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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:
4 J5 t- q, L& g* J; M1 _男生追女生的超强数学建模分析# v% e) w. G8 g% G" I; O- J" J
问题分析
( T% h6 a, ~* ^9 L3 r# q! z# }& Z y o' }2 }4 H+ {
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)。 5 O: u! x3 S( d7 \
( `7 Z4 @+ ~# @ 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)。
" I: p! T8 z' g2 x/ i! {
* g7 i+ E! a3 q& M" f+ ?/ x 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。
4 B" L3 T* K: v( ^6 R$ `) l4 H/ X6 Q6 {. m6 J9 ~" X
模型假设 6 [1 L/ y' I9 ]+ A/ @3 T
1、t时刻A君的学业成绩为Y(t); 1 P5 a+ ]5 w6 ~ x" c- [
2、t时刻B女对A君的疏远度为X(t);
8 [% a) f7 m, l0 n6 Z- { 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。
0 V' F) k( U3 V* S: I 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)。 4 {" w' S" w( v7 c
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)。 % G0 ]5 [) F" c1 a% N
' @* I5 L/ N, n. _: i! E- H8 T; E模型构成 5 j! B$ C0 {# L1 a0 {( f
% X7 T4 x K5 d6 A# ]
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 C7 q' J- a+ u0 \* Y* t$ a/ o
{dX(t)/dt=aX-bXY;dY(t)/dt=cXY-eY} 其中c=αb. (1)
1 V F) j& S0 a5 b o$ q, ^- K- B* `8 ~" L( p0 s' b
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:
- n* N4 s- t2 S/ W$ N& O F(X,Y)=cX-dln|X|-aln|Y|=k (2) . ^; d! D" h& K, R2 k2 ~2 D' t: n3 `
6 q4 _9 a4 n* g7 U& o! V0 U! w 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。
4 T2 x1 E2 U6 P _) C. E/ ~8 i
4 j) l0 n9 k# \2 Z2 H结果解释
2 j" @) N" {$ V7 p; _- l0 }: [1 [
D# A; x) r7 B6 k+ @ 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。 , J% o0 E/ W: r; q1 d6 i/ [! [! G8 V
g* I5 _% e1 @. B* H 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:
4 J. y' K1 H3 I- N8 E5 p4 L ∫(dy/Ydt)dt=c∮Xdt-dT (3) & t% W; {. i! P5 K
/ G. k) I' q2 ~
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。
) f+ v2 w+ l4 h$ S
0 I I* s$ w% `* a% V 同理,由(1)的第一个方程可得:(∫Ydt)/T=a/b。
/ z4 t* W0 S' \. b0 T
0 r9 F' ]+ l( e% k模型优化 7 E3 [8 o9 X2 y( M! |
! G, v0 a( F" b4 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:
N5 w& N4 D' m% l4 w {dX/dT=aX-bXY-hX=(a-h)X-bXY;dY/dt=cXY-eY-hY=cXY-(e+h)Y} (4) ! G2 E1 i9 g$ t- Y
6 C; w$ C8 u3 | 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 ; Z! W F0 Y6 Z' c2 Z. H9 n
x’=(∫Xdt)/T=(e+h)/c,y’=(∫Ydt)/t=(a-h)/b (5) 9 h8 k. n( @; X3 N- L+ s2 |/ e
# o" c: o$ D! b6 S
利用(5)式我们可见:攻势作用力h的增大使X’增加,Y’减少。 5 P6 j& \6 `2 z8 \& Y% N
0 b( \! e9 G( M6 p' r! z) e' L+ T我们的建议 / C0 n! k Z8 X: Q( O
# T+ k) R5 Z% M* w8 `' u8 J0 Q 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! 2 L4 N# D' J4 t( T2 D6 J( N
以上资料来源于赛才网
8 Q! E9 w7 I8 V. K, ]路径:赛才网=》赛坛=》MCM论坛
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' N6 W9 a6 {8 F! j哈哈,牛人一个啊! |
zan
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