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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
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5 ]. `# M: T' G9 r
6 G+ O2 J) F+ N* D7 zA题 安全的后视镜
% q) s* x7 Y: }& \* s# _7 ?7 U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
' ]+ N% J* s+ X8 m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0 i+ z& p: n& l/ ~9 u
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.6 U; o# N" z; J' Y3 ?2 l
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.& v1 a+ c5 C0 H- r
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3 N3 ~" G3 X; Y8 O# U
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
# x/ L* ^+ x/ n# ?: }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.
* F( T* q& _7 }+ h- Q6 y3 M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
2 ?, F6 n0 m# q# V' l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 g, O, o5 s5 V, h
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. 最常见的是一9 ]2 a0 y6 w& M/ A
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
- ?: j! ]1 S5 j' F+ z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2 f: Z3 D: b& v7 L6 y7 j
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
9 h% M5 x* k5 m能也会有所不同.0 y1 N; C Z. l8 r/ {. \" j+ K
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
1 e* I0 M3 c$ k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
3 O+ N0 Z* ?# W- a; \+ k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5 z7 Z2 Z+ M' f9 q2 {
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
' I5 w4 p; c; z: |7 Y$ o! |; h! h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
) j$ T! |) p7 v/ a4 `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
8 I' B$ V' k9 o4 h应的国家标准.7 \0 g1 b* R. ]8 k
15 l" ?2 ]3 Z/ g7 J- k0 ~: _
图 1: 变曲率后视镜的例子' H1 M" j& d& _" d1 G3 L. _$ [' ]
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B题 岁月的印记: k; W; Z+ V2 U+ d) F
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7 Z+ _8 a3 C2 h; @, w
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
3 _1 x8 t) c1 F: R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6 k9 k: P) ^, W/ A6 e; u1 |9 L
来也就越困难.
. F8 Z1 U6 B9 a% l2 p. r4 ]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* {& {! b* Z5 L7 m) m
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
- g1 w8 N/ r! U( m' P& s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.
* Y* X5 Z# ^" j' |+ ] u9 Q; \& X. \" P, L. F
* j( N# F. C5 W$ ^0 `( S0 tC题 移动端考研产品的春天真的到来了吗?3 a% g% R1 s# g% e8 V L3 v
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5 X9 ] S4 y2 V \0 o3 @
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
( {1 ~7 v7 R, n6 h0 k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: m. k4 m- V7 O: a! h5 _
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
" L: Q- `+ l2 {/ O) G3 k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
8 y6 J/ |- i+ l: |% i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- R' D& p2 M4 H" S+ Z
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
' c) L( @( c) A+ {8 A3 a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2 \9 @# v1 {( o- D- L
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
+ z. p( F- b0 I$ s: V/ o2 }' ~你建立合理的数学模型解决如下问题。
# G# q& B/ T" e3 F/ W% b5 O第一阶段问题:9 u0 z8 @* }+ @# B
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
( C h; @6 N. r# t' c" u+ q8 M的主要因素。
6 ^8 u4 V1 n" \5 @; c$ Z: G2. 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) D; ]3 Z( A! Y- H# {% U- V
市场占有率。
- J( i5 C) M2 i( 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
* a4 |, [/ a. D' A4 B3 ~9 I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。
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6 r: p: {/ N+ X! W) _, Z, GD题 教室的合理设计
# k$ E0 V! U, \) J3 C3 R0 G(本题仅限中学组和专科组选用)
7 I' |4 O, M" b1 r+ y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+ `3 o2 C; p, V. {9 O; Q
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
0 H1 `9 z- d' s" [% ]3 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
8 I- c$ i5 E4 U3 i分别提出了三项要求,分列在下面的问题中。 , J: X- H9 s, F# `
第一阶段问题:$ Q6 L' |& }# M: P( v6 V5 {
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
' n7 c. {: q/ H" P6 Y9 N4 y6 p+ p5 v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. c1 W% P+ @0 P4 W9 [+ w0 `
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 `, `0 b, ~6 k9 ^' e% S4 U, M/ n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2 a2 e [+ j. N" P2 L
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
* Y( @% Y& t- ]2 S8 @设计中可以忽略墙占用的面积。
5 f3 E* \6 S4 u8 Y# B% a) x, L2. 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。7 k; `0 r# `$ Z, j- B+ \
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# b$ V" i3 T0 s* |% t' Q# Y
室。
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, y+ ]0 F) z: _1 o6 @2 J8 m& k& s% x- k& q0 G4 }2 u- X) ^
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