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数学模型及目标函数

数学模型及目标函数
数学模型及目标函数

具有V 形水翼的翼滑艇的数学模型: 目标函数:

船操纵性性能优化目标函数——2()arL arT X a D f C b ''

=+ (1a b +=且,0a b >)式中:arL C '为压缩至(0~1)之间直航稳定性性能指标,

arT D '为压缩至(0~

1)之间的回转性性能指标;a 、b 操纵性性能的权重数,1a b +=,a>b 0≥(由于是翼滑艇,直航稳定性更为重要一些,取的权值一般大于回转性的)

无因次衡准数arL C 作为直线稳定性衡准指数:

()[]r v r v

arL N Y m Y N C ''-'+'-''=11λ

式中: []()2

/*/40.01L T T B C Y B v π+-=' []()2

/*/080.0/2.22/1L T T B T B Y r π-+--='

[]()2

/*/40.22/1L T L T N v π+-='

[]()2

/*/56.0/039.04/1L T T B T B N r π-+-='

11

,m λ''为无因次船体质量及附加质量; 3

1

/()2

m m L ρ'=

11(0.5 1.5)m λ''=- 一般来说进行简化:m '=1.0;11λ'=1.0 相对回转直径

arT

D :

/arT D D L = 式中:D 为定常直径;L 为船长,对于高速单体船来说,相对回转直径为

5-7。对于确定的定常直径D ,可以根据巴士裘宁公式得到: 2

10S R

L d D A =

且R S A L d μ=

式中:S L 为水线长(m );d 为吃水(m );R A 为舵的浸水侧面积(2m )。

船舶抗倾覆性能优化目标函数——3()ra ra f X L S αβ=+ 式中:

1αβ+=且0α>;0β>;ra L 为压缩到(0~1)的纵摇角有义值;ra S 为压缩到(0~

1)的垂荡有义值。纵摇角有义值

ra

L

2 1012345678

3

0.5520.552

(2)y

a W B C B

K V V

L L

A A C A C A A A L A A A

B d L

φ=+++++++

垂荡有义值ra

S

1

101234567

3

(2)0.3048*[()y

a W B C B

K

L L

Z A A C A C A A A L A A

B d L

-

=+++++++

式中:

A、

1

A……

8

A为随风级、船长变化的系数;

/

L B——船的长宽比;

/

L d——长度吃水比;

C B

L——浮心在中站面前的纵向位置,以船长的百分比表示;

y

K

——实船的纵向质量惯性半径;

y

K=

总目标函数:1234

()

L T

F X V ar V ar zta Z

αααα

=**

式中:

1

α

2

α

3

α

4

α

分别

表示快速性、直线稳定性、回转性、纵摇和垂荡指标的权重,并将该指标压

缩至0~1之间标准值,且有

1234

1

αααα

***=

设计变量:

x1代表船长L,x2代表船宽B,x3代表吃水T,x4代表方形系数Cb,x5代表中横剖面系数Cm,x6代表设计水线面系数Cwp,x7代表浮心纵向位置Lcb,x8代表螺旋桨直径Dp,x9代表盘面比Ae/Ao,x10代表螺距比P/Dp,x11代表螺旋桨转速N,x12代表设计航速Vs,x13代表半进水角ie,x14代表尾板相对浸湿面积At/Am,x15代表纵倾角α,x16代表斜升角β,x17代表船体重心高度Zg所有设计变量采用向量形式表示为:

}

,

,

,

/

,

,

,

,

/

,

/

,

,

,

,

,

,

,

,

{

}

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

{

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

g

m

t

e

S

P

O

E

P

CB

W

M

B

Z

A

A

i

V

N

D

P

A

A

D

L

C

C

C

T

B

L

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

β

α

=

=

约束条件:包含两个条件——1.等式约束、2不等式约束。

(1)、等式约束

等式约束包括浮性条件,转矩平衡,推力阻力平衡三个等式约束,具体表述如下:

①满足浮性条件,?保持不变,C0

B

LBT

?-=;

② 螺旋桨的推力与船舶航行时遭受的阻力平衡: 0)1(42=--R t D n K N T P ρ 式中:P N —螺旋桨的桨轴数,t —推力减额分数,R —船体阻力。 ③ 设计状态下主机供给螺旋桨的转矩必须等于螺旋桨吸收的转矩:

025

2

=-P Q S

S R D n K n

P ρπηη

式中:S P —主机功率,n —桨轴转速,ρ—海水的质量密度。

(2)、不等式约束

① 各个设计变量的取值范围。

② 按海船稳性规范,初稳性高M G ,必须满足如下不等式约束条件: 0.3M G >

③ 螺旋桨需满足空泡要求,按Keller 公式:

K T D

P P Z A A P

V E +-+=

02

00

)(3.03.1

则不等式约束条件为:

0)(3.03.10

2

0≤-

+--A A K D P P Z E P

V

式中:0P 为螺旋桨轴中心处的静压;V P 为C 015时,海水的汽化压力;0T 为螺旋桨的推力;Z 为螺旋桨的叶数;K 为常数,快速船为0,其它双桨船为0.1,单桨船为0.20。

④ 操纵性能方面需要考虑的因素也很多,在此仅考虑回转性衡准值S D 满足衡准的极限值条件,亦即回转无因次直径S D 满足如下的不等式约束条件: S D

⑤ 对于海船而言,耐波性能需要考虑的方面很多,在此仅考虑横摇幅值满足衡准的极限值条件,亦即横摇幅值a Φ满足不等式约束条件:

()10o

a a X Φ=Φ≤

式中:

12()87.5a X C C Φ=

⑥ 满足舒适性条件(主要考虑横摇周期大小)

()8.5T T x s ??

=> 式中:

()T x ?=

其中g Z 为船舶重心高度;1C 、2C 、3C 分别表示波浪、船型和舭龙骨相对尺度以及B/T 值对阻尼的影响。

快速性衡准因子SP C 作为快速性优化目标函数:

()2/3

3

2/3

3

10/S

S

SP

E O H R S

t H R S

V V f X

C P R ηηηηηηηη?

?

