2016第九届“认证杯”数学中国数学建模网络挑战赛第二阶段赛题发布

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2016第九届“认证杯”数学中国数学建模网络挑战赛第二阶段赛题发布：无体力赛题下载地址：www.tzmcm.cn
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2016 年“认证杯”数学中国数学建模网络挑战赛
第二阶段
7 V: ^! T% b8 \; sA 题洗衣机
洗衣机是普及率极高的家用电器，它给人们的生活带来了很大的方便。家
用洗衣机从工作方式来看，有波轮式、滚筒式、搅拌式等若干种类。在此基础
8 v$ j& F$ G. w4 w. l& l, @6 T- A上，各厂商也推出了多种具体方案，设计了不同的几何及运转参数，诸如波轮
# I/ T, N* z, v8 X3 b的外形、内筒的内壁形状、旋转方式和转速等。不同设计方案的净衣效能和对
# j: Q1 F" ^& ?5 r衣物的损伤程度各不相同。
4 V" K5 p9 i5 t& |; S( @第一阶段问题：
1. 请你建立合理的指标，衡量洗衣机的净衣效能和对衣物的损伤程度。
8 j$ ~5 ^: a0 T0 z& {( J5 L2. 请你建立合理的数学模型，对典型的波轮式和滚筒式家用洗衣机的工
4 m- H# F3 o. G5 \3 Y作方式进行分析，并分别估算这两种工作方式的净衣效能和对衣物的损伤程
. a* {9 Z7 Z% Y4 _, I度。为简单起见，我们可以只考虑洗涤过程，不考虑漂洗和脱水过程。
第二阶段问题： 用户总是希望洗衣机能尽量提高净衣效能，而且能够尽量减
& P3 j/ p2 i% {: \9 C7 p  Y. U小洗涤过程对衣物的机械损伤。为此，请你建立合理的数学模型，对典型的家
% p% \  _5 J1 I6 D& s+ U用洗衣机进行优化的设计。在设计方案中请说明其工作方式（可使用或改进
8 ^; f1 o. S; G, U2 f+ J常见的波轮式、滚筒式和搅拌式等，也可设计全新的工作方式），并请给出关
' |- q, X7 \% f键的几何及运转参数。

. j4 |8 p. s9 ^* p. R8 u- i+ FB 题低分辨率下看世界
3 m% a' c# g" R数码摄像技术被广泛使用于多种场合中。有时由于客观条件的限制，拍摄
* s  w5 k& \! T# R: }设备只能在较低的分辨率下成像。为简单起见，我们只考虑单色成像。假设
1 }, p! O' E. ~' I3 X2 C' h成像的分辨率为32  64，成像方式是将整个矩形视野划分成32  64 个相同
大小的矩形格子，图像中每个像素的取值为对应格子的亮度平均值。每间隔
! B/ M7 F% y, W4 R4 p  H一定时间拍摄一帧图像，运动的画面体现为图像的序列。
9 y. h/ K' v0 t" j# N  G第一阶段问题： 现在整个视野区域向某个方向缓慢运动，拍摄到的系列图像
- b9 K3 J0 M5 T5 }: I实时地传输到计算机中。请你建立合理的数学模型和算法，通过分析实时拍
: B8 @. c% a" O+ _摄的图像，使用尽量少的时间，以判断出运动的方向。
第二阶段问题： 对一副静态的图像而言，每个像素对应于视野中的一个格
# w9 h. ~* _: o. J/ Y子，每个格子内部的细节信息已经无法还原。但如果在视野移动的过程中拍
摄系列图像，我们通过对多帧图像进行对比分析，仍然有可能还原出来一些
/ P$ N" ^; n) h& b; E在单张照片中无法体现的细节。请建立合理的数学模型和算法，通过对多帧
8 X  R; C! _; P; `图像进行分析，尽可能多地还原出被摄物的细节。

