❶ 数学建模的真正意义
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【摘要】本文重点分析了数学建模的特点,探讨了计算机应用与数学建模意识的培养之间密不可分的联系,阐述了计算机在数学建模竞赛中的作用和地位,最后介绍了笔者参加建模竞赛与学生参加竞赛的经验与感受。
【关键词】建模意识 计算机应用 数学建模竞赛 数学实验
一、引言
在利用数学方法分析和解决实际问题时,要求从实际错综复杂的关系中找出其内在的规律,然后用数学的语言--即数字、公式、图表、符号等刻画和描述出来,然后经过数学与计算机的处理--即计算、迭代等得到定量的结果,供人们进行分析、预报、决策和控制,这种把实际问题进行合理的简化假设归结为数学问题并求解的过程就是建立数学模型,简称建模。而这种成功的方法和技术反映在培养专门人才的大学教学活动中,就是数学建模教学和竞赛。数学建模简而言之就是应用数学模型来解决各种实际问题的过程,也就是通过对实际问题的抽象、简化、确定变量和参数,并应用某些规律建立变量与参数间的关系的数学问题(或称一个数学模型),再借用计算机求解该数学问题,并解释、检验、评价所得的解,从而确定能否将其用于解决实际问题的多次循环、不断深化的过程。
二、数学建模的特点
从1985年开始美国都会举办一年一度的数学建模竞赛(MathematicalContestinModeling,缩写:MCM),而我国自1992年举办首届全国大学生数学建模竞赛以来,它已经成为全国大学生科技竞赛的重要项目之一,全国大学生数学建模竞赛是面向全国大学生的群众性科技活动;竞赛要求学生(可以是任何专业)以三人为一组参加竞赛,可以自由的收集信息、调查研究,包括使用计算机和任何软件,甚至上网查询,但不得与团队以外的任何人讨论,在三天时间内,完成一篇包括模型的假设、建立、求解,计算方法的设计和用计算机对解的实现,以及结果的分析和检验,模型的改进等方面的论文。这一活动对于提高大学生素质,促进高校数学与计算机教学改革都起着积极的推动作用。
多年来,一年一度的全国大学生数学建模竞赛和国际大学生数学建模竞赛,给传统的高等数学教育改革带来了新的思路和评价标准,《数学建模》课也从仅仅为参赛队员培训,扩展为一门比较普及的选修课,同时,《数学试验》作为一门新的课程也应运而生。数学建模与数学试验教学的重点是高等与现代数学的深层应用和面向问题的设计,而不是经典理论的深入研讨和系统论证。数学建模问题绝大部分来自一些具体的科研课题或实际工程问题,而不同于普通的数学习题或竞赛题。数学建模问题的特点是:面向现实生活的应用,有相关的科研背景,综合性强,涉及面广,因素关系复杂,缺乏足够的规范性,难以套用传统成熟的解决手段,数据量庞大,可采取的算法也比较复杂,结果具有一定的弹性空间,需要一定的伴随条件,许多问题得到的只能是近似解。
另一方面,建模问题不同于理论研究,它重在对实际问题的处理,而不是深层次纯粹数学理论或者世界难题。所以,求解建模问题大都借助各种辅助工具或手段,尤其是计算机软件的应用,大大地提高了解题效率和质量。总之,《数学建模》是一门技术应用的课程,而不是基础教育课程,它强调的是如何更好更快地解决问题,如何充分利用各种科技手段作为技术支持,因而计算机的应用已经成为其不可或缺的一项基本组成。与此相关的计算机技术主要有两部分:一是如何将实际问题或模型转化或表述为可用计算机软件或编程实现的算法;二是采用哪些应用软件或编程技术可以解决这些问题。显然,后者是前者的基础,确定了工具方案,才有相应的解决方案。
由于数学建模的以上特点,决定了数学建模与计算机具有密切相关的联系,计算机在数学建模思想意识培养中发挥了重要的作用,主要是提供了有力工具和技术支持,它是更好更快进行建模的基础。计算机水平的高低可以说决定一个团队整体的建模水平。
三、数学建模与计算机的关系
