我對數學建模的認識,2019字以上,謝謝

2021-03-19 18:28:38 字數 4908 閱讀 3180

1樓:周玉娟

數學建模

一、數學建模的起源

數學建模是在20世紀60和70年代進入一些西方國家大學的,我國的幾所大學也在80年代初將數學建模引入課堂。經過20多年的發展現在絕大多數本科院校和許多專科學校都開設了各種形式的數學建模課程和講座,為培養學生利用數學方法分析、解決實際問題的能力開闢了一條有效的途徑。

大學生數學建模競賽最早是2023年在美國出現的,2023年在幾位從事數學建模教育的教師的組織和推動下,我國幾所大學的學生開始參加美國的競賽,而且積極性越來越高,近幾年參賽校數、隊數佔到相當大的比例。可以說,數學建模競賽是在美國誕生、在中國開花、結果的。

2023年由中國工業與應用數學學會組織舉辦了我國10城市的大學生數學模型聯賽,74所院校的314隊參加。教育部領導及時發現、並扶植、培育了這一新生事物,決定從2023年起由教育部高教司和中國工業與應用數學學會共同主辦全國大學生數學建模競賽,每年一屆。十幾年來這項競賽的規模以平均年增長25%以上的速度發展。

全國大學生數學建模競賽是全國高校規模最大的課外科技活動之一。本競賽每年9月(一般在中旬某個週末的星期五至下週星期一共3天,72小時)舉行,競賽面向全國大專院校的學生,不分專業(但競賽分本科、專科兩組,本科組競賽所有大學生均可參加,專科組競賽只有專科生(包括高職、高專生)可以參加)。

2008 年全國有31個省/市/自治區(包括香港)1023所院校、12846個隊(其中甲組10384隊、乙組2462隊)、3萬8千多名來自各個專業的大學生參加競賽,是歷年來參賽人數最多

二、數學建模的定義

簡單地說:數學模型就是對實際問題的一種數學表述。

具體一點說:數學模型是關於部分現實世界為某種目的的一個抽象的簡化的數學結構。

更確切地說:數學模型就是對於一個特定的物件為了一個特定目標,根據特有的內在規律,做出一些必要的簡化假設,運用適當的數學工具,得到的一個數學結構。數學結構可以是數學公式,演算法、**、圖示等。

數學建模就是建立數學模型,建立數學模型的過程就是數學建模的過程(見數學建模過程流程圖)。 數學建模是一種數學的思考方法,是運用數學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫並"解決"實際問題的一種強有力的數學手段。

三、數學建模的幾個過程

1 模型準備:瞭解問題的實際背景,明確其實際意義,掌握物件的各種資訊。用數學語言來描述問題。

2 模型假設:根據實際物件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。

3 模型建立:在假設的基礎上,利用適當的數學工具來刻劃各變數之間的數學關係,建立相應的數學結構。(儘量用簡單的數學工具)

4 模型求解:利用獲取的資料資料,對模型的所有引數做出計算(估計)。

5 模型分析:對所得的結果進行數學上的分析。

6 模型檢驗:將模型分析結果與實際情形進行比較,以此來驗證模型的準確性、合理性和適用性。如果模型與實際較吻合,則要對計算結果給出其實際含義,並進行解釋。

如果模型與實際吻合較差,則應該修改假設,再次重複建模過程。

7 模型應用:應用方式因問題的性質和建模的目的而異。

四、數學建模的方法

(一)機理分析法 從基本物理定律以及系統的結構資料來推匯出模型。

1. 比例分析法--建立變數之間函式關係的最基本最常用的方法。

2. 代數方法--求解離散問題(離散的資料、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"的表示式。

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)、資料分析法 從大量的觀測資料利用統計方法建立數學模型。

1. 迴歸分析法--用於對函式f(x)的一組觀測值(xi, fi)i=1,2… n,確定函式的表示式,由於處理的是靜態的獨立資料,故稱為數理統計方法。

2. 時序分析法--處理的是動態的相關資料,又稱為過程統計方法。

3. 迴歸分析法--用於對函式f(x)的一組觀測值(xi, fi)i=1,2…n,確定函式的表示式,由於處理的是靜態的獨立資料,故稱為數理統計方法。

4. 時序分析法--處理的是動態的相關資料,又稱為過程統計方法。

(三)、**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。① 離散系統**--有一組狀態變數。 ② 連續系統**--有解析表示式或系統結構圖。

2. 因子試驗法--在系統上作區域性試驗,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瞭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。

五、數學建模的意義

1)在一般工程技術領域,數學建模仍然大有用武之地。

在以聲、光、熱、力、電這些物理學科為基礎的諸如機械、電機、土木、水利等工程技術領域中,數學建模的普遍性和重要性不言而喻,雖然這裡的基本模型是已有的,但是由於新技術、新工藝的不斷湧現,提出了許多需要用數學方法解決的新問題;高速、大型計算機的飛速發展,使得過去即便有了數學模型也無法求解的課題(如大型水壩的應力計算,中長期天氣預報等)迎刃而解;建立在數學模型和計算機模擬基礎上的cad技術,以其快速、經濟、方便等優勢,大量地替代了傳統工程設計中的現場實驗、物理模擬等手段。

2)在高新技術領域,數學建模幾乎是必不可少的工具。

無論是發展通訊、航天、微電子、自動化等高新技術本身,還是將高新技術用於傳統工業去創造新工藝、開發新產品,計算機技術支援下的建模和模擬都是經常使用的有效手段。數學建模、數值計算和計算機圖形學等相結合形成的計算機軟體,已經被固化於產品中,在許多高新技術領域起著核心作用,被認為是高新技術的特徵之一。在這個意義上,數學不再僅僅作為一門科學,它是許多技術的基礎,而且直接走向了技術的前臺。

