① 數學建模方法和步驟
數學建模的主要步驟:
第一、 模型准備
首先要了解問題的實際背景,明確建模目的,搜集必需的各種信息,盡量弄清對象的特徵。
第二、 模型假設
根據對象的特徵和建模目的,對問題進行必要的、合理的簡化,用精確的語言作出假設,是建
模至關重要的一步。如果對問題的所有因素一概考慮,無疑是一種有勇氣但方法欠佳的行為,所以
高超的建模者能充分發揮想像力、洞察力和判斷力,善於辨別主次,而且為了使處理方法簡單,應
盡量使問題線性化、均勻化。
第三、 模型構成
根據所作的假設分析對象的因果關系,利用對象的內在規律和適當的數學工具,構造各個量間
的等式關系或其它數學結構。這時,我們便會進入一個廣闊的應用數學天地,這里在高數、概率老
人的膝下,有許多可愛的孩子們,他們是圖論、排隊論、線性規劃、對策論等許多許多,真是泱泱
大國,別有洞天。不過我們應當牢記,建立數學模型是為了讓更多的人明了並能加以應用,因此工
具愈簡單愈有價值。
第四、模型求解
可以採用解方程、畫圖形、證明定理、邏輯運算、數值運算等各種傳統的和近代的數學方法,
特別是計算機技術。一道實際問題的解決往往需要紛繁的計算,許多時候還得將系統運行情況用計
算機模擬出來,因此編程和熟悉數學軟體包能力便舉足輕重。
第五、模型分析
對模型解答進行數學上的分析。"橫看成嶺側成峰,遠近高低各不?quot;,能否對模型結果作
出細致精當的分析,決定了你的模型能否達到更高的檔次。還要記住,不論那種情況都需進行誤差
分析,數據穩定性分析。
數學建模採用的主要方法有:
(一)、機理分析法:根據對客觀事物特性的認識從基本物理定律以及系統的結構數據來推導出模
型。
1、比例分析法:建立變數之間函數關系的最基本最常用的方法。
2、代數方法:求解離散問題(離散的數據、符號、圖形)的主要方法。
3、邏輯方法:是數學理論研究的重要方法,對社會學和經濟學等領域的實際問題,在決策,對策
等學科中得到廣泛應用。
4、常微分方程:解決兩個變數之間的變化規律,關鍵是建立「瞬時變化率」的表達式。
5、偏微分方程:解決因變數與兩個以上自變數之間的變化規律。
(二)、數據分析法:通過對量測數據的統計分析,找出與數據擬合最好的模型
1、回歸分析法:用於對函數f(x)的一組觀測值(xi,fi)i=1,2,…,n,確定函數的表達式,由
於處理的是靜態的獨立數據,故稱為數理統計方法。
2、時序分析法:處理的是動態的相關數據,又稱為過程統計方法。
3、回歸分析法:用於對函數f(x)的一組觀測值(xi,fi)i=1,2,…,n,確定函數的表達式,由
於處理的是靜態的獨立數據,故稱為數理統計方法。
4、時序分析法:處理的是動態的相關數據,又稱為過程統計方法。
(三)、模擬和其他方法
1、計算機模擬(模擬):實質上是統計估計方法,等效於抽樣試驗。①離散系統模擬,有一組狀
態變數。②連續系統模擬,有解析表達式或系統結構圖。
2、因子試驗法:在系統上作局部試驗,再根據試驗結果進行不斷分析修改,求得所需的模型結構
。
3、人工現實法:基於對系統過去行為的了解和對未來希望達到的目標,並考慮到系統有關因素的
可能變化,人為地組成一個系統。
數學建模分析方法大體分為機理分析和測試分析兩種。
機理分析:根據對客觀事物特性的認識,找出反映內部機理的數量規律,建立的模型常有明確的物理或現實意義。
測試分析:將研究的對象看做一個「黑箱」系統(意思是它的內部機理看不清楚),通過對系統輸入、輸出數據的測量和統計分析,按照一定的准則找出與數據擬合最好的模型。
希望對你有幫助
③ 數學建模方法和步驟
數學建返碰大模的方法:
一、機理分析法:吵橋根據對客觀事物特性的認識從基本物理定律以及系統的結構數據來推導出模型。