==

=

E P —有效功率;?—排水量;S V —设计航速;t R —船体阻力;

O η—螺旋桨敞水效率;H η—船身效率;R η—相对旋转效率;S η—轴系效率。

上式中的螺旋桨敞水效率

()P

S Q

T O ND V K K ωη-=

1

T

K —螺旋桨推力系数;

Q

K —螺旋桨转矩系数;ω—伴流分数。

2

4

()T T T K n D K ρ=为螺旋桨的淌水特性

1螺旋桨伴流分数的近似公式(双桨):0.550.20B C ω=- B C 是方形系数

2霍尔特洛波公式(双桨)

: 0.3095100.23/B V B C C C D ω=+-;

B C 为方形系数;V

C 为粘性阻力系数;

D 为螺旋桨直径;B 为船宽;T 为平均吃

水。

3螺旋桨推进敞水效率:前桨推力F T ,前桨扭矩F Q ,后桨推力A T ,后桨扭矩A Q ,螺旋桨转速n ,拖车速度A ν。

前桨推力系数 24

/TF F F K T n D ρ=

前桨扭矩系数 25

/QF F F K Q n D ρ=

后桨推力系数 24/TA A F K T n D ρ=

后桨扭矩系数 25/QA A F K Q n D ρ=

总推力系数 T TA TF K K K =+ 总扭矩系数 Q Q A Q F K K K =+ 螺旋桨推进系数/A A F J nD υ=

螺旋桨敞水推进效率0(/2)(/)A T Q J K K ηπ=

AU 五叶桨的回归公式:伸张面比=伸张面积E A /盘面积0A ; 展开面比=展开面积D A /展开面积0A ; 桨叶的平均宽度()

2E m A b d Z R =-

;E A --为螺旋桨伸张面积,d 为毂径;Z 为叶数。

船身效率:11E H T

A

P RV t P TV ηω

-==

=

-

湿表面积: L C S S ??=

式中S C 为湿表面积系数,有如下的回归方程式:

-

+-=P P S C T B C T B C )/(8909.2)

/(674188.66912.65

.05

.0

B

P B C C T B C 1590508.0)

/(1155977.05

.25

.2-

雷诺数:R e D ρυη

=

回归公式:,,,)T b b L B

C f C x B T

=

剩余阻力系数: (1)Rm Tm Fm C C K C =-+ 2

12

rs rs s s R C S

ρυ=

排水傅汝德数:F r =

22

n D gD

粗糙度补贴系数(荷兰水池推荐的):

马力系数1/2

2.5D P A

P N B V =

=直径系数101.33A

N D V J

δ=

=

金平仲的剩余阻力系数回归公式: 金平仲等对111组圆舭艇阻力资料的1194个剩余阻力系数R C 数据进行回归分析,得到如下的回归方程式:

50

123456780

exp[]i i i i i i i i a

b

c

d

e

f

g

h

R i i C B u u u u u u u u ==∑ (2.9)

式中:0.71n u F -=; 1.9322cos[(1.410.03/)]exp(0.2/)P n n u C L B F F -=-- ;0.5

3u C ?=;

4/T M

u A A =;2

5P u C =;6CB u L =;7/u B T =;8ln(90)E u i =-;i B 是回归系数;i a ,

i b ,i c ,i d ,i e ,i f ,i g ,i h 为相应自变量的幂次,次数值。

直线稳定性衡准指数: ()L v r v r Var N Y m Y N '''''=-- 式中:,,,v r v r Y Y N N ''''为船舶无因次水动力及力矩系数。

[10.40/]*(/)

v b Y C B T T L π'=-+

2

[1/2 2.2/0.080/]*(/)

r Y B T B T T L π'=--+-

2

[1/2 2.40/]*(/)

v N T L T L π'=-+

2

[1/40.039/0.56/]*(/)

r N B T B L T L π'=-+-

无因次船体质量; 3

1

/()2

m m L ρ'=

相对回转直径: /T Var D L = 2

10S R

L d D A =

且R S A L d μ=

式中:S L 为水线长(m );d 为吃水(m );R A 为舵的浸水侧面积(2m )。 纵倾角和斜升角修正函数: 具体修正公式如下:)

,(L

V F α和)

,

(L

V G β分

别为纵倾角和斜升角修正函数:

)4(241

-+

=αL

V F

4≤L

V 时,1=G ;

4≥L

V 时,)4

1()10

(

11.011

.056.02

L

V L

V G -

++=β

初中常用数学模型

【1】中点+平行模型如图,如果AB ‖DE ,且C 为AE 中点,则有△ABC ≌△EDC 很好证的,当然十分实用,经常需要添加辅助线(例如延长) 【例题1】(2014 深圳某模拟) 【例题2】(2014 ) 答案:1.3 2;2.D 【2】一线三等角模型如图,若∠B=∠C=∠DEF=α(0<α≤90)则一定有△BDE 与△CEF 相似。十分好证(外角和什么一大堆),并且也很实用。经常在矩形里出题。

【例题1】(2009 ) 【例题 2】(2006 ) 【例题3】(原创) 答案:1. 2或3-24或25 2.(5 453-,) 【3】巧造旋转模型在某些几何题中,往往有一些奇怪的结论,此时可以通过几何三大变换之一【旋转】求解。巧造旋转往往要有一定的等量关系和特殊角度,如下题:

通过观察可得∠ ABC=∠C=45°,AB=AC。我们可以将△ACD绕A顺时针旋转90°得到△ABE,使得AC与AB 重合。那么就有EB⊥BC,而在RT△AED中,DE2=2AD2(等腰直角三角形)所以BE2+BD2=DE2,即BD2+CD2=2AD2是不是赶脚很难想到?要学会判断,这种感觉是要练出来的!【例题1】(2014 ) 【例题2】【例题3】(2014 菏泽改编)

答案:1.41 2.9 3.(1.)2,(2.)直角三角形,旋转后证全等,证明略 【4】等腰模型这是一个很基础的模型——什么样的结构会生成等腰三角形首先:平行+角平 分线,如图,若AD‖BE,BC 平分∠ABE,则AB=AC,很好证的,导角即可。其次:垂直+角平分这个不难理解,因为等 腰三角形三线合一。这种模型很常用,常常需要做辅助线(延长之类)【例题1】(原创)

