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数学建模的超强作用!

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发表于 2009-9-9 19:19 |只看该作者 |正序浏览
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数学建模可以轻松解决很多难题哈!更有个人这么用数模,在以论坛上看到的:7 r- n1 e7 }5 }- T
男生追女生的超强数学建模分析3 ~! Q& \* H: {( O5 L
问题分析 " D0 Q2 Q8 D3 h( L

8 h3 M' g6 t$ W+ T0 |; m8 |    男生追女生,对男生来说最重要的是学习、爱情两不误。因此我们引进男生的学业成绩函数Y(t)。
9 v* l& H3 d  }6 s+ L3 d$ h0 S6 h: f
    首先,我们不考虑男生的追求攻势,则影响该函数的因素主要是两个人的关系程度。为了便于分析,我们将两人的关系简化为女生对该男生的疏远度,于是引入疏远度函数X(t)。
% o, h6 v) c  o, ]% r; W' ]6 }! T  X
3 T/ w) j8 I+ i; h    问题就转化为求解Y(t)和X(t)的相互作用关系。利用微分,很容易就可以求出两者的关系。但现实中男生可能会对该女生发起一轮轮的追求攻势,因此还要考虑到追求攻势对模型的影响。而追求攻势又与女生的疏远度有关,可以简化地将两者看成是正比关系。将追求攻势加入到模型中,就可以找出攻势与Y(t)和X(t)的关系了。 . l1 O: k0 V: K" N0 \9 A2 l

3 q. R" o. x% L4 c模型假设
9 F% s7 j& V% l8 {    1、t时刻A君的学业成绩为Y(t);
0 O# a  \2 e3 v8 _    2、t时刻B女对A君的疏远度为X(t); . [# r( `' D; s  Q! H
    3、当A君没开始追求B女时B女对A君的疏远度增长(平时发现的A君的不良行为)符合Malthus模型,即dX/dt=aX(t)其中a为正常数。 # I( q* H7 N+ X+ X3 H# ]
    4、当Y(t)存在时,单位时间内减少X(t)的值与X(t)的值成正比,比例常数为b,从而 dX(t)/dt=aX(t)-bX(t)Y(t)。 # W, M  L( _' T) ^! U
    5、A君发起对B女追求后,立即转化为B女对A君的好感,并设定转化系数为 α,而随着的A君发起对B女的追求,A君学业的自然下降率与学业成绩成正比,比例系数为e。于是有dY(t)/dt=αbX(t)Y(t)-eY(t)。 6 }, Y6 D- j; F$ J+ n$ |  O+ T
' i3 _4 v  b0 z+ g3 ~
模型构成
/ b, P; S. Y5 J$ a+ J- L: E/ p9 u% B( {5 e: A0 j* ]
    由假设4和假设5,就得到了学业与疏远度在无外界干扰的情况下互相作用的模型:
  _7 H8 R: `2 K$ y: @, z  g    {dX(t)/dt=aX-bXY;dY(t)/dt=cXY-eY} 其中c=αb. (1)
: q9 ?+ X% y  ?; J& T% M' i  h
/ h4 D8 A* s% }* i& n$ L    这是一个非线性自治系统,为了求两个数X与Y的变化规律,我们对它作定性分析。令{aX-bXY=0;cXY-eY=0} 解得系统(1)的两个平衡位置为:O(0,0),M (e/c,a/b)。从(1)的两方程中消去dt,分离变量可求得首次积分: 8 M+ e2 D% Z) |0 |) u' g
    F(X,Y)=cX-dln|X|-aln|Y|=k (2)
8 P3 H8 _8 f  Z# ]+ ^
( i7 Y9 E  n1 K3 g, w' f7 D, L    容易求出函数F(X,Y)有唯一驻点为M(e/c,a/b)。再用极值的充分条件判断条件可以判断M是F的极小值点。同时易见,当X→∞(B女对A君恨之入骨)或Y→∞ (A君是一块只会学习的木头)时均有F→∞;而X→0(A君作了变形手术,B女对他毫无防备)或Y→0(A君不学无术,丝毫不学习)时也有F→∞。由此不难看出,在第一象限内部连续的函数z=F(X,Y)的图形是以M为最小值点,且在第一卦限向上无限延伸的曲面,因而它与z=k(k>0)的交线在相平面XOY的投影F(X,Y)=k (k>0)是环绕点M的闭曲线簇。这说明学业成绩和疏远度的指数成周期性变化。 * e( Z3 ]6 X5 G! \) \7 _3 k% M