二、數據分析法:通過對量測數據的統計分析,找出與數據擬合最好的模型
三、模擬和其他方法。
1、計算機模擬:實質上是統計估計方法,等效於抽樣試驗。包括離散系統模擬和連續系統模擬。
2、因子試驗法:在系統上作局部試驗,再根據試驗結果進行不斷分析修改,求得所需的模型結構。
3、人工現實法:基於對系統過去行為的了解和對未來希望達到的目標,並考慮到系統有關因素的可能變化,人為地組成一個系統。
數學建模的步驟:
一、模型准備:了解問題的實際背景,明確建模目的,搜集必需的各種信息,盡量弄清對象的特徵。
二、模型假設:根據對象的特徵和建模目的,對問題進行必要的、合理的簡化,用精確的語言作出假設。
三、模型構成:根據所作的假設分析對象的因果關系,利用對象的內在規律和適當的數學工具,構造各個量間的等式關系或其它漏豎數學結構。
四、模型求解:可以採用解方程、畫圖形、證明定理、邏輯運算、數值運算等各種傳統的和近代的數學方法進行求解。
五、模型分析:對模型解答進行數學上的分析。
④ 數學建模方法與分析的內容簡介
《數學建模方法與分析》(原書第2版)提出了一種通用的數學建模方法(即「五步方法」),幫助讀者迅速掌握數學建模的真諦。作者以引人入勝的方式描述了數學模型的3個主要領域:最優化、動態系統和隨機過程。《數學鋒鄭建模方法與分析》(原書第2版)以實用的方法鏈基辯解決各式各樣的現實問題,包括空間飛船的對接、傳染病的增長率和野生生物的管理等。根據需要詳細介紹了解決問題所需要的數學知識。《數學建模方法與分析》(原書第2版)系統介紹數學建模的理論及應用,作者將數學建模的過程歸結為五個步驟(即「五步方法」),並貫穿全書各類問題的分析和討論中,闡述了如何使用數學模型來解決實際問題,提出了在組建數學模型並且進行分析得到結論之後如何進行模型的靈敏性和棚缺穩健性的分析,將數學建模方法與計算機使用密切結合,不僅通過對每個問題的討論給予很好的示範,而且配備了大量的習題訓練。
⑤ 常用數學建模方法_數學建模方法的流程圖
數學建模常用方法以及常見題型
核心提示:
數學建模方法一、機理分析法從基本物理定律以及系統的結構數據來推導出模型 1. 比例分析法--建立變數之間函數關系的最基本最常用的方法。 2. 代數方法--求解離散問題(離散的數據、符號、圖形)的主要方法。3. 邏輯方法--是數學理論研的重要方法,對社會學和經濟學等領域的實際問題,在決策,對策等學科中得到廣泛應用。4. 常微分方程--解決兩個變數之間的變化規律,關鍵是建立" 瞬時變化率" 的表達式。 5. 偏微分方程--解決因變數與兩個以上自
數學建模方法
一、機理分析法從基本物理定律以及系統的結構數據來推導出模型
1. 比例分析法--建立變數之間函數關系的最基本最常用的方法。
2. 代數方法--求解離散問題(離散的數據、符號、圖形)的主要方法。3. 邏輯方法--是數學理論研的重要方法,對社會學和經濟學等領域的實際問題,在決策,對策等學科中得到廣泛應用。
4. 常微分方程--解決兩個變數之間的變化規律,關鍵是建立" 瞬時變化率" 的表達式。
5. 偏微分方程--解決因變數與兩個以上自變數之間的變化規律。
二、數據分析法從大量的觀測數據利用統計方法建立數學模型
1. 回歸分析法--用於對函數f (x )的一組觀測值(xi,fi )I=1,2,…,n,確定函數的表達式,由於處理的是靜態的獨立數據,故稱為數理統計方法。
2. 時序分首虧老析法--處理的是動態的相關數據,又稱為過程統計方法。
3. 回歸分析法--用於對函數f (x )的一組觀測值(xi,fi )I=1,2,…,n,確定函數的表達式,於處理的是靜態的獨立數據,故稱為數理統計方法。
