立并求解。

以上列举了一些基本的模型建立的方式，当然实际比赛中的题目不会如此简单，但通过其还是能稍微体会建模的实际意义与内涵。