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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
& O8 a9 |" c7 x: u* v- ?6 A0 J& Q% A" g8 {% Q
! N, N; a( w8 o# {3 S3 R6 ]. I* S% A$ K+ h0 L1 Z2 t2 J
A题 安全的后视镜' x4 e( y/ @) b3 Z2 O; z4 Z" c2 p
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6 j w$ C7 y# X6 ^0 D
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6 C/ F2 p8 U! Q. ^* m+ _* j
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.
% X# H4 Q% Q( \( d) W! u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.
0 {! W4 A# M6 ~ S/ v' B r3 B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
- d; V* l2 u2 k- j2 c# Q9 ~5 I7 ?4 [' {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; K$ N$ m- I- c8 {+ H7 \( D8 c7 w
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.
: u# ]1 L1 {) E4 t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
6 ~1 L+ x4 R0 D) a' Y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
& d; M. u9 u" y- ]! E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
' e- d+ s& a( c/ ]9 s8 z: u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
n5 n4 k; w5 K* P& _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
6 s: `' a0 t C9 ~5 k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
4 @0 Q4 [; ~4 t3 J+ G& v6 ?! ^能也会有所不同.
' @* g9 x! {/ I( |% r" j+ V7 t1 P$ ]2 s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
5 ~8 c$ P. r3 B5 M" f0 v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& t! }5 ]5 | U( V
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$ l/ j& V8 I3 m6 u7 A4 U
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; d& ~5 k8 Q. G; _9 P* x- F" b7 ^
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5 O+ q+ |) Z4 X- v5 _" {
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; r, W) i- F' `" A, m) i
应的国家标准.9 W+ N( F, Z# V
1" z4 s9 ~* ?2 u/ M9 M, t9 D
图 1: 变曲率后视镜的例子" H1 z: M8 j" ^, {! w) a3 O, v
( l+ _% B- X2 W ^ G; M P# p: q% Y+ ?) ?4 t T& D
B题 岁月的印记/ j" n' B3 N1 [3 G
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; n; G3 L l5 Y$ }1 M" `
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$ d& x3 s5 ]9 a3 f! _' T. O* D
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
4 ~, k0 {' A: Q' K& [) S& D# m8 H& t来也就越困难.
+ V2 F! Y, `0 Q% `* 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
' h$ J6 e$ Q3 @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1 A0 M) u+ X: K/ C/ u5 T! \
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.
* c( k2 b8 @( q% I3 |* W8 J' ~9 B `) ?* D$ g
6 @9 i+ C1 A& U" o
C题 移动端考研产品的春天真的到来了吗?( o2 H: _& @: c# t3 q" D6 p
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
1 E' H! p2 @& m+ l/ R1 k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, A& [5 V! Y8 i, M# i% l& X
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
2 R" F$ _4 E( C. ~8 N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$ q) S$ n0 P- g* E! S( _: w9 d
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
t: r* M# N. N6 _% ~5 t( ]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
2 |( n5 S- ~2 T- n2 i ~3 S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" U5 \0 e) }9 k1 v& s: t, d
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
; B& ]( {( R: h! `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# A4 Q3 R1 A, Z' F. ^
你建立合理的数学模型解决如下问题。
: ^5 y5 o$ ^3 h2 M; C9 N第一阶段问题:( B) K# E* M; a1 Q8 v8 K
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! B3 W- m7 j: T Z" r5 d
的主要因素。
0 i& c% Z% ~+ |7 @4 `5 N8 t6 j, w7 v2. 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% c# g6 u; a5 S8 h) v
市场占有率。
9 C$ Q, c/ s- u& S( J, R3. 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
- R( @ }2 V6 s3 \1 l% B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。" v1 u" t, E" X! u9 H
* a+ r, r& x4 f) PD题 教室的合理设计2 a( t' P% s, | R0 B: w' d
(本题仅限中学组和专科组选用)5 Y2 f- @1 c" S. g5 `
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
4 s! _$ b1 ?( X# A1 f6 A5 j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
. G c' T7 c, E: P" z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7 v8 G1 g3 g; H8 N* N5 X% D
分别提出了三项要求,分列在下面的问题中。 ; x. S3 q+ h4 s, [) x
第一阶段问题:8 O( a0 s: h/ U. x, e \, c+ Q# k
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
% k6 [1 }% }. }- U1 Z& E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
; q$ _* {3 D# c5 V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/ C1 G$ S+ o9 H3 S6 [$ x( L
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
+ Q% Y% B' A9 Q0 I, Q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
, \; J: B# S/ Z9 o$ |4 } X3 }3 \1 |设计中可以忽略墙占用的面积。
6 E- j2 Z. F+ t1 u2 T) Q2. 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。! l7 _2 Z* F: k# h# G
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
8 l5 b5 z: ?2 D5 U' z! X4 W室。/ }: r8 N3 E1 j+ d7 K
- ~1 K3 G$ g* C& G- L q! Q# ?# J: p0 Z# }2 x T
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