4. 時序分析法--處理的是動態的相關數據,又稱為過程統計方法。
三、模擬和其他方法
1. 計算機模擬(模擬)--實質上是統計估計方法,空弊等效於抽樣試驗。 ①離散系統模擬--有一組狀態變數。
②連續系統模擬--有解析達式或系統結構圖。
2. 因子試驗法--在系統上作局部者升試驗,再根據試驗結果進行不斷分析修改,求得所需的模型結構。
3. 人工現實法--基於對系統過去行為的了解和對未來希望達到的目標,並考慮到系統有關因素的可能變化,人為地組成一個系統。
數學建模題型
賽題題型結構形式有三個基本組成部分:
一、實際問題背景
1. 涉及面寬--有社會,經濟,管理,生活,環境,自然現象,工程技術,現代科學中出現的新問題等。
2. 一般都有一個比較確切的現實問題。
二、若干假設條件有如下幾種情況:
1. 只有過程、規則等定性假設,無具定量數據;
2. 給出若干實測或統計數據;
3. 給出若干參數或圖形;
4. 蘊涵著某些機動、可發揮的補充假設條件,或參賽者可以根據自己收集或模擬產生數據。
三、要求回答的問題往往有幾個問題(一般不是唯一答案):
1. 比較確定性的答案(基本答案);
2. 更細致或更高層次的討論結果(往往是討論最優方案的提法和結果)。
⑥ 數學建模主要有哪些分析方法
2常用的建模方法(I)初等數學法.主要用於一些靜態、線性、確定性的模型.例如,席位分配問題,學生成績的比較,一些簡單的傳染病靜態模型.(2)數據分析法.從大量的觀測數據中,利用統計方法建立數學模型,常見的有:回歸分析法,時序分析法.(3)模擬和其他方法.主要有計算機模擬(是一種統計估計方法,等效於抽樣試驗,可以離散系統模擬和連續系統模擬),因子試驗法(主要是在系統上做局部試驗,根據試驗結果進行不斷分析修改,求得所需模型結構),人工現實法(基於對系統的了解和所要達到的目標,人為地組成一個系統).(4)層次分析法.主要用於有關經濟計劃和管理、能源決策和分配、行為科學、軍事科學、軍事指揮、運輸、農業、教育、人才、醫療、環境等領域,以便進行決策、評價、分析、預測等.該方法關鍵的一步是建立層次結構模型.
⑦ 數學建模中綜合評價的方法有哪些
綜合評價有許多不同的方法:
1、綜合指數法:
綜合指數法是先綜合,後對比平均,其最大優點在於不僅可以反映復雜經濟現象總體的變動方向和程度,而且可以確切地、定量地說明現象變動所產生的實際經濟效果。但它要求原始資料齊全。平均指數法是先對比,後綜合平均,雖不能直接說明現象變動的絕對效果,但較綜合指數法靈活,便於實際工作中的運用。
2、TOPSIS法:
其基本原理,是通過檢測評價對象與最優解、最劣解的距離來進行排序,若評價對象最靠近最優解同時又最遠離最劣解,則為最好;否則不為最優。其中最優解的各指標值都達到各評價指標的最優值。最劣解的各指標值都達到各評價指標的最差值。
3、層次分析法:
運用層次分析法有很多優點,其中最重要的一點就是簡單明了。層次分析法不僅適用於存在不確定性和主觀信息的情況,還允許以合乎邏輯的方式運用經驗、洞察力和直覺。也許層次分析法最大的優點是提出了層次本身,它使得買方能夠認真地考慮和衡量指標的相對重要性。
另外還有RSR法、模糊綜合評價法、灰色系統法等,這些方法各具特色,各有利弊。
(7)數學建模分析方法豆瓣擴展閱讀:
綜合評價的一般步驟
1、根據評價目的選擇恰當的評價指標,這些指標具有很好的代表性、區別性強,而且往往可以測量,篩選評價指標主要依據專業知識,即根據有關的專業理論和實踐,來分析各評價指標對結果的影響,挑選那些代表性、確定性好,有一定區別能力又互相獨立的指標組成評價指標體系。
2、根據評價目的,確定諸評價指標在對某事物評價中的相對重要性,或各指標的權重;
