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2017第十届“认证杯”数学中国数学建模网络挑战赛第一阶段赛题发布:无体力赛题下载地址:www.tzmcm.cn
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! P6 U7 P' |6 ]0 V
$ e, Q) }/ \( k) b. |# fA题 安全的后视镜
9 |% ?0 Q; C! {8 S* L0 g1 m% N汽车后视镜的视野对行车安全非常重要. 一般来说, 汽车的后视镜需要有+ p( e3 k3 O7 I5 O
良好的视野范围, 以便驾驶员能够全面地了解车后方的道路情况. 同时, 后视
: v8 n v. C- W0 T镜也要使图像的畸变尽可能小, 以使驾驶员能够准确地判断距离.% Y/ ~. g4 m- w+ X! H( D _4 c
如果汽车的后视镜使用平面镜, 图像没有畸变, 对距离的判断十分准确.
( X* V" m. \8 k4 g! @8 j但是当镜面大小受限时, 视野相对较小. 如果使用凸面镜, 可以以较小的镜面
2 d4 S; F; m* f, J; \1 b z获得更加宽广的视野, 但是图像存在畸变, 很难准确判断镜中物体与自己的
8 M0 }0 H. |' _6 ` T! w5 A* A距离. 有的镜面是由平面镜和凸面镜拼合在一起组成, 意图兼顾两者的优点.9 E: T! o; i1 E+ X4 D& U! c4 B4 j
但事实上, 驾驶员在观察后视镜时, 两者很难同时看清. 较受欢迎的做法是构' S+ P* H0 F- r; }* j! `* h8 g
造一个变曲率的后视镜, 使后视镜可以兼顾两者的优点, 也降低了观察和距
% D; G4 ?3 ]; q$ ^* P离判断上的难度. 目前市场上有售不同设计的变曲率后视镜. 最常见的是一
9 R; d( C3 f% |* M: k; [种双曲率后视镜, 内侧接近平面镜, 外侧则是一个凸面镜, 在它们之间进行了
7 p* c: m. K: F平滑的过渡. 图 1 是两个例子, 为了便于驾驶员对距离进行判断, 镜中由虚线
; ^' ^0 ?, H" Q1 i/ F4 L% i或细实线示意了不同曲率的镜面间的分界线. 它们的具体设计有所区别, 性
2 [/ P1 k; m1 P$ F/ V, R: k能也会有所不同.
& |! u/ t& F* A第一阶段问题: 对典型的小型家用轿车而言, 共有三面后视镜, 左右车门的& H2 O: `/ r/ w
外侧各装一面外后视镜, 车内正中还有一面内后视镜. 假设两面外后视镜都
$ ~& K y5 d5 }; ~' _9 W) i: ?设计成如图 1 所示的双曲率后视镜, 请你建立相应的数学模型, 对外后视镜
: S$ X6 ?0 E; K* T& ?给出优化的设计方案, 包括镜面的曲面外形以及分界示意线的位置. 并以一
1 z3 N# u* r3 {# Q. ~种现有的轿车为例 (可自选), 给出具体的计算结果, 镜面的轮廓可以沿用现有
/ Y; R @, q+ a5 g# K& j* r4 ^( l的设计. 由于我们只做理论上的研究, 所以在设计时暂不需要考虑和遵循相; t0 Y g& P: {3 ~! y3 Q
应的国家标准.% b% }/ o% y& B8 }
1
2 u4 w. E0 u3 E! g; h5 K; r图 1: 变曲率后视镜的例子5 M/ a3 @" N: h
E% \7 d; N4 t4 e# e( o* [' \9 E' ?6 {8 `8 [0 g$ F# ]
B题 岁月的印记$ z" y1 f" |$ J+ f2 w1 v& N
对同一个人来说, 如果没有过改变面容的疾病、面部外伤或外科手术等经
, T- j- }& _) K) _+ i/ G' |历, 年轻和年老时的面容总有很大的相似性. 人们在生活中也往往能够分辨
" r: K% h* m& C+ i出来两张不同年龄段的照片是不是同一个人. 当然, 年龄段相差越大, 识别起
- D9 t9 U0 H; j来也就越困难.; X: Z* {: K3 i" `9 n
第一阶段问题: 请你建立合理的数学模型, 当我们给出两张不同年龄段的面% i0 {7 M1 P% L
部照片时, 可以通过算法来自动识别是不是同一个人. 为简单起见, 我们可以
7 z; Z9 }/ H/ `1 }假设两张照片都是标准位置和标准光线下拍摄的, 例如都是一寸证件照.3 g2 _: P% T- B) R- i6 J3 e