数学建模知识及常用方法

数学建模知识——之新手上路 一、数学模型的定义现在数学模型还没有一个统一的准确的定义,因为站在不同的角度可以有不同的定义。不过我们可以给出如下定义:“数学模型是关于部分现实世界和为一种特殊目的而作的一个抽象的、简化的结构。”具体来说,数学模型就是为了某种目的,用字母、数学及其它数学符号建立起来的等式或不等式以及图表、图像、框图等描述客观事物的特征及其内在联系的数学结构表达式。一般来说数学建模过程可用如下框图来表明:数学是在实际应用的需求中产生的,要解决实际问题就必需建立数学模型,从此意义上讲数学建模和数学一样有古老历史。例如,欧几里德几何就是一个古老的数学模型,牛顿万有引力定律也是数学建模的一个光辉典范。今天,数学以空前的广度和深度向其它科学技术领域渗透,过去很少应用数学的领域现在迅速走向定量化,数量化,需建立大量的数学模型。特别是新技术、新工艺蓬勃兴起,计算机的普及和广泛应用,数学在许多高新技术上起着十分关键的作用。因此数学建模被时代赋予更为重要的意义。二、建立数学模型的方法和步骤 1. 模型准备要了解问题的实际背景,明确建模目的,搜集必需的各种信息,尽量弄清对象的特征。 2. 模型假设根据对象的特征和建模目的,对问题进行必要的、合理的简化,用精确的语言作出假设,是建模至关重要的一步。如果对问题的所有因素一概考虑,无疑是一种有勇气但方法欠佳的行为,所以高超的建模者能充分发挥想象力、洞察力和判断力,善于辨别主次,而且为了使处理方法简单,应尽量使问题线性化、均匀化。 3. 模型构成根据所作的假设分析对象的因果关系,利用对象的内在规律和适当的数学工具,构造各个量间的等式关系或其它数学结构。这时,我们便会进入一个广阔的应用数学天地,这里在高数、概率老人的膝下,有许多可爱的孩子们,他们是图论、排队论、线性规划、对策论等许多许多,真是泱泱大国,别有洞天。不过我们应当牢记,建立数学模型是为了让更多的人明了并能加以应用,因此工具愈简单愈有价值。 4. 模型求解可以采用解方程、画图形、证明定理、逻辑运算、数值运算等各种传统的和近代的数学方法,特别是计算机技术。一道实际问题的解决往往需要纷繁的计算,许多时候还得将系统运行情况用计算机模拟出来,因此编程和熟悉数学软件包能力便举足轻重。 5. 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,决定了你的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。例题:一个笼子里装有鸡和兔若干只,已知它们共有 8 个头和 22 只脚,问该笼子中有多少只鸡和多少只兔?解:设笼中有鸡 x 只,有兔 y 只,由已知条件有 x+y=8 2x+4y=22 求解如上二元方程后,得解 x=5,y=3,即该笼子中有鸡 5 只,有兔 3 只。将此结果代入原题进行验证可知所求结果正确。根据例题可以得出如下的数学建模步骤: 1)根据问题的背景和建模的目的做出假设(本题隐含假设鸡兔是正常的,畸形的鸡兔除外) 2)用字母表示要求的未知量 3)根据已知的常识列出数学式子或图形(本题中常识为鸡兔都有一个头且鸡有 2 只脚,兔有 4 只脚) 4)求出数学式子的解答 5)验证所得结果的正确性这就是数学建模的一般步骤三、数模竞赛出题的指导思想传统的数学竞赛一般偏重理论知识,它要考查的内容单一,数据简单明确,不允许用计算器完成。对此而言,数模竞赛题是一个“课题”,大部分都源于生产实际或者科学研究的过程中,它是一个综合性的问题,数据庞大,需要用计算机来完成。其答案往往不是唯一的(数学模型是实际的模拟,是实际问题的近似表达,它的完成是在某种合理的假设下,因此其只能是较优的,不唯一的),呈报的成果是一篇论文。由此可见“数模竞赛”偏重于应用,它是以数学知识为引导计算机运用能力及文章的写作能力为辅的综合能力的竞赛。四、竞赛中的常见题型赛题题型结构形式有三个基本组成部分: 1. 实际问题背景涉及面宽——有社会,经济,管理,生活,环境,自然现象,工程技术,现代科学中出现的新问题等。一般都有一个

初中常用数学模型

如图,如果AB ‖DE ,且C 为AE 中点,则有△ABC ≌△EDC 很好证的,当然十分实用,经常需要添加辅助线(例如延长) 【例题1】(2014 深圳某模拟) 【例题2】(2014 ) 答案:1.3 2 ;2.D

如图,若∠B=∠C=∠DEF=α(0<α≤90) 则一定有△BDE与△CEF相似。 十分好证(外角和什么一大堆),并且也很实用。经常在矩形里出题。 【例题1】(2009 ) 【例题2】(2006 ) 【例题3】(原创)

答案:1. 2或3-24或 25 2.(5 453-,) 【3】巧造旋转模型 在某些几何题中,往往有一些奇怪的结论,此时可以通过几何三大变换之一【旋转】求解。 巧造旋转往往要有一定的等量关系和特殊角度,如下题: 通过观察可得∠ABC=∠C=45°,AB=AC 。 我们可以将△ACD 绕A 顺时针旋转90°得到△ABE ,使得AC 与AB 重合。 那么就有EB ⊥BC ,而在RT △AED 中,DE2=2AD2(等腰直角三角形) 所以BE2+BD2=DE2,即BD2+CD2=2AD2 是不是赶脚很难想到?要学会判断,这种感觉是要练出来的! 【例题1】(2014 ) 【例题2】 【例题3】(2014 菏泽改编)

答案:1.41 2.9 3.(1.)2,(2.)直角三角形,旋转后证全等,证明略【4】等腰模型 这是一个很基础的模型——什么样的结构会生成等腰三角形 首先:平行+角平分线, 如图,若AD‖BE,BC平分∠ABE,则AB=AC,很好证的,导角即可。 其次:垂直+角平分 这个不难理解,因为等腰三角形三线合一。 这种模型很常用,常常需要做辅助线(延长之类)

初中数学几个常用模型

初中数学几个数学模型 模型1、l:r=3600:n0 ①圆锥母线长5cm,底面半径长3cm,那么它的侧面展开图的圆心角是 216 。 ②劳技课上,王芳制作了一个圆锥形纸帽,其尺寸如图.则将这个纸帽展开成扇形时的圆心 角等于( C )A.45°B.60°C.90°D.120° ③要制作一个圆锥形的模型,要求底面半径为2cm,母线长为4cm,在一个边长为8cm的正 方形纸板上,能否裁剪制作一个这种模型(侧面和底面要完整,不能拼凑)( C ) (A)一个也不能做(B)能做一个(C)可做二个(D)可做二个以上 4、(2004河北T7)在正方形铁皮上剪下个圆形和扇形,使之恰好围成如图所示的圆锥模型.设圆的半径为r,扇形的半径为R,则圆半径与扇形半径之间的关系是(D )A、2r=R B、C、 D、 模型2、角平分线+平行=等腰三角形 如图,ABC中BD、CD平分∠ABC、∠ACB,过D作直线平行于BC, 交AB、AC于E、F,当∠A的位置及大小变化时,线段EF和BE+CF的 大小关系( B ). (A)EF>BE+CF (B)EF=BE+CF (C)EF

