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★ 数学模型基础知识:9 i/ M: n2 o1 J, `# M
一.数学模型的定义4 D3 C C# C/ v2 v- c" Q5 ?
现在数学模型还没有一个统一的准确的定义,因为站在不同的角度可以有不同的定义。不过我们可以给出如下定义。"数学模型是关于部分现实世界和为一种特殊目的而作的一个抽象的、简化的结构。"具体来说,数学模型就是为了某种目的,用字母、数学及其它数学符号建立起来的等式或不等式以及图表、图象、框图等描述客观事物的特征及其内在联系的数学结构表达式。
( |6 s/ v* ]3 R* i二.建立数学模型的方法和步骤/ y* E3 J) G$ ]- J0 p+ s
第一、 模型准备0 I# c( Z6 ?3 E/ `/ b
首先要了解问题的实际背景,明确建模目的,搜集必需的各种信息,尽量弄清对象的特征。
% A6 X$ w0 ~! b( \; t第二、 模型假设
5 ]" e; X& I' \9 M根据对象的特征和建模目的,对问题进行必要的、合理的简化,用精确的语言作出假设,是建模至关重要的一步。如果对问题的所有因素一概考虑,无疑是一种有勇气但方法欠佳的行为,所以高超的建模者能充分发挥想象力、洞察力和判断力 ,善于辨别主次,而且为了使处理方法简单,应尽量使问题线性化、均匀化。
7 u3 `; e& v9 m# C8 ?0 i; E$ \: T第三、 模型构成 E1 r, [+ |4 c
根据所作的假设分析对象的因果关系,利用对象的内在规律和适当的数学工具,构造各个量间的等式关系或其它数学结构。这时,我们便会进入一个广阔的应用数学天地,这里在高数、概率老人的膝下,有许多可爱的孩子们,他们是图论、排队论、线性规划、对策论等许多许多,真是泱泱大国,别有洞天。不过我们应当牢记,建立数学模型是为了让更多的人明了并能加以应用,因此工具愈简单愈有价值。+ h6 S% m. W' l+ i1 J
第四、模型求解3 Q: F! A5 O/ x: D8 \/ V
可以采用解方程、画图形、证明定理、逻辑运算、数值运算等各种传统的和近代的数学方法,特别是计算机技术。一道实际问题的解决往往需要纷繁的计算,许多时候还得将系统运行情况用计算机模拟出来,因此编程和熟悉数学软件包能力便举足轻重。- r6 G- M$ |1 W
第五、模型分析
! i! T S$ ]5 g% `" O7 U对模型解答进行数学上的分析。"横看成岭侧成峰,远近高低各不同",能否对模型结果作出细致精当的分析,决定了你的模型能否达到更高的档次。还要记住,不论那种情况都需进行误差分析,数据稳定性分析。
: D0 |9 s3 [0 n/ q★关于数模竞赛的几本好书:
7 g$ `' i! M! ^* m$ E8 E/ \6 p<<数学建模竞赛培训教材>> 共三本 叶其孝主编
* F X3 N) u- z4 w% o8 f2 x<<数学模型>> 第二版 姜启源
" `( ]. L0 l$ n<<随机规划>>3 d) L+ x4 |3 a }9 U
<<模糊数学>>
( r8 Z& N0 c& Q<<数据结构>>7 J7 {8 Q0 b# D
<<数学建模入门>> 徐全智) B$ h+ A* j( {" f
<<计算机算法设计与分析>> 国防科大3 B8 U/ R. Z. [$ _
基础:1 数学分析 2 高等代数 3 概率与数理统计 4 最优化理论 5 图论 6 组合数学 7 微分方程稳定性分析 8 排队论 |
zan
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