计算机的产生正是数学建模的产物,20纪40年代,美国为了研究弹道导弹飞行轨迹的问题,迫切需要一种计算工具来代替人工计算,计算机在这样的背景下应运而生。计算机的产生与发展又极大地推动了数学建模活动,计算机高速的运算能力,非常适合数学建模过程中的数值计算;它的大容量贮存能力以及网络通讯功能,使得数学建模过程中资料存贮、检索变得方便有效;它的多媒体化,使得数学建模中一些问题能在计算机上进行更为逼真的模拟实验;它的智能化,能随时提醒、帮助我们进行数学模型求解。此外,如Mathlab、Maple、SAS、SPSS等一批优秀数学软件的出现更使数学建模如虎添翼。再者,数学建模与生活实际密切相关,所采集到的数据量多,而且比较复杂,比如DVD在线租赁,长江水质的评价和预测,银行贷款和分期付款等,往往计算量大,需要借助于计算机才能快捷、简便地完成。数学建模竞赛与以往所说的那种数学竞赛(纯数学竞赛)不同,它要用到计算机,甚至离不开计算机,但却又不是纯粹的计算机竞赛,它涉及到物理、化学、生物、医学、电子、农业、军事、管理等各学科、各领域,但又不受任何一个具体的学科、领域的限制。数学建模过程需要经过模型假设、模型建立、模型求解、模型分析与检验、模型应用等几个步骤,在这些步骤中都伴随着计算机的使用。例如,模型求解时,需要上机计算、编制软件、绘制图形等,数学建模竞赛中打印机随时可能使用,同时,数学建模的学习对计算机能力的培养也起着极大推动作用,如报考计算机方向的研究生时,对数学的要求非常高;在进行计算机科学的研究时,也要求有极强的数学功底才能写出具有相当深度的论文,计算机科学的发展也是建立在数学基础之上的,许多为计算机的发展做出杰出贡献的科学家都出身于数学专业,显而易见,比赛中的一个重要环节是使用计算机来解决问题,这对使用计算机的能力的提高是很明显的。
数学建模的目的是构建数学建模意识,培养学生创造性思维能力,在诸多的思维活动中,创新思维是最高层次的思维活动,是开拓性、创造性人才所必须具备的能力,培养创造性思维能力,主要应培养学生灵活运用基本理论解决实际问题的能力,在数学教学中培养学生的建模意识实质上是培养、发展学生的创造性思维能力,因为建模活动本身就是一项创造性的思维活动,它既具有一定的理论性,又具有较强的实践性,还要求思维的深刻性和灵活性,而且在建模活动过程中,能培养学生独立、自觉地运用所给问题的条件,寻求解决问题的最佳方法和途径,可以培养学生的想象能力、直觉思维、猜测、转换、构造等能力,而这些数学能力正是创造性思维所具有的最基本的特征,在培养创新思维过程中要求必须具有一定的计算机基础,只有具有一定的计算机知识才能更好的处理数据,发现事物之间的内在的联系,才能更好的进行知识的转换,才能更好的构造出最优的模型。总之,具有必备的计算机知识是培养建模意识的关键,是培养数模创新能力的前提。计算机也为数学建模竞赛活动提供了有力的工具。
四、计算机在数学建模中的运用
计算机的运用,不仅方便我们上网查找建模问题所涉及的知识,相关的文献资料,而且方便我们处理数据,进行模型求解,模型检验。
建模相关计算机软件是我们在建立模型,处理模型必需掌握的软件,他们各有自己的特点,使用他们时要注意区分他们的优缺点,选择更合适的软件来处理问题,常用软件包含一下几种类型:
1、通用数学软件。主要包括有Matlab、Mathematica、Maple和Mathcad等,在能力和用法上,都比较相近,主要用于绘制已知函数的图形和进行计算,支持完全的符号运算、精确计算和任意精度的近似计算。它们都能对数学中的微积分、解析几何、线性代数、微分方程、计算方法、概率统计等诸多领域的常见问题进行求解,但也有各自特点:例如Mathematica的符号计算能力较为强大,而Matlab在数值计算、矩阵计算和图形绘制方面更有优势,因此可以结合起来使用。
2、Lingo/Lindo 计算最优化问题的专用数学软件。Lindo用于求解线性规划和二次规划,Lingo除了具有Lindo的全部功能外,还可以用于求解非线性规划,也可以用于一些线性和非线性方程组的求解以及代数方程求根等,二者都可以求解整数规划。。
3、统计分析软件,SPSS名为社会学统计软件包,主要功能有:基本统计分析、定义表、比较平均数;一般线性模式;相关分析;回归分析、逻辑线性分析、聚类和判别分析、因子分析、非参数检验、时间序列、比例、多元反应等。SAS提供许多数据库查询统计功能,在概率和统计的经典处理计算方面提供了丰富的函数支持。是统计专业软件。
4、高级程序语言种类较多,如C、C++、C#、Basic、Delphi和Java等。