③(2006邵阳T8. ) 将一副三角板按图(一)叠放,则△AOB 与△DOC 的面积之比等于(1:3 ) ④(2005年浙江绍兴T18.)(以下两小题选做一题,第(1)小题满分5分,第(2)小题满分为3分。若两小题都做,以第(1)小题计分) 选做第________小题,答案为________ (1) 将一副三角板如图叠放,则左右阴影部分面积:之比等于________ (2) 将一副三角板如图放置,则上下两块三角板面积 : 之比等于________ ⑤(2006年武汉市T24.10分)已知:将一副三角板(Rt △ABC 和Rt △DEF )如图①摆放, 点E 、A 、D 、B 在一条直线上,且D 是AB 的中点。将Rt △DEF 绕点D 顺时针方向旋转角α(0°<α<90°),在旋转过程中,直线DE 、AC 相交于点M ,直线DF 、BC 相交于点N ,分别过点M 、N 作直线AB 的垂线,垂足为G 、H 。 (1)当α=30°时(如图②),求证:AG =DH ; (2)当α=60°时(如图③),(1)中的结论是否成立?请写出你的结论,并说明理由; (3)当0°<α<90°时,(1)中的结论是否成立?请写出你的结论,并根据图④说明理由。 ⑥一副三角板由一个等腰直角三角形和一个含300 的直角三角形组成,利用这副三角板构成 一个含有150 角的方法较多,请你画出其中两种不同构成的示意图,并在图上标出必要的标注,不写作法. ⑦将一副三角尺如图摆放一起,连接AD, 则∠ADB 的余切值为 . ⑧如图, 中, , , ,过点 作 于 , A G D H M E F C B N 第24题图 图③ E F M N D A B G H 图④ C 45° 60° A E D B C F A G D H M E F C B (N ) 第24题图 图① 图②

数学建模常用的十种解题方法

数学建模常用的十种解题方法 摘要 当需要从定量的角度分析和研究一个实际问题时,人们就要在深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上,用数学的符号和语言,把它表述为数学式子,也就是数学模型,然后用通过计算得到的模型结果来解释实际问题,并接受实际的检验。这个建立数学模型的全过程就称为数学建模。数学建模的十种常用方法有蒙特卡罗算法;数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法;解决线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题的数学规划算法;图论算法;动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法;最优化理论的三大非经典算法:模拟退火法、神经网络、遗传算法;网格算法和穷举法;一些连续离散化方法;数值分析算法;图象处理算法。 关键词:数学建模;蒙特卡罗算法;数据处理算法;数学规划算法;图论算法 一、蒙特卡罗算法 蒙特卡罗算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性,是比赛时必用的方法。在工程、通讯、金融等技术问题中, 实验数据很难获取, 或实验数据的获取需耗费很多的人力、物力, 对此, 用计算机随机模拟就是最简单、经济、实用的方法; 此外, 对一些复杂的计算问题, 如非线性议程组求解、最优化、积分微分方程及一些偏微分方程的解⑿, 蒙特卡罗方法也是非常有效的。 一般情况下, 蒙特卜罗算法在二重积分中用均匀随机数计算积分比较简单, 但精度不太理想。通过方差分析, 论证了利用有利随机数, 可以使积分计算的精度达到最优。本文给出算例, 并用MA TA LA B 实现。 1蒙特卡罗计算重积分的最简算法-------均匀随机数法 二重积分的蒙特卡罗方法(均匀随机数) 实际计算中常常要遇到如()dxdy y x f D ??,的二重积分, 也常常发现许多时候被积函数的原函数很难求出, 或者原函数根本就不是初等函数, 对于这样的重积分, 可以设计一种蒙特卡罗的方法计算。 定理 1 )1( 设式()y x f ,区域 D 上的有界函数, 用均匀随机数计算()??D dxdy y x f ,的方法: (l) 取一个包含D 的矩形区域Ω,a ≦x ≦b, c ≦y ≦d , 其面积A =(b 一a) (d 一c) ; ()j i y x ,,i=1,…,n 在Ω上的均匀分布随机数列,不妨设()j i y x ,, j=1,…k 为落在D 中的k 个随机数, 则n 充分大时, 有

高考中常用函数模型归纳及应用

高考中常用函数模型.... 归纳及应用 一. 常数函数y=a 判断函数奇偶性最常用的模型,a=0时,既是奇函数,又是偶函数,a ≠0时只是偶函数。关于方程解的个数问题时常用。 例1.已知x ∈(0, π],关于方程2sin(x+ 3 π )=a 有两个不同的实数解,则实数a 的取植范围是( )A .[-2,2] B.[ 3,2] C.( 3,2] D.( 3,2) 解析;令y=2sin(x+3π ), y=a 画出函数y=2sin(x+3 π ),y=a 图象如图所示,若方程有两个不同的解,则两个函数图象有两个不同的交点, 由图象知( 3,2),选D 二. 一次函数y=kx+b (k ≠0) 函数图象是一条直线,易画易分析性质变化。常用于数形结合解决问题,及利用“变元”或“换元”化归 为一次函数问题。有定义域限制时,要考虑区间的端点值。 例2.不等式2x 2 +1≤m(x-1)对一切│m │≤2恒成立,则x 的范围是( ) A .-2≤x ≤2 B. 4 31- ≤x ≤0 C.0≤x ≤ 47 1+ D. 4 7 1-≤x ≤ 4 1 3- 解析:不等式可化为m(x-1)- 2x 2 +1≥0 设f(m)= m(x-1)- 2x 2 +1 若x=1, f(m)=-3<0 (舍) 则x ≠1则f(m)是关于m 的一次函数,要使不等式在│m │≤2条件下恒成立,只需? ? ?≥-≥0)2(0 )2(f f ,解之可得答案D 三. 二次函数y=ax 2 +bx+c (a ≠0) 二次函数是应用最广泛的的函数,是连接一元二次不等式和一元二次方程的纽带。很多问题都可以化归和转化成二次函数问题。比如有关三次函数的最值问题,因其导数是二次函数,最后的落脚点仍是二次函数问题。 例3.(1).若关于x 的方程x 2 +ax+a 2 -1=0有一个正根和一个负根,则a 的取值范围是( ) 解析:令f(x)= x 2 +ax+a 2 -1由题意得f(0)= a 2 -1 <0,即-1<a <1即可。 一元二次方程的根分布问题可借助二次函数图象解决,通常考虑二次函数的开口方向,判别式对称轴与根的位置关系,端点函数值四个方面。也可借助韦达定理。

