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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
+ j- D U$ w9 C" v1 n. m
; M" o" v& w5 @2 H) m/ r
) C ]' O) G# ~2 e( s" p+ X' i
) x$ U* I5 F7 a4 ]- E& q$ RA题 安全的后视镜
8 _. z/ b$ a4 }$ D5 W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2 N5 T' t5 @. W4 {+ ?" F8 v9 W' m; E/ o
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
{& z$ _( N% W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.$ W' Z5 j- d0 n& k( J D4 X
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.
8 E& ]; B8 Q$ s5 z! N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
# \7 P* w0 D9 o0 n* w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' b% o# 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.( I8 D3 P* b" ~, Y4 b
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 [2 x7 R) k, E7 c/ e8 g3 c' 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
4 I0 x5 E b8 {- k9 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
g8 R* X. f+ @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- \/ m9 [6 j3 x( B3 Z9 c% W' M+ V
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
0 n y, V8 H' |- b3 S- K$ V4 \; T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# K$ k9 V1 n$ c- Q$ \1 s
能也会有所不同.: B+ f! \6 m 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. I+ o" Q3 L1 R! W: [3 E
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4 i! A6 H1 n! E6 E+ F+ q6 e. t q" z
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 N7 Q" g- f1 s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
- a6 m/ _ P6 W T+ z; t0 [# A* C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' S( ]5 m! N" X0 f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
+ _$ A$ P% F( F% s* b应的国家标准.
2 G2 r+ f9 g7 |% E. P/ a" x8 v1; c6 \( e+ j1 B
图 1: 变曲率后视镜的例子' X8 ^! k2 m4 \' {
1 Q T4 k6 q5 w5 ?* Z
, O1 y: u4 M" D P; s1 S
B题 岁月的印记
4 f; b' o: X& n' V* A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
! [( P2 I: P8 k6 w7 H% |' x9 t/ s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
# m2 G, Q/ o/ _" A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+ l" y. E% {9 m
来也就越困难.2 O! Z2 R8 j7 N1 [
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/ G& t% q5 g0 w" T/ }& P W- r
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
6 ]" _+ X) b: n0 B; V J. k. ^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.
7 E( v. Q$ b$ W( y& P H G) H/ ^( U( u. q% w& m- w+ I/ O
8 y) T0 C6 y# d4 ZC题 移动端考研产品的春天真的到来了吗?' F: E; }. Q7 U& a# u3 x. k: J/ w
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
9 l2 t7 `. Q; ]/ l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3 W7 U& S" N# f/ V t
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; t" f" H& O0 T5 j9 V
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
# S, U4 d) D( J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
! \( p# u( x8 q: a( J, X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* G! i0 j# ^7 I( 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' f% o7 r8 [' \3 ]& r& y3 E
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( _! H, k0 i! y
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
D6 P/ p6 ?/ {! b+ x你建立合理的数学模型解决如下问题。
: n* V: I, C# j/ g& D8 i' t/ E第一阶段问题:+ p/ ?! U0 v2 Q N' g7 z# l
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
" |" `) U1 ~7 r. p的主要因素。+ N4 g" p" R& R: X- O2 x& W- w# t
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
$ K3 A4 [% q; q6 r4 P5 Q市场占有率。
0 R" m( K7 d) J3. 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
9 r: \; E0 \" L2 e! p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。! \3 y# d: \! M D0 Y
( T- L. H4 c, D, ^! B9 P" C+ y
D题 教室的合理设计3 u; d) g& B2 F0 ]- _
(本题仅限中学组和专科组选用)8 ?- E# g# G2 ~# T8 G
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
' ? l) L0 f+ b8 S" h( B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9 A' I4 `, c, O) b: T
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
- u8 @0 {2 L! @! x; {' Q分别提出了三项要求,分列在下面的问题中。 - N7 p: u: k8 V, s, \ {
第一阶段问题:* T' G2 L+ c& r* j- M1 K' Z
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
% s8 T3 e* w7 G+ d# ?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
2 z" Z2 z' S, W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! }/ g1 ^+ _; j& ?
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
, U' f R/ B( K2 l$ w8 e1 z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. |* x5 p4 u2 t/ r6 r
设计中可以忽略墙占用的面积。4 }# i' h5 z; s' u- e/ J, O
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。) s9 N. A/ d5 R7 V+ ^( P
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
* t* G- x# \: e; [$ B* G室。
7 e! `& t- G! O# |9 R6 t( |. U; N$ l# {7 k3 z0 {
# ?" s5 v% j$ u Y$ m0 {
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