3、合理確定各單個指標的評價等級及其界限;
4、根據評價目的,數據特徵,選擇適當的綜合評價方法,並根據已掌握的歷史資料,建立綜合評價模型;
5、確定多指標綜合評價的等級數量界限,在對同類事物綜合評價的應用實踐中,對選用的評價模型進行考察,並不斷修改補充,使之具有一定的科學性、實用性與先進性,然後推廣應用。
⑧ 建模的五種基本方法
量綱分析法
量綱分析是20世紀初提出的在物理領域中建立數學模型的一種方法,它是在經驗和實驗的基礎上,利用物理定律的量綱齊次性,確定各物理量之間的關系。它是一種數學分析方法,通過量綱分析,可以正確地分析各變數之間的關系,簡化實驗和便於成果整理。
在國際單位制中,有七個基本量:質量、長度、時間、電流、溫度、光強度和物質的量,它們的量綱分別為M、L、T、I、H、J和N,稱為基本量綱。
量綱分析法常常用於定性地研究某些關系和性質,利用量綱齊次原則尋求物理量之間的關系,在數學建模過程中常常進行無量綱化,無量綱化是根據量綱分析思想,恰當地選擇特徵尺度將有量綱量化為無量綱量,從而達到減少參數、簡化模型的效果。
差分法
差分法的數學思想是通過taylor級數展開等方法把控制方程中的導數用網格節點上的函數值的差商代替進行離散,從而建立以網格節點上的值為未知數的方程組,將微分問題轉化為代數問題,是建立離散動態系統數學模型的有效方法。
構造差分的方法有多種形式,目前主要採用的是泰勒級數展開方法。其基本的差分表達式主要有以下幾種形式:一階向前差分、一階向後差分、一階中心差分和二階中心差分等,其中前兩種格式為一階計算精度,後兩種格式為二階計算精度。通過對時間和空間這幾種不同差分格式的組合,可以組合成不同的差分計算格式。
差分法的解題步驟為:建立微分方程;構造差分格式;求解差分方程;精度分析和檢驗。
變分法
變分法是處理函數的函數的數學領域,即泛函問題,和處理數的函數的普通微積分相對。這樣的泛函可以通過未知函數的積分和它的導數來構造,最終尋求的是極值函數。現實中很多現象可以表達為泛函極小問題,即變分問題。變分問題的求解方法通常有兩種:古典變分法和最優控制論。受基礎知識的制約,數學建模競賽大專組的建模方法使用變分法較少。
圖論法
數學建模中的圖論方法是一種獨特的方法,圖論建模是指對一些抽象事物進行抽象、化簡,並用圖來描述事物特徵及內在聯系的過程。圖論是研究由線連成的點集的理論。一個圖中的結點表示對象,兩點之間的連線表示兩對象之間具有某種特定關系(先後關系、勝負關系、傳遞關系和連接關系等)。事實上,任何一個包含了某種二元關系的系統都可以用圖形來模擬。因此,圖論是研究自然科學、工程技術、經濟問題、管理及其他社會問題的一個重要現代數學工具,更是成為了數學建模的一個必備工具。
⑨ 數學建模的思路是什麼
說就是把實際問題用數學語言抽象概括,從數學角度來反映或近似地反映實際問題,得出的關於實際問題的數學描述。其形式是多樣的,可以是方程(組)、不等式、函數、幾何圖形等等。
在數學建模中常用思想和方法:類比法、二分法、量綱分析法、差分法、變分法、圖論法、層次分析法、數據擬合法、回歸分析法、數學規劃、機理分析、排隊方法、對策方法、決策方法、模糊評判方法、時間序列方法、灰色理論方法、現代優化演算法。
模型准備
了解問題的實際背景,明確其實際意義,掌握對象的各種信息。以數學思想來包容問題的精髓,數學思路貫穿問題的全過程,進而用數學語言來描述問題。要求符合數學理論,符合數學習慣,清晰准確。
根據實際對象的特徵和建模的目的,對問題進行必要的簡化,並用精確的語言提出一些恰當的假設。在假設的基礎上,利用適當的數學工具來刻劃各變數常量之間的數學關系,建立相應的數學結構(盡量用簡單的數學工具)。