5 C" F( j1 i0 G& g* {结果解释
$ T8 i$ j8 ]+ s5 r, F
) K  y7 [# [& B& U3 T% U; u* U6 z    从生态意义上看这是容易理解的,当A君的学习成绩Y(t)下降时,B女会疏远 A君,疏远度X(t)上升;于是A君就又开始奋发图强,学习成绩Y(t)又上升了。于是B女就又和A君开始了来往,疏远度X(t)又下降了。与B女交往多了,当然分散了学习时间,A君的学习成绩Y(t)下降了。 9 G0 Q8 K# j" M4 e% e( {
# j! a3 N; ^% _' j  ?# b' H% x
    然而我们可证明,尽管闭轨线不同,但在其周期内的X和Y的平均数量都分别是一常数,而且恰为平衡点M的两个坐标。事实上,由(1)的第二个方程可得: dY/Ydt=cX- e,两端在一个周期时间T内积分,得: ! W$ `9 l5 E: H# _+ [
    ∫(dy/Ydt)dt=c∮Xdt-dT (3) . u+ F" v/ c/ ^# y& s  M+ u& K7 O

5 ~2 \  n% `$ _7 T" s0 ~. x    注意到当t经过一个周期T时,点(X,Y)绕闭轨线运行一圈又回到初始点,从而:∫(dY/Ydt)dt=∮dY/Y=0。所以,由(3)式可得:(∫Xdt)/T=e/c。
* y; P0 x, s0 i  }: q- E) a
7 ]5 C" o" b0 U2 c9 J" n5 m    同理,由(1)的第一个方程可得:(∫Ydt)/T=a/b。
" Q/ C8 x: I& G3 v) P6 J# r, {4 p0 n0 G# m/ e& ~
模型优化
. N, `4 q% S) V  P& l
4 k- w) I; _9 }" ^3 H6 M: i    考虑到追求攻势对上述模型的影响。设追求攻势与该时刻的疏远度成正比,比例系数为h,h反映了追求攻势的作用力。在这种情况下,上述学业与疏远度的模型应变为: , ]- o! ?2 g) q/ c1 \
    {dX/dT=aX-bXY-hX=(a-h)X-bXY;dY/dt=cXY-eY-hY=cXY-(e+h)Y} (4) 7 C0 Z( R! |; t5 |% N
0 G3 a; F' M$ v$ `0 w% c
    将(4)式与(1)式比较,可见两者形式完全相同,前者仅是把(1)中X与Y的系数分别换成了a-h与e+h。因此,对(4)式有
% _* K, w0 ?5 g# e- d3 L8 U    x’=(∫Xdt)/T=(e+h)/c,y’=(∫Ydt)/t=(a-h)/b (5)
5 l- {8 D# V" q$ ]$ y3 C6 T" |
* G9 Q+ j. u: V+ H* k' D4 {. i6 }    利用(5)式我们可见:攻势作用力h的增大使X’增加,Y’减少。
  n: L- r9 T! i% b# {6 {6 I  c* G; a3 Z' h" ]: A5 E
我们的建议
0 j- b' [% ~0 k
# o2 Q6 R$ P9 j6 j2 L" o    考试期间,由于功课繁忙,使得追求攻势减少,即h减小,与平时相比,将有利于学业成绩Y的增长。这就是Volterra原理。 此原理对男生有着重要的指导意义:强大的爱情攻势有时不一定能达到满意的效果,反而不利与学业的成长;有时通过慢慢接触,慢慢了解,再加上适当的追求行动,女生的疏远度就会慢慢降低。学习成绩也不会降低! 3 g: S! N# M2 m' X) o
以上资料来源于赛才网$ G6 D5 h+ K& ~; P
路径:赛才网=》赛坛=》MCM论坛 4 l2 g9 z& r6 j+ @$ V6 ?

2 B' p: I/ y" k: m哈哈,牛人一个啊!
zan
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