% M' E( H! E) sC 题如何有效的抑制校园霸凌事件的发生
: O! D; S5 \1 }2 d( g近年来，我国发生的多起校园霸凌事件在媒体的报道下引发了许多国人
的关注。霸凌事件对学生身体和精神上的影响是极为严重而长远的，因此对
& J2 i7 {8 O6 P3 l于这些情况我们应该给予高度的重视。霸凌是各种形式校园暴力中的一种，
从某种意义上说，也是危害程度较高的一种。不同于偶发的暴力事件，霸凌行
$ r+ O3 k& Z" |8 m4 B( B5 R为通常伴随着肉体与精神的双重伤害，并且这种伤害通常会持续很长时间，
有时可能会对受害者的心灵产生终身创伤。如果没有受到专业的心理引导，
- d1 p  z7 O+ O% L/ H受害者有可能转变为报复社会的人，进而从受害者转变为施暴者，将自己的
遭遇原封不动或放大百倍地转嫁到他人身上。
2015 年6 月21 日，一段“小学生被多人围殴”的视频在网上广泛传播。据
网民爆料，浙江省丽水市庆元县几名初中生把一名小学一年级的学生关在黑
屋子里暴力殴打，并用香烟头烫伤小孩。6 月21 日晚8 时左右，著名演员陈
% h! [! a& C1 o0 z/ t. M# o坤在微博上转发了这一视频。媒体人“大鹏看天下”当晚也在微博上呼吁公
, C" w2 n& E0 K4 l5 U1 i7 i安部门立即介入，“别再手软，此类事件必须严惩，结果广为通报！” 多名网络
“大V”的关注，让这一事件迅速发酵为热点。不少网民震惊于视频中的情景，
慨叹“校园霸凌现象竟严重至此”。
科学技术的飞速发展和互联网的普及，给青少年带来的不仅仅是积极的
影响。很多初中生表示曾遭受手机、互联网上的谩骂、侮辱等新型暴力行为的
影响。网络霸凌的暴力行为由于侮辱性信息传播速度快，因此造成了更直接
6 h. r# {4 v0 g  O" F/ Z的伤害。此外，信息扩散范围速度极快，往往来不及阻止信息的传播，也来不
及保护学生，就已经对受害者造成了极大程度的伤害。
* C, M$ m& J9 S% {" H& `驱使青少年施加网络暴力行为的原因很多，但最主要的诱因还是年龄。青
少年由于年龄较小，不够成熟，不知道如何应对和转化暴力性冲动，才造成对
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自身和他人的伤害。我们设计了一次针对不同年龄段青少年的心理状况的问
卷调查，试图建立一个模型来判断青少年存在一些潜在心理问题的可能性。
调查分为5 个年龄段，这要涉及生命教育、生活方式、娱乐三个领域，分别包
! Y6 S2 t- ~2 [: y% Q括正向和负向两个框架。其中因变量被设计成一种二选一式的评价变量，使
用A 或B 来表示。自变量包括风险偏好、认知需要（包括18 个题目）、决策风
格（包括理智型、直觉型、依赖型、回避型、冲动型，这5 个维度，每个维度下包
0 f$ P0 Y" A  ~- q括5 个题目）三个主要方面，每个方面的题目可以按照选择的答案来计算相
( N) J" U; q9 |( Z应的得分。调查的结果如附件一所示。
, i6 N$ [& [( f  \: a; u/ ?& @" z4 y第一阶段问题：
& g% `$ v7 p5 R3 d. ?1. 通过统计分析，请判断各个年龄段的心理状况是否有显著的差异。
2. 请建立合理的数学模型，分析不同框架的主要影响因素。并给当地报
" T0 `  i8 U: c+ `. d纸写一份500 字左右的分析报告，阐述你对抑制校园霸凌事件发生的主要策
1 u+ A0 d$ [/ J! Y略。
' }, M2 k2 C1 B+ ]6 r4 O! I第二阶段问题：
  {4 \# s# ^2 I- Q; I3. 请你建立合理的数学模型，对于附件中的案例进行评价，评估案例中
人物存在心理问题的风险。
4. 请你结合第一阶段的模型，建立一套青少年心理问题的预警机制，并
结合实际的案例给出相应的解决方案。
# T5 m8 r) E0 X: N5 @0 h! Q
3 g3 c7 [+ M, O' p6 k3 Y( {: }D 题NBA 是否有必要设立四分线？
（本题仅限中学组和专科组选用）