数学建模中常见的十大模型

数学建模常用的十大算法==转 (2011-07-24 16:13:14) 转载▼ 1. 蒙特卡罗算法。该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,同时可以通过模拟来检验自己模型的正确性,几乎是比赛时必用的方法。 2. 数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法。比赛中通常会遇到大量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用MA TLAB 作为工具。 3. 线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类算法。建模竞赛大多数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用Lindo、Lingo 软件求解。 4. 图论算法。这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备。 5. 动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法。这些算法是算法设计中比较常用的方法,竞赛中很多场合会用到。 6. 最优化理论的三大非经典算法:模拟退火算法、神经网络算法、遗传算法。这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的,对于有些问题非常有帮助,但是算法的实现比较困难,需慎重使用。 7. 网格算法和穷举法。两者都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具。 8. 一些连续数据离散化方法。很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计算机只能处理离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的。 9. 数值分析算法。如果在比赛中采用高级语言进行编程的话,那些数值分析中常用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用。 10. 图象处理算法。赛题中有一类问题与图形有关,即使问题与图形无关,论文中也会需要图片来说明问题,这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用MA TLAB 进行处理。 以下将结合历年的竞赛题,对这十类算法进行详细地说明。 以下将结合历年的竞赛题,对这十类算法进行详细地说明。 2 十类算法的详细说明 2.1 蒙特卡罗算法 大多数建模赛题中都离不开计算机仿真,随机性模拟是非常常见的算法之一。 举个例子就是97 年的A 题,每个零件都有自己的标定值,也都有自己的容差等级,而求解最优的组合方案将要面对着的是一个极其复杂的公式和108 种容差选取方案,根本不可能去求解析解,那如何去找到最优的方案呢?随机性模拟搜索最优方案就是其中的一种方法,在每个零件可行的区间中按照正态分布随机的选取一个标定值和选取一个容差值作为一种方案,然后通过蒙特卡罗算法仿真出大量的方案,从中选取一个最佳的。另一个例子就是去年的彩票第二问,要求设计一种更好的方案,首先方案的优劣取决于很多复杂的因素,同样不可能刻画出一个模型进行求解,只能靠随机仿真模拟。 2.2 数据拟合、参数估计、插值等算法 数据拟合在很多赛题中有应用,与图形处理有关的问题很多与拟合有关系,一个例子就是98 年美国赛A 题,生物组织切片的三维插值处理,94 年A 题逢山开路,山体海拔高度的插值计算,还有吵的沸沸扬扬可能会考的“非典”问题也要用到数据拟合算法,观察数据的

数学建模的基本步骤

数学建模的基本步骤 一、数学建模题目 1)以社会,经济,管理,环境,自然现象等现代科学中出现的新问题为背景,一般都有一个比较确切的现实问题。 2)给出若干假设条件: 1. 只有过程、规则等定性假设; 2. 给出若干实测或统计数据; 3. 给出若干参数或图形等。 根据问题要求给出问题的优化解决方案或预测结果等。根据问题要求题目一般可分为优化问题、统计问题或者二者结合的统计优化问题,优化问题一般需要对问题进行优化求解找出最优或近似最优方案,统计问题一般具有大量的数据需要处理,寻找一个好的处理方法非常重要。 二、建模思路方法 1、机理分析根据问题的要求、限制条件、规则假设建立规划模型,寻找合适的寻优算法进行求解或利用比例分析、代数方法、微分方程等分析方法从基本物理规律以及给出的资料数据来推导出变量之间函数关系。 2、数据分析法对大量的观测数据进行统计分析,寻求规律建立数学模型,采用的分析方法一般有: 1). 回归分析法(数理统计方法)-用于对函数f(x)的一组观测值(xi,fi)i=1,2,…,n,确定函数的表达式。 2). 时序分析法--处理的是动态的时间序列相关数据,又称为过程统计方法。 3)、多元统计分析(聚类分析、判别分析、因子分析、主成分分析、生存数据分析)。 3、计算机仿真(又称统计估计方法):根据实际问题的要求由计算机产生随机变量对动态行为进行比较逼真的模仿,观察在某种规则限制下的仿真结果(如蒙特卡罗模拟)。 三、模型求解: 模型建好了,模型的求解也是一个重要的方面,一个好的求解算法与一个合

适的求解软件的选择至关重要,常用求解软件有matlab,mathematica,lingo,lindo,spss,sas等数学软件以及c/c++等编程工具。 Lingo、lindo一般用于优化问题的求解,spss,sas一般用于统计问题的求解,matlab,mathematica功能较为综合,分别擅长数值运算与符号运算。 常用算法有:数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法,通常使用spss、sas、Matlab作为工具. 线性规划、整数规划、多元规划、二次规划、动态规划等通常使用Lindo、Lingo,Matlab软件。 图论算法,、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法, 模拟退火法、神经网络、遗传算法。 四、自学能力和查找资料文献的能力: 建模过程中资料的查找也具有相当重要的作用,在现行方案不令人满意或难以进展时,一个合适的资料往往会令人豁然开朗。常用文献资料查找中文网站:CNKI、VIP、万方。 五、论文结构: 0、摘要 1、问题的重述,背景分析 2、问题的分析 3、模型的假设,符号说明 4、模型的建立(局部问题分析,公式推导,基本模型,最终模型等) 5、模型的求解 6、模型检验:模型的结果分析与检验,误差分析 7、模型评价:优缺点,模型的推广与改进 8、参考文献 9、附录 六、需要重视的问题 数学建模的所有工作最终都要通过论文来体现,因此论文的写法至关重要:

最新初中数学几个常用模型

初 中 数 学 几 个 数 学 模 型 ①圆锥母线长5cm ,底面半径长3cm ,那么它的侧面展开图的圆心角是 216 。 ②劳技课上,王芳制作了一个圆锥形纸帽,其尺寸如图.则将这个纸帽展开成扇形时的圆心角等于( C ) A .45° B.60° C .90° D.120° ③要制作一个圆锥形的模型,要求底面半径为2cm ,母线长为4cm ,在一个边长为8cm 的正方形纸板上,能否裁剪制作一个这种模型(侧面和底面要完整,不能拼凑)( C ) (A)一个也不能做 (B)能做一个 (C)可做二个 (D)可做二个以上 4、(2004河北T7)在正方形铁皮上剪下个圆形和扇形,使之恰好围成如图所示的圆锥模型.设圆的半径为r,扇形的半径为R,则圆半径与扇形半径之间的关系是 (D )A 、2r=R B 、R r =4 9 C 、R r =3 D 、r 4 模型2如图,?ABC 中BD 、CD 平分∠ABC 、∠ACB ,过D 作直线平行于BC , 交AB 、AC 于E 、F ,当∠A 的位置及大小变化时,线段EF 和BE+CF 的大小关系( B ). (A )EF>BE+CF (B )EF=BE+CF (C )EF

