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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:8 W. L" ^# a' r7 ~
男生追女生的超强数学建模分析. c, ?+ K& n- X% x4 s
问题分析 7 S* Z/ Y5 a- F
+ g/ ]4 V' [5 K- L) 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)。
4 G# D4 D9 O( M! _2 t$ y# a" u2 u2 Y5 I- k( F; g2 S
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)。 / K+ O9 L# f" y5 H2 n
: z* J) J+ \4 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。
5 e! u, U5 Z: d, \1 _3 {) l- k
- M1 y8 m3 p9 s模型假设
) \. n9 C% w2 b3 a 1、t时刻A君的学业成绩为Y(t); ! C" k6 X5 G5 t. ]* l( ~* p. {5 H1 f
2、t时刻B女对A君的疏远度为X(t); ) Z/ m, _1 e3 x
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。
$ Z4 Q+ w& _& @. H1 a" ]; q2 z 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)。 # A9 h+ \- q6 [) y3 o* P) O, L
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)。 9 F, N4 f6 [! M
" [9 R( _# Y* u- J9 C2 \
模型构成 ( w" s7 K! n2 X( @
; x: x1 m, J" Q 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: " `9 S/ ^+ c' A8 j7 }' y
{dX(t)/dt=aX-bXY;dY(t)/dt=cXY-eY} 其中c=αb. (1) ; r; R. Q3 w d. ^+ y. C
+ Y9 r* l6 O: ~" | 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:
% a3 {4 x0 ^) t5 `& y6 e1 w F(X,Y)=cX-dln|X|-aln|Y|=k (2)
/ g; e$ X" K& B& G. e( F9 w5 i" V7 _* T0 U; q% S
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。
" c9 A$ X1 }; L! t4 u2 o, S4 @
# z( Y$ W4 k8 b, j& ~结果解释
% V4 ~: }. r- N! l8 t* n3 w: X# ^3 }" ]$ 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。
9 a3 i( E' e/ L% W
& I) r& Y! S3 x' l7 g4 @% G 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:
/ L- r4 v/ x1 Q2 U, ]9 x ∫(dy/Ydt)dt=c∮Xdt-dT (3)
T! }7 O% u! S/ R7 g) M
' ~( k, [% j" h6 ^ 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。 , @6 {9 Z8 d) d/ W' _
! P& Q+ K; A( L. D 同理,由(1)的第一个方程可得:(∫Ydt)/T=a/b。 - n% G+ v+ `% o" Z( P- o
3 H O; Q! Q. C Q
模型优化 + m' F; d# a7 J* }% h# {
5 p% e5 ^/ H/ V5 m
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: 8 s5 a1 l9 Y& ~4 ~9 Z5 }
{dX/dT=aX-bXY-hX=(a-h)X-bXY;dY/dt=cXY-eY-hY=cXY-(e+h)Y} (4) 6 f; M+ I, {: l% p
" Y2 [" Y! o+ f& p, }: Y 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
; G2 h" W- b6 J% O7 B% U) r Z x’=(∫Xdt)/T=(e+h)/c,y’=(∫Ydt)/t=(a-h)/b (5)
% p! w+ {: u; X! X* U* p7 x, i- W' m l. o: }/ l
利用(5)式我们可见:攻势作用力h的增大使X’增加,Y’减少。 1 O" Y m/ X8 z7 c% Y0 q9 @
+ P, S: j! `; e5 D% t* ~' O我们的建议
: s+ j, P7 D, l9 \# L$ \# F; } l/ C$ v0 P
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! 6 E9 b" C" v- ~* r6 @$ S- o
以上资料来源于赛才网
, h, D3 [" U3 j+ l2 e. V4 i路径:赛才网=》赛坛=》MCM论坛
p9 Y+ t. V' A: k7 G: \( M$ `; J5 P( y1 [1 G% `: V7 x' J, r
哈哈,牛人一个啊! |
zan
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