5、绘图软件。将一些图表加入附件可以为文章增色。数学软件只能绘制已知函数的图形,若是要绘制一个大致的图形,就必须使用绘图软件。可以使用几何画板、Photoshop、Flash等。因此,数学建模竞赛今后的趋势是,要求学生对各方面的知识都有所了解,对学生的计算机知识要求也更高,近年来的数学建模竞赛几乎所有的竞赛题目都涉及大量的计算或逻辑运算,因此不掌握计算机和相关数学软件的使用是难以取得好成绩的;又由于竞赛题目来自不同的领域,事先又不了解,而利用Internet可以迅速查到相关资料,这也有助于在竞赛中取得好成绩,由此可见,计算机和数学建模之间具有密不可分的联系,两者的有机结合,有效的提高了高校学生灵活运用理论知识的能力、知识的迁移能力、实际应用能力以及分析问题和解决问题。
五、结束语
笔者上大学期间参加了两次数模竞赛,近几年也参加了学院的数学建模竞赛辅导,能够深刻从中体会到其中的酸甜,也领悟到数学建模竞赛的精髓;它不仅有利于学生更好的掌握知识、运用知识,也有利于高校的科研和教学,使学生和教师能在平时的学习、工作中自动形成勤于思考的好习惯,数学建模竞赛与学生毕业以后工作时的条件非常相近,是对学生业务、能力和素质的全面培养,特别是开放性思维和创新意识,这项活动的开展有利于学生的全面素质的培养,既丰富、活跃了广大学生的课外生活,也为优秀学员脱颖而出创造了条件。不少参赛培训的同学有共同的体会,一次参赛终身受益。数学建模是通向未来的成功之路,不管名次如何,每个参赛者都是成功者。总之,利用计算机技术来开展数学建模,必将有利于数学模型的建立、求解、演算和表达,为探索者创造出理想的背景,同时也使我们的计算机用得越来越好、越来越活,数学建模中计算机的应用,使数学建模的进步如虎添翼;计算机中数学建模方法的使用,使得计算机的发展日益迅速,计算机技术与数学建模的结合,必将推动两者的快速发展。
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❸ 终于要开始学建模了,求教求教
你们学校模拟也模拟得像一点啊,搞个什么数学建模专业……给你看看我我大学时代一篇文章吧,希望有些帮助 数学建模概论(发表于《新风》第五期 2000年)一、 略谈数学及其作用所谓数学,按照恩格斯的定义是:“研究现实中数量关系与空间形式的科学”。随着生产力的不断发展,科学不断进步,数学也得到了长足的发展,数量与空间形式也发生了较大的变化。但恩格斯的定义在很大程度上仍能表达出数学的本质。由于数学其本身的语言比较抽象而不易掌握,以及在教学中存在的一些问题,这便使许多人认为数学没有多大的用处,甚至干脆说数学没有用处。19世纪德国着名的数学家H.G.Grassmann曾说过:“数学除了锻炼敏锐的理解力、发现真理以外,她还有另一个训练考虑全面科学系统的头脑的开发功能”。所以数学为组织和构造知识提供方便,以至当用于技术时就能使人产生出系统的、能复制的、可以传播的知识。经过分析、设计、建模、模拟(仿真)以及具体实施就可以变成高效加结构良好的活动。因此,在社会生活特别是经济竞争中,数学科学作为一种关键性的、普遍性的、能够实行的技术是必不可少的。用这样的观点来看待分析问题,我们就会发现我们所学的数学知识、思想、方法不能说是没有用的。在数学的应用中,尤其是数学建模(Mathematical modeling)在当今世界范围内有其举足轻重的地位。二、 数学建模简介曾经有《美国数学饿现在和未来》一文指出“今天,在技术(科学)中最有用的数学研究领域是数值分析和数学建模。”在某种意义下数学建模已经改革成一个相对独立的数学分支,而且不断向应用数学和纯粹数学提供大量的挑战性问题,从而推进了数学学科的发展。特别要提到的是近年来正在迅速发展的工业数学中数学建模是关键的第一步,正是由于数学建模的重要性,为了推动建模的研究、学术交流,从80年代起就有众多的学术活动、国际会议以及国际性和地区性的数学建模杂志。数学建模并不是新的东西,尽管过去很长时间里很少用这一术语,可以说有了数学并要用数学去解决实际问题就一定要用数学的语言、方法去近似地刻画实际问题,而这种刻画的的数学表述就是一个数学模型,其过程就是一个数学建模的过程。因而欧几里德几何、牛顿、莱布尼兹发明的微积分都是很好的数学模型。