③(2006邵阳T8. ) 将一副三角板按图(一)叠放,则△AOB 与△DOC 的面积之比等于(1:3 ) ④(2005年浙江绍兴T18.)(以下两小题选做一题,第(1)小题满分5分,第(2)小题满分为3分。若两小题都做,以第(1)小题计分) 选做第________小题,答案为________ (1) 将一副三角板如图叠放,则左右阴影部分面积1S :2S 之比等于________ (2) 将一副三角板如图放置,则上下两块三角板面积1A :2A 之比等于________ ⑤(2006年武汉市T24.10分)已知:将一副三角板(Rt △ABC 和Rt △DEF )如图①摆放, 点E 、A 、D 、B 在一条直线上,且D 是AB 的中点。将Rt △DEF 绕点D 顺时针方向旋转角α(0°<α<90°),在旋转过程中,直线DE 、AC 相交于点M ,直线DF 、BC 相交于点N ,分别过点M 、N 作直线AB 的垂线,垂足为G 、H 。 (1)当α=30°时(如图②),求证:AG =DH ; (2)当α=60°时(如图③),(1)中的结论是否成立?请写出你的结论,并说明理由; (3)当0°<α<90°时,(1)中的结论是否成立?请写出你的结论,并根据图④说明理由。 ⑥一副三角板由一个等腰直角三角形和一个含300 的直角三角形组成,利用这副三角板构成 一个含有150 角的方法较多,请你画出其中两种不同构成的示意图,并在图上标出必要的标注,不写作法. ⑦将一副三角尺如图摆放一起,连接AD, 则∠ADB 的余切值为 . ⑧如图,ABC ?中,?=∠90ACB ,?=∠30B ,1=AC ,过点C 作AB CD ⊥1于1D ,A G D H M E F C B N 第24题图 图③ E F M N D A B G H 图④ C 45° 60° A E D B C F A G D H M E F C B (N ) 第24题图 图① 图②

数学建模常用方法

数学建模常用方法 建模常用算法,仅供参考: 1、蒙特卡罗算法(该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性,是比赛时必 用的方法) 2、数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法(比赛中通常会遇到大量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用M a t l a b作为工具) 3、线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题(建模竞赛大多数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通 常使用L i n d o、L i n g o软件实现) 4、图论算法(这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备) 5、动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法(这些算法是算法设计中比较常用的方法,很多场合可以用到竞赛中) 6、最优化理论的三大非经典算法:模拟退火法、神经网络、遗传算法(这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的算法,对于有些问题非常有帮助,但是算法的实现比较困难,需慎重使用) 7、网格算法和穷举法(网格算法和穷举法都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种 暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具) 8、一些连续离散化方法(很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计 算机只认的是离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的) 9、数值分析算法(如果在比赛中采用高级语言进行编程的话,那一些数值分析中常用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用) 10、图象处理算法(赛题中有一类问题与图形有关,即使与图形无关,论文 中也应该要不乏图片的,这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用M a t l a b进行处理) 一、在数学建模中常用的方法: 1.类比法 2.二分法 3.量纲分析法 4.差分法 5.变分法 6.图论法 7.层次分析法 8.数据拟合法 9.回归分析法 10.数学规划(线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划、目标规划) 11.机理分析 12.排队方法

初中常用数学模型

初中常用数学模型 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

如图,如果AB ‖DE ,且C 为AE 中点,则有△ABC ≌△EDC 很好证的,当然十分实用,经常需要添加辅助线(例如延长) 【例题1】(2014 深圳某模拟) 【例题2】(2014 深圳) 答案:1.32 ;2.D

如图,若∠B=∠C=∠DEF=α(0<α≤90) 则一定有△BDE与△CEF相似。 十分好证(外角和什么一大堆),并且也很实用。经常在矩形里出题。 【例题1】(2009 太原) 【例题2】(2006 河南) 【例题3】(原创)

答案:1. 2或3-24或 25 2.(5 453-,) 【3】巧造旋转模型 在某些几何题中,往往有一些奇怪的结论,此时可以通过几何三大变换之一【旋转】求解。 巧造旋转往往要有一定的等量关系和特殊角度,如下题: 通过观察可得∠ABC=∠C=45°,AB=AC 。 我们可以将△ACD 绕A 顺时针旋转90°得到△ABE ,使得AC 与AB 重合。 那么就有EB ⊥BC ,而在RT △AED 中,DE2=2AD2(等腰直角三角形) 所以BE2+BD2=DE2,即BD2+CD2=2AD2 是不是赶脚很难想到?要学会判断,这种感觉是要练出来的! 【例题1】(2014 武汉) 【例题2】 【例题3】(2014 菏泽改编)

答案:1.41 2.9 3.(1.)2,(2.)直角三角形,旋转后证全等,证明略 【4】等腰模型 这是一个很基础的模型——什么样的结构会生成等腰三角形 首先:平行+角平分线, 如图,若AD‖BE,BC平分∠ABE,则AB=AC,很好证的,导角即可。其次:垂直+角平分 这个不难理解,因为等腰三角形三线合一。

高中物理中常用的三角函数数学模型强烈推荐!!!

