数学建模学习笔记（第一章：建立数学模型）

佛自业障

数学建模学习笔记（第一章：建立数学模型）
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第一章：建立数学模型

1.    常见模型：是为了一定目的，对客观事物的一部分进行简缩、抽象，提炼出来的原型的替代物。其集中反映了原型中人们需要的那一部分特征。
, ?5 ?1 \% Y' f8 h) t9 L实物模型：玩具、照片、飞机、火箭；
物理模型：水箱中的舰艇、风洞中的飞机；
- _! U8 `9 h. A3 D" a. G7 [符号模型：地图、电路图、分子结构图。
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3 x; E) z/ z( t  r2.    建立数学模型的基本步骤：以航海为例
a) 做出简化假设：船速、水速为常数；
2 U; U& W" v) j  e+ y8 U( mb) 模型构成：用符号表示有关量：x，y表示船速和水速；
发挥想象力、使用类比法，机娘采用简单的数学工具。
" m9 g# a$ J2 _( v" u/ K! ec) 用物理定律列出数学式子：二元一次方程；（可能伴随模型的参数估计）
有时模型有未知参数，这时需要使用各种数学方法、数学软件和计算机技术进行模型求解；
之后还要进行模型分析：如误差分析、模型对数据的稳定性分析等；
5 r/ f( l0 W: q- j8 ~: X模型检验：与实际现象、数据比较，检验模型的合理性。
( [- ]! N' V1 i* ud) 求解得到数学解答；
e) 回答原问题：船速每小时20千米。


: }5 Q, t% \' z* K2 \' s3.    数学模型与数学建模
数学模型：对于一个现实对象，为了一个特定目的，根据其内在规律，作出必要的简化假设，运用适当的数学工具，得到的一个数学结构。
& c7 I! v+ n4 _& @6 D; ?. Q# V数学建模：建立数学模型的全过程。（包括表述、求解、解释、检验等）
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: f: k/ }- a7 }( H$ Z7 N0 W4.    数学建模的具体应用
3 k: M' M7 s) F; r' k$ z% z( `a)      分析与设计：椅子在不平的地面上能放稳吗？
b)     预报与决策：如何预报人口的增长？使用现成模型、确定模型参数、模型检验、模型应用（即进行人口预报）。
8 I8 g/ R- o( X& M  T8 O& ac)      控制与优化
% e; J% n# R" h- Jd)     规划与管理：商人们怎样安全过河？


) R" Y- I' M5 X3 i$ Y& l7 y) t5.    数学建模的基本方法：
机理分析：根据对客观事物特性的认识，找出反映内部机理的数量规律；
测试分析：将研究对象看做“黑箱”，通过对测量数据的统计分析，找出与数据拟合最好的模型。
5 e% h8 C+ R- n3 _0 a一般情况下，需要进行机理分析建模，并通过测试分析确定模型参数。
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