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数学模型[数学学科]

发布时间:2016-01-23 10:18

数学模型[数学学科] - 简介

s形刃球头立铣刀的数学模型

数学模型是针对参照某种事物系统的特征或数量依存关系,采用数学语言,概括地或近似地表述出的一种数学结构,这种数学结构是借助于数学符号刻划出来的某种系统的纯关系结构。

从广义理解,数学模型包括数学中的各种概念,各种公式和各种理论。因为它们都是由现实世界的原型抽象出来的,从这意义上讲,整个数学也可以说是一门关于数学模型的科学。从狭义理解,数学模型只指那些反映了特定问题或特定的具体事物系统的数学关系结构,这个意义上也可理解为联系一个系统中各变量间内的关系的数学表达。 

数学模型所表达的内容可以是定量的,也可以是定性的,但必须以定量的方式体现出来。因此,数学模型法的操作方式偏向于定量形式。

数学模型[数学学科] - 分类

按模型的应用领域分类

生物数学模型

医学数学模型

地质数学模型

数量经济学模型

数学社会学模型

按是否考虑随机因素分类

确定性模型

随机性模型

按是否考虑模型的变化分类

“三段三阶理论”框架和数学模型

静态模型

动态模型

按应用离散方法或连续方法分类

离散模型

连续模型

按建立模型的数学方法分类

几何模型

微分方程模型

图论模型

规划论模型

马氏链模型

按人们对事物发展过程的了解程度分类

白箱模型:指那些内部规律比较清楚的模型。如力学、热学、电学以及相关的工程技术问题。

灰箱模型:指那些内部规律尚不十分清楚,在建立和改善模型方面都还不同程度地有许多工作要做的问题。如气象学、生态学、经济学等领域的模型。

黑箱模型:指一些其内部规律还很少为人们所知的现象。如生命科学、社会科学等方面的问题。但由于因素众多、关系复杂,也可简化为灰箱模型来研究。

基本原则 简化原则

线性规划数学模型

现实世界的原型都是具有多因素、多变量、多层次的比较复杂的系统,对原型进行一定的简化即抓住主要矛盾,数学模型应比原型简化,数学模型自身也应是“最简单”的。可推导原则

由数学模型的研究可以推导出一些确定的结果,如果建立的数学模型在数学上是不可推导的,得不到确定的可以应用于原型的结果,这个数学模型就是无意义的。

反映性原则

数学模型实际上是人对现实世界的一种反映形式,因此数学模型和现实世界的原型就应有一定的“相似性”,抓住与原型相似的数学表达式或数学理论就是建立数学模型的关键性技巧。

数学模型[数学学科] - 建立的要求

4)必须反映完成基本任务所达到的各种业绩,而且要与实际情况相符合。

2、简明实用。在建模过程中,要把本质的东西及其关系反映进去,把非本质的、对反映客观真实程度影响不大的东西去掉,使模型在保证一定精确度的条件下,尽可能的简单和可操作,数据易于采集。

3、适应变化。随着有关条件的变化和人们认识的发展,通过相关变量及参数的调整,能很好的适应新情况。

数学模型[数学学科] - 构建的方法和步骤

模型准备 模型分析

对模型解答进行数学上的分析。“横看成岭侧成峰,远近高低各不同。能否对模型结果作出细致精当的分析,决定了模型能否达到更高的档次。还要记住,不论那种情况都需进行误差分析,数据稳定性分析。

模型优化

对一个问题的假设和数学模型不断加以修改,,进行最优化处理。因为对一个问题或一类问题也可能有几个模型,以对它们要进行比较,直到找到最优模型。

数学模型[数学学科] - 相关研究

塞缪尔-苏伯说道:“我们已经建造了第一个数学模型,使用鸟类先前具备的感觉运动经验来预测它的学习能力。我们希望它能帮助我们理解其它物种以及人类的数学学习。”

他们的研究结果表明成年鸟类能够更加快速和坚定的改正鸣叫中的小错误,这些发现被发表在《国家科学院院刊》上。

数学模型[数学学科] - 教学大纲

总学时:32学时
适用专业:本科理工类、经济类各专业
选用教材:姜启源 编《数学模型》(第二版)高教出版社出版
基本内容和要求
(一) 数学建模的步骤、原理和方法:
1、 了解数学建模的意义;
2、 了解建立数学模型的基本知识、相关的基本概念;
3、 掌握数学建模过程的几个明显的处理阶段和流程;
4、 通过实例了解数学模型的特点和学习方法;
5、 了解全国大学生数学建模竞赛。
(二) 掌握数学建模思想方法:
1、数学建模概述
2、对现实问题的分析、提练、描述
3、几种创造性思维方法
4、合理假设与信息处理
5、建立数学模型
6、数学软件与模型求解
7、结果分析与灵敏度分析
8、模型的评价与推广
9、论文摘要
(三) 数学方法分类建模
1、 初等数学方法建模;
2、 线性规划法建模;
3、 非线性规划法建模
4、 微分方程建模;
5、 层次分析法适用的建模问题和处理方法;
6、 图论方法建模;
7、 概率分布方法建模。
(四) 掌握一些特殊模型:
1、 运输问题模型;
2、 经济决策模型;
3、 综合评判模型;
4、 捕鱼业的持续收入;
5、 几种图论模型;
6、 效益的合理分配;
(五) 数学建模论文的写作:
1、 知道数学建模竞赛的规则及论文的评阅办法;
2、 掌握数学建模论文的几个基本模块的数学方法。
说明
(一) 本大纲根据我校的实际情况制定。
(二) 课程类型:全校选修课。
(三) 总则:本课程系统地介绍数学模型、数学建模和建模过程中的一些常用方法及数学建模实例,通过课堂教学和讨论,使学生了解数学建模的特性及建模的基本方法,并初步具备对实际问题如何建模的能力以及培养良好的思考习惯和归纳分析能力,使学生在应用数学知识解决实际问题的能力有所提高。学习本课程的大部分内容只需要大学的微积分、线性代数、概率论等基本数学知识。
(四) 教学目的及要求:逐步培养学生利用数学工具解决实际问题的能力。能够将实际问题“翻译”为数学语言,并予以求解,然后再解释实际现象,甚至应用于实际。最终提高学生的数学素质和应用数学知识解决实际问题的能力。
(五) 教学重点:对实际问题的分析;模型的合理假设;数学工具的恰当应用;模型的建立;模型的求解;模型结果的合理解释;模型的应用;
(六) 教学难点:对实际问题的分析;模型的合理假设;数学工具的恰当应用;模型结果的合理解释与模型的应用;
(七) 主要教学环节的组织:循序渐进的介入数学建模的思想,由简入难的介绍各类数学模型;强化数学与计算机等其他工具的结合;对于一些重点教学环节,在突出对数学方法的同时,要重点讲述数学方法与实际问题的一些必然的关联性,使学生更具体的认识数学。对某些章节用到的不常用数学方法,予以简单而有目的的介绍。
(八) 大纲中教学基本要求从高到底分为理论部分:深入理解、一般理解、了解;运算部分:熟练掌握、一般掌握、知道。



本文编号:26296


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