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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% k# h1 d$ h! R9 D
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: o' m$ R: a6 {$ A+ U* RA题 安全的后视镜# `- Q* i: q. 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
. X, J$ ]* z. \& d) @( l4 |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4 O5 X% C6 J: f; ^3 Z
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.
- s2 }1 q7 s' e) o3 k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.
! [2 ~6 S: y1 ^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
0 v* A) K8 T, C- Z( L/ [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" j; z& ~3 t5 N7 D; |# f
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.
% V9 g# F* M8 p; v n. u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
7 k* z m- P( ?3 b' ^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
2 A+ T4 e" H+ W' l9 \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
6 g1 L3 }7 J& y( I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
# _5 _1 v/ B+ ]6 o' C. P' S4 i, n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; i/ P5 D& n- Q3 `2 s4 o7 |3 h
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3 X3 X- D/ s& ?4 z- y/ L
能也会有所不同.9 f M3 }$ {' H7 e( R
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
! b- @ c3 L9 q! Z/ b( Y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
: F7 ~: `6 n) l" b1 k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. G6 g$ W' g3 _4 a
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. 并以一9 {8 a9 k" t0 C5 N
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. Q4 y& ~6 f% B
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. s2 w+ X% t. }- o' f$ G
应的国家标准.
; a% O- F% E. }0 W Z; @$ L1
; h, u% C6 y# c W8 S! t' X5 a图 1: 变曲率后视镜的例子. M3 c0 L/ V+ q9 z: O/ z+ \
* F+ b: Z) P7 Q5 U, h* E4 ~% _+ j; R, x6 Z0 ]$ [4 s
B题 岁月的印记8 e5 |. z) _; t$ E
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
0 s: t6 m) ]" j3 h! J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" _3 C# e1 U8 ?2 F
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1 [) u1 j" t8 ~4 l
来也就越困难.
( A1 [' Y* X# ?$ X" h) ^8 i& j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! c( a! c& v9 r9 b( x1 M
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8 ]+ ?8 @( j7 r/ Q* E& F
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.
4 V7 j. u# i4 e9 q z4 E: Q0 g0 [; W$ M5 X; v& x- w0 {% \
6 C/ K7 q0 _, J' e5 u* l# B' wC题 移动端考研产品的春天真的到来了吗?! L. J3 K1 e9 O$ A; |
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
. ?1 d. c- p: ?, T4 M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
0 q& Q' J0 h; e" N9 C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
: E M I5 G% j& t" i( g) ^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
7 l( K3 C. v$ f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3 c1 i; L! a1 A# O# P3 h
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
9 k1 L4 \- {& s/ i* h" O$ N3 w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
3 g3 A4 s& J! \ ]& ?3 W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& C1 T8 w+ k$ ]) h
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
& M- ?) d# Z" ~3 B" J) f% X6 J你建立合理的数学模型解决如下问题。
D3 v4 @6 b4 z7 t第一阶段问题:
3 _( H2 g# U3 k1. 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$ U ~( V; S7 u" G# B2 O
的主要因素。
: W( S) C3 E# m7 O- Z7 b2. 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
& h# B6 V- K# P, A- X9 m1 O H( y% v市场占有率。# M& n1 d# [+ Y( s; X$ l9 d# M8 m
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
: \ I) [5 b2 W7 H1 n9 Q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。7 z6 O, O/ L' J/ B. {1 j [5 P$ x
: D+ r% r0 R; RD题 教室的合理设计! {0 a. v& f' o+ x
(本题仅限中学组和专科组选用)
2 {* g' J2 S3 Z. }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
4 y2 }! w" a+ `, Z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- [% W: c+ t4 c; T
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$ ^% D' c( Q) c- ]) ]9 ]
分别提出了三项要求,分列在下面的问题中。 2 E6 ^9 m$ f+ r- u0 F) F3 u
第一阶段问题:: u* [0 ?3 `6 k$ f. E! f
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- g! j. T2 Y7 Y3 w t
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+ u6 g' I: a) {
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
; @0 u5 z. ~, H- q6 v9 c7 U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
' \4 p" k5 @8 f" M3 w' O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
1 G( p' o2 P- W5 e设计中可以忽略墙占用的面积。 D# I) _: k1 w& Z
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。
6 J& q+ C+ R1 ^6 i$ d7 _# Y. L3. 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4 I* U6 e& z! I6 k, o- ~/ r( p
室。
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