那么如何定义数学模型呢?我们可以说它是一种数学的思考方法,是“对现实的现象通过心智活动构造出能抓住其重要且有用的特征的表示,常常是形象化的或符号化的表示。”从科学、工程、经济、管理等角度看数学建模,就是用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学工具。顾名思义,modeling一词在英文中有“塑造艺术”的意思,从而可以理解从不同的侧面、角度去考虑问题就会有不尽相同的数学模型,从而数学建模的创造又带有一定的艺术的特点。而数学建模最重要的特点是要接受实践的检验、多次修改模型渐趋完美的过程。数学建模的这种迭代的性质反映了人们运用这种方法逐步逼近、真正认识、掌握实际问题的过程,从而达到预测、预报或知道实验以至指导生产的目的。问题是当一个数学模型表达出来以后,就要用一定的技术手段(例如推理证明、计算等)求解该数学问题并用实际情形来验证,若需要修改数学模型,重复建模的过程。如果其中有一步完不成,整个数学建模过程就很难完成,而大量的计算又往往是建模过程中不可缺少。过去在高性能电子计算机尚未产生之前,正是由于缺乏这一技术手段而在一定程度上限制了数学建模这一强有力方法的应用和发展。当然,由于实际应用的需要,数学建模的活动从未停止过。而电子计算机(特别是80年代超级电子计算机)的出现使数学建模这一方法如虎添翼似地得到了飞速发展,掀起了一个高潮。三、 谈数学建模要求的素质有了得心应手、强有力的计算机为工具,数学建模渐渐被纳入了数学教学之中。20世纪70年代末80年代初,在英国,着名的剑桥大学专门为研究生开设了数学建模课程,创设了牛津大学与工业界研究合作的活动0SGI。差不多同时,在欧美等工业发达国家开始把数学建模的内容正式列入研究生、大学生以至中学生的教学计划中,其发展非常迅速。数学建模要求数学工作者具有较高的数学素质,所以数学建模教育的目标、指导思想也就是培养学生数学建模所需的能力。以下是参加数学建模所需要的五方面的能力。1.“翻译”的能力。经过一定抽象、简化实际问题用数学语言表达出来,形成数学模型(即数学建模的过程),对应用数学的方法进行推演式计算得到的结果,能用“常人”能懂的语言“翻译”(表达)出来。例如MCM93问题A中就明确提出“除了按竞赛规则说明中规定的格式写的技术报告外,请为餐厅经理提供一页卡的用非技术术语表示的实施建议”。2.应用已学到的数学思想和方法进行综合分析,并能学习一点新的数学知识,能理解合量的抽象和简化,特别是进行数学分析的重要性。因为数学建模中数学终究是我们主要的武器,要在数学建模过程中灵活应用,发展使用这个武器的能力。所以必须多练,多琢磨。3.联想能力。因为对于不少完全不同的实际问题,在一定的简化层次下,它们的数学模型是相同的或相似的,这正是数学应用的广泛性的表现。这就要培养学生有广泛的兴趣,多思考,勤奋塌实工作,通过熟能生巧而逐步达到触类旁通的境界。4.要有一种洞察能力。通俗地讲就是一眼能抓住要点的能力。因为真正的实践问题的数学建模过程的参与者(特别是一开始)往往不是很懂数学的人,他们提出的问题及其表达方式更不是数学化的,往往是在和你交谈过程中用你的洞察力“提问”、“换一种方式表达”或“启发”等等方式使问题明朗化。搞实际工作的人一般很愿意与洞察力强的数学工作者打交道。5.熟练使用技术手段。这将帮助你节省时间,在一定阶段,能得到直观形象的结果,有利于与用户深入讨论。在目前主要的技术手段是计算机及其相应的数学软件包。四、 大学生数学建模竞赛介绍大学生数学模型竞赛(MCM)1985年在美国出现。1985年以前,美国只有一种大学生数学竞赛(普特南数学竞赛),这是一个历史悠久影响很大的全美大学生数学竞赛。自1938年举行第一届以来己60多届了。主要考核基础知识和训练逻辑推理、证明能力、思维敏捷性及计算能力。试题中很少考应用题,完全不能用计算机,是闭卷考试。其结果必然是为了反映现行高校数学教学中过分强调的纯粹性、形式方法,缺少应用内容的倾向。而许多学生对数学的实际应用感兴趣,因而对普特南数学竞赛缺乏积极性。此外有人认为应用数学、计算数学、统计数学和纯粹数学一样是教学研究和数学教学中的重要部分,他们是一个有机的整体。因而在1985年终于开始了第一届数学模型竞赛。