/ n* ?5 G. X% y: J: K2 J
, w" r; V7 Y* f0 A8 j) ?( L( KC题 移动端考研产品的春天真的到来了吗?- _0 e3 o9 k2 t5 v, F% ]
2017 年的全国硕士研究生招生考试共有 201 万人报名参加,比去年增加& o8 y) `$ b3 A8 m( u
了 24 万名考生,增加 13.56%。看起来新一轮的考研热潮即将到来,而考研教! K/ C9 C6 z, D" j$ v8 G, U
学和培训的市场也发生了巨大的变化。移动互联网时代的到来,使得许多考9 H: Q, {0 g1 t! x% d
研教学活动转移到了手机等移动互联网平台。现在的线上学习市场中,纷纷
% j b) z7 w+ D3 ]& O: A6 W涌现了依托于移动互联网的产品,如教学 app,手机题库,单词本,错题本或* Z( i J6 F9 E f v7 @
依托于现有移动端视频平台的直播课程等。移动端产品的使用人数较 PC 端
0 k( M: j5 h& B8 u5 C. l$ O更高,使用时长更长。国内某知名考研网站为了深入了解移动端考研产品的
+ v0 L0 [& Q. h' i, Z市场占有率和发展趋势,开展了网上问卷调查,问卷格式如附件 1 所示。共收, A) q0 k- k8 q2 K) |, i
集有效问卷 38182 份,我们从中随机抽取出 10000 份样本形成了附件 2。请
3 E- r9 L2 j& n- G; ^0 U2 P你建立合理的数学模型解决如下问题。
: F: C( M9 w. v' v% G6 k# e第一阶段问题:+ c8 ]5 j$ d6 e* h2 _
1. 请依据附件 2 中的数据进行数据挖掘,找出影响移动端考研产品发展# Q# K$ G- u" N( d: }2 n% _& n
的主要因素。1 x2 P |, M' n
2. 请估计移动端考研产品的合理价格区间,预测移动端考研产品的潜在) b% W4 Z# p. |# f/ x
市场占有率。$ N% o0 ]' `( P2 T
3. 请选择一个高校相对较多的城市作为研究对象,充分考虑经济、社会
N. ?6 M- x' G情况和考研教育的特点,评价移动端考研产品投放的可行性。
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) `, j- Y% r6 hD题 教室的合理设计
0 I8 h. A2 ]5 x3 t(本题仅限中学组和专科组选用)0 a6 X$ O4 S8 P3 l3 M% J+ u
某培训机构租用了一块如图一所示的场地,由于该机构开设了多种门类1 G0 A$ _) [/ j7 f
的课程,所以需要将这块场地通过加入一些隔墙来分割为多个独立的教室和% u" b" C8 @$ H9 c3 c! h; P
活动区。请你建立有效的数学模型,为该机构完成合理的教室设计。对设计
, U: f& ], J, I4 t9 Y# u+ w分别提出了三项要求,分列在下面的问题中。
0 I( U/ k+ }) t, P: [! B/ ]- }$ ^第一阶段问题:5 r9 V7 Q* i& L
1. 需要分割出 4 个能容纳至少 30 个座位的教室,2 个能容纳至少 4 个
9 U& |- u$ F, k1 [, I座位的接待室,不少于 10 平方米的储物空间,不少于 10 平方米的休息区,不
7 i1 s. }4 i) Y% D M" {% f) u少于 5 平方米的前台接待区。教室之间,教室与接待室之间的出入不能相互
6 G* _) Q2 p0 w1 ~2 P5 @$ j/ ~* F6 G影响。假定每个座位占用的空间为 0.8 平方米,每个教室的第一排和黑板之0 [; K5 L1 L/ F7 u. K
间的距离不能小于 1.5 米。门的开关需要占用 0.6 平方米。为了简单起见,在
, w) p$ V! _% }1 n3 N6 G设计中可以忽略墙占用的面积。/ v5 ?3 P% B; o
2. 在要求 1 的基础之上,考虑让教室能容纳的座位数尽可能的多。9 q9 b8 v4 n; _) w Q( p
3. 在要求 1 的基础之上,考虑分割出尽可能多的能容纳 30 个座位的教
8 j' O0 o) ?0 `' Y7 T; U- Z4 D* L室。
# ^) W$ O0 g" g9 Q. V& Q0 `& O5 K6 I9 q/ ^) O0 i
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