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高中物理中常用的三角函数数学模型 数学作为工具学科,其思想、方法和知识始终渗透贯穿于整个物理学习和研究的过程中,为物理概念、定律的表述提供简洁、精确的数学语言,为学生进行抽象思维和逻辑推理提供有效方法.为物理学的数量分析和计算提供有力工具。 高考物理试题的解答离不开数学知识和方法的应用,借助物理知识渗透考查数学能力是高考命题的永恒主题。可以说任何物理试题的求解过程实质上是一个将物理问题转化为数学问题经过求解再次还原为物理结论的过程。高考物理考试大纲对学生应用数学工具解决物理问题的能力作出了明确要求。 一、三角函数的基本应用 在进行力的分解时,我们经常用到三角函数的运算.虽然三角函数学生初中已经学过,但笔者在多年的教学过程中发现,有相当一部分学生经常在这里出问题,还有一部分学生一直到高三都没把这部分搞清楚.为此,本人将自己的一些体会写出来,仅供大家参考. (一)三角函数的定义式 (二)探寻规律 1.涉及斜边与直角边的关系为“弦”类,涉及两直角边的关系为“切”类; 2.涉及“对边”为“正”类,涉及“邻边”为“余”类; 3.运算符:由直角边求斜边用“除以”,由斜边求直角边用“乘以”,为更具规律性,两直角边之间互求我们都用“乘以”. (三)速写 第一步:判断运算符是用“乘以”还是“除以”; 第二步:判断用“正”还是用“余”; 第三步:判断用“弦”还是用“切”. 即(边)=(边)(运算符)(正/余)(弦/切) 1、由直角边求斜边 2、由斜边求直角边 3、两直角边互求 (四)典例分析 经典例题1如图1所示,质量为m 的小球静止于斜面与竖直挡板之间,斜面倾角为θ,求小球对挡板和对斜面的压力大小分别是多少 2所示。 θtan 1?=mg F 经典例题2如图3所示,质量为m ,挡 挡板和使球压紧斜面,重力的分解如图4所示。 二、三角函数求物理极值 因正弦函数和余弦函数都有最大值(为1 的基本形式,那么我们可以通过三角函数公式整理出正弦(或余弦)函数的基本形式,然 后在确定极值。现将两种三角函数求极值的常用模型归纳如下: 1.利用二倍角公式求极值 正弦函数二倍角公式θθθcos sin 22sin = 图3 图4

数学建模中常见的十大模型讲课稿

数学建模中常见的十 大模型

精品文档 数学建模常用的十大算法==转 (2011-07-24 16:13:14) 转载▼ 1. 蒙特卡罗算法。该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,同时可以通过模拟来检验自己模型的正确性,几乎是比赛时必用的方法。 2. 数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法。比赛中通常会遇到大量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用MA TLAB 作为工具。 3. 线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类算法。建模竞赛大多数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用Lindo、Lingo 软件求解。 4. 图论算法。这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备。 5. 动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法。这些算法是算法设计中比较常用的方法,竞赛中很多场合会用到。 6. 最优化理论的三大非经典算法:模拟退火算法、神经网络算法、遗传算法。这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的,对于有些问题非常有帮助,但是算法的实现比较困难,需慎重使用。 7. 网格算法和穷举法。两者都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具。 8. 一些连续数据离散化方法。很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计算机只能处理离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的。 9. 数值分析算法。如果在比赛中采用高级语言进行编程的话,那些数值分析中常用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用。 10. 图象处理算法。赛题中有一类问题与图形有关,即使问题与图形无关,论文中也会需要图片来说明问题,这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用MATLAB 进行处理。 以下将结合历年的竞赛题,对这十类算法进行详细地说明。 以下将结合历年的竞赛题,对这十类算法进行详细地说明。 2 十类算法的详细说明 2.1 蒙特卡罗算法 大多数建模赛题中都离不开计算机仿真,随机性模拟是非常常见的算法之一。 举个例子就是97 年的A 题,每个零件都有自己的标定值,也都有自己的容差等级,而求解最优的组合方案将要面对着的是一个极其复杂的公式和108 种容差选取方案,根本不可能去求解析解,那如何去找到最优的方案呢?随机性模拟搜索最优方案就是其中的一种方法,在每个零件可行的区间中按照正态分布随机的选取一个标定值和选取一个容差值作为一种方案,然后通过蒙特卡罗算法仿真出大量的方案,从中选取一个最佳的。另一个例子就是去年的彩票第二问,要求设计一种更好的方案,首先方案的优劣取决于很多复杂的因素,同样不可能刻画出一个模型进行求解,只能靠随机仿真模拟。 2.2 数据拟合、参数估计、插值等算法 数据拟合在很多赛题中有应用,与图形处理有关的问题很多与拟合有关系,一个例子就是98 年美国赛A 题,生物组织切片的三维插值处理,94 年A 题逢山开路,山体海拔高度的 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除

初中数学九大几何模型

初中数学九大几何模型 一、手拉手模型----旋转型全等 D (1)等边三角形 O O C E C A 图 1B A 图 2 【条件】:△ OAB和△ OCD均为等边三角形; 【结论】:①△ OAC≌△ OBD;②∠ AEB=60°;③ OE平分∠ AED D (2)等腰直角三角形 O C E A B A 图 1 D E B D O E C B 图2 【条件】:△ OAB和△ OCD均为等腰直角三角形; 【结论】:①△ OAC≌△ OBD;②∠ AEB=90°;③ OE平分∠ AED (3)顶角相等的两任意等腰三角形 D O O C 【条件】:△ OAB和△ OCD均为等腰三角形; D E 且∠ COD=∠AOB E 【结论】:①△ OAC≌△ OBD;C ②∠ AEB=∠AOB; ③OE平分∠ AED A图 1B A图 2B

O O 二、模型二:手拉手模型----旋转型相似 (1)一般情况 D 【条件】: CD∥ AB,C D 将△ OCD旋转至右图的位置 A B 【结论】:①右图中△ OCD∽△ OAB→→→△ OAC∽△ OBD; ②延长 AC交 BD于点 E,必有∠ BEC=∠ BOA O (2)特殊情况 C D 【条件】:CD∥ AB,∠ AOB=90° 将△ OCD旋转至右图的位置 A B 【结论】:①右图中△ OCD∽△ OAB→→→△ OAC∽△ OBD; ②延长 AC交 BD于点 E,必有∠ BEC=∠ BOA; ③ BD OD OB tan ∠ OCD;④ BD⊥AC; AC OC OA ⑤连接 AD、 BC,必有AD2BC 22 2 ;⑥ S△BCD ABCD 三、模型三、对角互补模型 (1)全等型 -90 ° 【条件】:①∠ AOB=∠ DCE=90°;② OC平分∠ AOB E C A B D O C E A B 1 A C BD 2A C D O E B 图 1 【结论】:①;② OD+OE=2;③S △DCE S △OCD S △OCE 1 OC2 CD=CE OC2 证明提示:A C M ①作垂直,如图 2,证明△ CDM≌△ CEN D ②过点 C 作 CF⊥ OC,如图 3,证明△ ODC≌△ FEC ※当∠ DCE的一边交 AO的延长线于 D 时(如图4):O N EB 图 2 以上三个结论:① CD=CE;② OE-OD= 2 OC;A 1 OC 2M C ③ S S △OCE△OCD2A C D O N B E O图 3E F B D 图 4