國際上一位學者提出了「高技術本質上是一種數學技術」的觀點。

3)數學迅速進入一些新領域,為數學建模開拓了許多新的**地。

隨著數學向諸如經濟、人口、生態、地質等所謂非物理領域的滲透,一些交叉學科如計量經濟學、人口控制論、數學生態學、數學地質學等應運而生。一般地說,不存在作為支配關係的物理定律,當用數學方法研究這些領域中的定量關係時,數學建模就成為首要的、關鍵的步驟和這些學科發展與應用的基礎。在這些領域裡建立不同型別、不同方法、不同深淺程度模型的餘地相當大,為數學建模提供了廣闊的新天地。

馬克思說過,一門科學只有成功地運用數學時,才算達到了完善的地步。展望21世紀,數學必將大踏步地進入所有學科,數學建模將迎來蓬勃發展的新時期。

求2000字以上的《數學史》讀後感,謝謝!!! 急!!!!!!!!!!

2樓:匿名使用者

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讀完《數學史》,心底不由得一陣感動。那是一種什麼感覺呢?是一個對數學有著宗教般虔誠的仰望者的心動,是一個對歷史有著無盡探索慾望的追求者的嚮往。

每一代人都在數學這座古老的大廈上新增一層樓。當我們為這個大廈添磚加瓦時,有必要了解它的歷史。

通過這本書,我對數學發展的概況有了一個較為全面的瞭解。書中通過生動具體的事例,介紹了數學發展過程中的若干重要事件、重要人物與重要成果,讓我初步瞭解了數學這門科學產生與發展的歷史過程,體會了數學對人類文明發展的作用,感受到了數學家嚴謹的治學態度和鍥而不捨的探索精神。

數學是人類創造活動的過程,而不單純是一種形式化的結果;運用辨證唯物主義的觀點看待數學科學及數學教育,在他們的形成和發展過程中,不但表現出矛盾運動的特點,而且它們與社會、政治、經濟以及一般人類的文化有著密切的聯絡。

數學的歷史源遠流長。我瞭解到,在早期的人類社會中,是數學與語言、藝術以及宗教一併構成了最早的人類文明。數學是最抽象的科學,而最抽象的數學卻能催生出人類文明的絢爛的花朵。

這使數學成為人類文化中最基礎的學科。對此恩格斯指出:「數學在一門科學中的應用程度,標誌著這門科學的成熟程度。

」在現代社會中,數學正在對科學和社會的發展提供著不可或缺的理論和技術支援。

數學史不僅僅是單純的數學成就的編年記錄。數學的發展決不是一帆風順的,在跟讀的情況下是充滿猶豫、徘徊,要經歷艱難曲折,甚至會面臨困難和戰盛危機的鬥爭記錄。無理量的發現、微積分和非歐幾何的創立…這些例子可以幫助人們瞭解數學創造的真實過程,而這種真實的過程是在教科書裡以定理到定理的形式被包裝起來的。

對這種創造過程的瞭解則可以使人們探索與奮鬥中汲取教益,獲得鼓舞和增強信心。

在數學那漫漫長河中,三次數學危機掀起的巨浪,真正體現了數學長河般雄壯的氣勢。

第一次數學危機,無理數成為數學大家庭中的一員,推理和證明戰勝了直覺和經驗,一片廣闊的天地出現在眼前。但是最早發現根號2的希帕蘇斯被拋進了大海。

第二次數學危機,數學分析被建立在實數理論的嚴格基礎之上,數學分析才真正成為數學發展的主流。但牛頓曾在英國大主教貝克萊的攻擊前,顯得蒼白無力。

第三次數學危機,「羅素悖論」使數學的確定性第一次受到了挑戰,徹底動搖了整個數學的基礎,也給了數學更為廣闊的發展空間。但歌德爾的不完全性定理卻使希爾伯特雄心建立完善數學形式化體系、解決數學基礎的工作完全破滅。

天才的思想往往是超前的,這些凡夫俗子的確很難理解他們。但是時間會證明一切!

數學是一門歷史性或者說累積性很強的科學。重大的數學理論總是在繼承和發展原有理論的基礎上建立起來的,它們不近不會推翻原有的理論,而且總是包容原先的理論。例如,數的理論演進就表現出明顯的累積性;在幾何學中,非歐幾何可以看成是歐氏幾何的拓廣;溯源於初等代數的抽象代數並沒有使前者被淘汰;同樣現代分析中諸如涵數、導數、積分等概念的推廣均包含樂古典定義作為特例。

可以說,在數學的漫長進化過程中,幾乎沒有發生過徹底推翻前人建築的情況。

而中國傳統數學源遠流長,有其自身特有的思想體系與發展途徑。它持續不斷,長期發達,成就輝煌,呈現出鮮明的「東方數學」色彩,對於世界數學發展的歷史程序有著深遠的影響。從遠古以至宋、元,在相當長一段時間內,中國一直是世界數學發展的主流。

明代以後由於政治社會等種種原因,致使中國傳統數學瀕於滅絕,以後全為西方歐幾里得傳統所凌替以至壟斷。數千年的中國數學發展,為我們留下了大批有價值的史料。

人們為什麼長久以來稱數學為「科學的女皇」呢?也許是女皇讓人無法親近的神祕感和讓人們嚮往和陶醉的面容,讓人情不自禁地聯想起數學吧!

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