NBA 联盟从1946 年成立到今天，一路上经历过无数次规则上的变迁。有
2 f9 i7 I" @) L+ U+ E8 t* s& w  c- }顺应民意、皆大欢喜的，比如1973 年在技术统计中增加了抢断和盖帽数据；
有应运而生、力挽狂澜的，比如1954 年引入24 秒进攻时限；有因人废事、“打
8 D! q0 N6 ]& F* l击迫害”的，比如为了限制麦肯，将三秒区宽度从6 英尺扩大到12 英尺，又为
了限制张伯伦，进一步扩大到16 英尺；有步步为营、小心翼翼的，比如2004
* Y' y5 f- L% C9 W7 Y年在NBDL 试行所有投篮只算两分，直至第四节最后5 分钟和加时赛才启用
三分球规则；也有弄巧成拙、朝令夕改的，比如1953 年曾规定每队每名球员
单节只能犯规两次，第三次犯规就被罚出场，实施不久之后就不了了之⋯⋯
% a4 P( I; S' k本质上，NBA 是一个以盈利为目的的商业联赛，为了最大限度地提升比赛观
. ~* @; [  ]) \" M2 d  _赏性，保证球迷们心甘情愿地掏钱买票，修改现有规则或设立新的规则都是
可能的。
79-80 赛季，NBA 开始实验性的引入三分球制，当时的原则是“仅限于常
7 q( t) g% g( S. f: O. ?规赛使用”。而在80-81 赛季，NBA 正式全面引入三分线。目前，NBA 三分线
7 Q# V4 a2 l0 J/ Y3 F1 I/ ~的最远处距离篮筐是7.25 米。值得注意的是NBA 曾在94-95 赛季将三分线
/ ], d5 e& S" q1 B+ r% {距离缩短为6.70 米，距离变短后人人都能投三分，很难反映出球员的远投能
& V1 u  T: e7 b: X; u0 k力，所以97-98 赛季，NBA 又将三分线距离改回原来的7.25 米。
四分线的推出能更全面反映出1 名射手的远投能力。2015-2016 赛季，在
) _8 n8 v. c+ `- e8 z% g28-32 英尺（8.53-9.75 米）之间，投篮最准的是快船队的贾马尔·克劳福德，总
( ]1 d+ ]8 L  j' y5 v1 L: J+ h3 a共23 次出手命中14 球，命中率高达60.9%。排在第2 位的是湖人队的肯道
尔·马绍尔，23 投11 中，命中率为47.8%。勇士队的斯蒂芬·库里则以38.1%
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" W6 ?5 [* o% J8 f' F/ v' b/ F（21 投8 中）的命中率位列第3 位。NBA 一旦引入四分球制度，投手的春天将
就此到来。那些震撼联盟的神射手们又多了一项致命的武器。此外，四分球
拉开空间之后，会让内线球员的防守压力变得更小，篮下的肉搏变得更少，更
有利于内线的大个子们保持自己的健康。　　
, y) s2 b/ c+ x8 R# f第一阶段问题：
1. 请建立合理的数学模型，量化评估NBA 是否应该引入四分线。
* W  B" G( ]! ~  R3 ~2. 如果让你负责设计四分线所在的位置，提出一个较为合理的方案。
第二阶段问题：
# K3 P: }. y/ t/ Q2 }/ U/ _3. 假设NBA 联盟决定按照你们的第一阶段的方案设定四分线。这条新
规则是否会对三分线的规则产生影响，三分线还是必要的吗？
5 ^$ u2 d% C3 f8 W. {* C4. 四分规则一旦出现，可能会改变很多人对于篮球的认识，这有可能是
% \9 G2 V% b, q# B4 x: W效率最高的一种得分方式。这会对篮球的战术产生什么影响？请举例说明。

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chenruize

资料真的不错，顶顶顶
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alcu123

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a943179453

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