常用数学建模方法

数学建模常用方法以及常见题型 核心提示: 数学建模方法一、机理分析法从基本物理定律以及系统的结构数据来推导出模型 1.比例分析法--建立变量之间函数关系的最基本最常用的方法。 2.代数方法--求解离散问题(离散的数据、符号、图形)的主要方法。3. 逻辑方法--是数学理论研的重要方法,对社会学和经济学等领域的实际问题,在决策,对策等学科中得到广泛应用。4.常微分方程--解决两个变量之间的变化规律,关键是建立"瞬时变化率"的表达式。 5.偏微分方程--解决因变量与两个以上自 数学建模方法 一、机理分析法从基本物理定律以及系统的结构数据来推导出模型 1.比例分析法--建立变量之间函数关系的最基本最常用的方法。 2.代数方法--求解离散问题(离散的数据、符号、图形)的主要方法。 3. 逻辑方法--是数学理论研的重要方法,对社会学和经济学等领域的实际问题,在决策,对策等学科中得到广泛应用。 4.常微分方程--解决两个变量之间的变化规律,关键是建立"瞬时变化率"的表达式。 5.偏微分方程--解决因变量与两个以上自变量之间的变化规律。 二、数据分析法从大量的观测数据利用统计方法建立数学模型 1.回归分析法--用于对函数f(x)的一组观测值(xi,fi)I=1,2,…,n,确定函数的表达式,由于处理的是静态的独立数据,故称为数理统计方法。 2.时序分析法--处理的是动态的相关数据,又称为过程统计方法。 3.回归分析法--用于对函数f(x)的一组观测值(xi,fi)I=1,2,…,n,确定函数的表达式,于处理的是静态的独立数据,故称为数理统计方法。 4.时序分析法--处理的是动态的相关数据,又称为过程统计方法。

数学建模方法模型

数学建模方法模型 一、统计学方法 1 多元回归 1、方法概述: 在研究变量之间的相互影响关系模型时候用到。具体地说:其可以定量地描述某一现象和某些因素之间的函数关系,将各变量的已知值带入回归方程可以求出因变量的估计值,从而可以进行预测等相关研究。 2、分类 分为两类:多元线性回归和非线性线性回归;其中非线性回归可以通过一定的变化转化为线性回归,比如:y=lnx 可以转化为 y=u u=lnx 来解决;所以这里主要说明多元线性回归应该注意的问题。 3、注意事项 在做回归的时候,一定要注意两件事: (1) 回归方程的显著性检验(可以通过 sas 和 spss 来解决) (2) 回归系数的显著性检验(可以通过 sas 和 spss 来解决) 检验是很多学生在建模中不注意的地方,好的检验结果可以体现出你模型的优劣,是完整论文的体现,所以这点大家一定要注意。 4、使用步骤: (1)根据已知条件的数据,通过预处理得出图像的大致趋势或者数据之间的大致关系; (2)选取适当的回归方程; (3)拟合回归参数; (4)回归方程显著性检验及回归系数显著性检验 (5)进行后继研究(如:预测等)

2 聚类分析 1、方法概述 该方法说的通俗一点就是,将 n个样本,通过适当的方法(选取方法很多,大家可以自行查找,可以在数据挖掘类的书籍中查找到,这里不再阐述)选取 m 聚类中心,通过研究各样本和各个聚类中心的距离 Xij,选择适当的聚类标准,通常利用最小距离法(一个样本归于一个类也就意味着,该样本距离该类对应的中心距离最近)来聚类,从而可以得到聚类结果,如果利用sas 软件或者 spss 软件来做聚类分析,就可以得到相应的动态聚类图。这种模型的的特点是直观,容易理解。 2、分类 聚类有两种类型: (1) Q型聚类:即对样本聚类; (2) R型聚类:即对变量聚类; 通常聚类中衡量标准的选取有两种: (1) 相似系数法 (2) 距离法 聚类方法: (1) 最短距离法 (2) 最长距离法 (3) 中间距离法 (4) 重心法 (5) 类平均法 (6) 可变类平均法 (7) 可变法

高考数学函数模型及其应用

重庆名校精华中学08届高考一轮复习教案函数模型及其应用 一.课标要求: 1.利用计算工具,比较指数函数、对数函数以及幂函数增长差异;结合实例体会直线上升、指数爆炸、对数增长等不同函数类型增长的含义; 2.收集一些社会生活中普遍使用的函数模型(指数函数、对数函数、幂函数、分段函数等)的实例,了解函数模型的广泛应用。 二.命题走向 函数应用问题是高考的热点,高考对应用题的考察即考小题又考大题,而且分值呈上升的趋势。高考中重视对环境保护及数学课外的的综合性应用题等的考察。出于“立意”和创设情景的需要,函数试题设置问题的角度和方式也不断创新,重视函数思想的考察,加大函数应用题、探索题、开放题和信息题的考察力度,从而使高考考题显得新颖、生动和灵活。 预测2007年的高考,将再现其独特的考察作用,而函数类应用题,是考察的重点,因而要认真准备应用题型、探索型和综合题型,加大训练力度,重视关于函数的数学建模问题,学会用数学和方法寻求规律找出解题策略。 (1)题型多以大题出现,以实际问题为背景,通过解决数学问题的过程,解释问题; (2)题目涉及的函数多以基本初等函数为载体,通过它们的性质(单调性、极值和最值等)来解释生活现象,主要涉计经济、环保、能源、健康等社会现象。 三.要点精讲 1.解决实际问题的解题过程 (1)对实际问题进行抽象概括:研究实际问题中量与量之间的关系,确定变量之间的主、被动关系,并用x、y分别表示问题中的变量; (2)建立函数模型:将变量y表示为x的函数,在中学数学内,我们建立的函数模型一般都是函数的解析式; (3)求解函数模型:根据实际问题所需要解决的目标及函数式的结构特点正确选择函数知识求得函数模型的解,并还原为实际问题的解. 这些步骤用框图表示: 2 (1)阅读理解、整理数据的能力:通过分析、画图、列表、归类等方法,快速弄清数据之间的关系,数据的单位等等; (2)建立函数模型的能力:关键是正确选择自变量将问题的目标表示为这个变量的函数,建立函数的模型的过程主要是抓住某些量之间的相等关系列出函数式,注意不要忘记考察函数的定义域; (3)求解函数模型的能力:主要是研究函数的单调性,求函数的值域、最大(小)值,计算函数的特殊值等,注意发挥函数图象的作用。 四.典例解析

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