MCM的宗旨和规则。MCM的宗旨是鼓励大学师生对范围并不固定的各种实际问题予以阐明、分析并提出解决方法,通过这样一种机构鼓励师生积极参与并强调实现完整的模型构造的过程。比赛于每年二月或三月的某个周末大约三天时间进行,每次只有两个考题(一般是连续和离散各一题),每队只需任选一题。题是由在工业和政府部门工作的数学家提出建议有命题组选择的没有固定范围的实际问题。每个参赛队有三名成员,并有一名知道教师。知道教师在比赛前负责对队员的训练和战术指导;并接受考题,然后即由学生自行参赛。知道老师不得参赛。在三天的持续时间内,参赛队要以有清楚定义的格式写出解法论文。论文包括放在最前面不超过一页的论文提要;问题的适当阐明与重新叙述;假定和假设的清楚说明;对为什么要用所述模型的分析;模型的设计;怎样预测模型的讨论;模型缺点的讨论,包括误差分析等等。参赛者可以使用包括计算机、软件包、教科书、杂志和手册之类的外部资源,因而在某种意义下也是考核使用外部资源的能力。MCM既没有通过、失败这种记分,也没有采用数值记分。评阅人主要感兴趣的是论文的方法、论述的清晰性。评选一些论文为表扬奖、有价值的论文和优秀论文。部分最佳论文将发表在专业性的数学杂志上。近年来美国运筹学会(ORSA)给每个获一等奖以上的队的每个队员以一年的学生会员资格;邀请每题各一个获特等奖的队到美国运筹学年会上作报告;并发给100美元及奖状。美国工业与应用数学学会(SIAM)还专门成立委员会,每年邀请每题各一个获特等奖的队到SIAM的年会作报告;并发给150美元及奖状。不少大学愿意提供奖金给最优秀的那些队员去读应用数学方面的研究生。我国大学生与1989年开始参加美国MCM。到1992年已经有国内12所大学24支队参赛。历年来都取得了较好成绩。在我国,不少高校教师也萌发了组织我国自己的大学生数学建模竞赛的想法。上海市率先于1990年12月7日至9日举行了“上海市大学生(数学类)数学模型竞赛”,于1991年6月7日至9日举行了“上海市大学生(非数学类)数学模型竞赛”。西安也于1992年4月3日至6日举办了“西安市第一届大学生数学模型竞赛”。有中国工业与应用数学学会(CSIAM)举办的“1992年全国大学生数学模型联赛”于1992年11月27日至29日举行,全国有74所大学的314支队伍参加了竞赛,不仅得到了各级领导的关心,还得到了企业界的支持,特别是得到了宣传部门的广泛支持。CSIAM已经决定今后每年举办一次,并更多地争取工业、企业界的支持,更好地依靠学术界、工业界的科学家、工程师提供好的竞赛题。我们相信我国的大学生数学模型联赛必将为我国的教育改革和人才培养作出应有的贡献。
❹ 该款mcm复古包包的锁扣怎么打开
1、盖头连五金上有两个凸起的五金,手抓住这两个五金同时往中间按就开了,一个是固定一个是活动的。
2、用手打开,包包上有个挂饰里有钥匙的,用那个钥匙开就可以了。真正的锁是中间的双纽锁扣,只要将两颗纽扣向中间捏一下,就能弹开三角形金属片了。
1、擦拭皮包时,一定要使用不会起毛球的软布,超细纤维布是最理想的选择,因为你不会想看到皮包上除了保养油,还有一堆“渣渣”。
2、绝对不可以直接把保养油倒在(或涂抹在)皮包上,一定要沾在棉布上后再擦拭皮包。
3、保养皮包不是在擦桌子,要想象是在替皮包做SPA按摩,慢慢将保养油均匀推抹开来,让皮革可以吸收。
4、少量多次地替皮包上油,比一次性替皮包抹上厚厚一层保养油要来得好。若要多次上油,前后最好相隔30分钟左右。
❺ mcm双肩包包如何辨别真伪
mcm双肩包包从以下两个个方面判断真假:
1、从钉方面进行判断,老款的钉是尖的,新款的钉是平的。如果卖家连老款和新款的钉都分不清,那多半是售假的商家。
(5)教学视频mcm的使用方法扩展阅读
MCM皮具最大的特点是纯手工制作,每一件产品上有一个铜牌,上面标有独一无二的编号。只有极少的一些国际大牌,才会在自己的每一件产品上有一个不同的编码。
MCM的所有产品都采用最优质的材料,做工考究,皮包只采用最高级的材料,皮革柔软、耐用、防水并且能够抵御紫外线的伤害;即便是内衬与装饰都是防水的,并且经过染色,可以防止褪色。
MCM生产包括珠宝、手表、香水、服装、箱包以及小型皮具等在内的超过五百款的产品。