作业1数学建模,姜启源版

实验一动力系统

一、实验目的与要求

掌握运用软件求解动态系统模型，通过研究散点图得到动态系统的内在性质和长期趋势。通过对数据进行处理，归纳出动态系统模型。

1、用Excel对数据进行处理，建立动态系统模型并且进行验证；

2、用Excel画散点图，对动态系统模型解的长期趋势进行分析；

3、用Excel求解动态系统模型并估计均衡点；

4、用Excel分析多元动态系统模型。

二、实验内容

Example 1.1 P9 研究课题第一题

随着汽油价格的上涨，今年你希望买一辆新的（混合动力）汽车。你把选择范围缩小到以下几种车型：2007Toyota Camry混合动力汽车2007Saturn混合动力汽车2007Honda Civic混合动力汽车2007Nissan Altima 混合动力汽车2007Mercury Mariner混合动力汽车。每年公司都向你提供如下的“优惠价”。你有能力支付多达60个月的大约500美元的月还款。采用动力系统的方法来确定你可以买那种新的混合动力系统汽车。

混合动力汽车“优惠价”（美元）预付款（美元）利率和贷款持续时间Saturn 22045 1000 年利率5.95%，60个月Honda Civic24350 1500年利率5.5%，60个月Toyota Camry26200 750年利率6.25%%，60个月Mariner27515 1500年利率6%%，60个月

Altima24900 1000年利率5.9%%，60个月

解答如下，对五家公司分别建立动力系统模型：

Saturn:Δb n=b n+1-b n=0.0595b n-6000

b n+1= b n+0.0595b n-6000

b0=21045

Honda Civic:Δb n=b n+1-b n=0.055b n-6000

b n+1= b n+0.055b n-6000

b0=22850

Toyota Camry: Δb n=b n+1-b n=0.0625b n-6000

b n+1= b n+0.0625b n-6000

b0=25450

Mariner:Δb n=b n+1-b n=0.06b n-6000

b n+1= b n+0.06b n-6000

b0=26015

Altima: Δb n =b n+1-b n =0.059b n -6000

b n+1= b n +0.059b n -6000 b 0=23900

Excel 操作步骤：

1．打开excel 表格，输入如下表格:：

2．用智能标识把月份从0拉到5：

3.在B 5 输入= B 4+0.0595B 4-6000，回车后下拉即可可到序列B=(16297.18, 11266.86, 5937.238,…)。同理在D,F,H,J 行输入，得到如下表格：

4． 在插入→图表→XY 散点图，选中数据格就可得出下表： （1）选中A1到B9的数据，建立散点图，得到Saturn 表：

Saturn

-10000

-5000050001000015000

200002500001

2

3

4

5

6

月份

余额

Saturn 余额

（2）选中C1到D9的数据，建立散点图，得到Honda Civic 表：

Honda Civic

-5000

050001000015000

20000250000

1

2

34

5

6

月份

余额

Honda Civic 余额

（3）选中E1到F9的数据，建立散点图，得到Toyota Camry 表

Toyota Camry

05000100001500020000

25000300000

1

2

34

5

6

月份

余额

Toyota Camry 余额

（4）选中G1到H9的数据，建立散点图，得到Mariner 表

Mariner

05000100001500020000

25000300000

1

2

34

5

6

月份

余额

Mariner 余额

（5）选中I1到J9的数据，建立散点图，得到Altima 表

Altima

-500005000100001500020000

25000300000

1

2

34

5

6

月份

余额

Altima 余额

由图可知：Saturn 表的线最早与X 轴相交，故我们可以得出应当购买Saturn 公司的汽车。 Example 1.2 P16 习题第二题

下列数据表示从1790到2000年的美国人口数据 Year

population Year Population Year Population 1790 3,929,000 1870 38,558,000 1940 131,669,000 1800 5,308,000 1880 50,156,000 1950 150,697,000 1810 7,240,000 1890 62,948,000 1960 179,323,000 1820 9,638,000 1900 75,995,000 1970 203,212,000 1830 12,866,000 1910 91,972,000 1980 226,505,000 1840 17,069,000 1920 105,711,000 1999 248,710,000 1850 23,192,000 1930

122,755,000

2000

281,416,000

1860

31,443,000

求出能够相当好地拟合该数据的动力模型，通过画出模型的预测值和数据值来测试你的模型。 解答如下：

首先均差计算公式可得下列差分表

divided difference table

均差

Year Observed population

?2?3?4?1790392,900

1800530,800 13,790

18107,240,000 670,920 32856.5

18209,638,000 239,800 -21556-1813.75

183012,866,000 322,800 4150856.866766.76542 184017,069,000 420,300 487524.16667-20.8175 185023,192,000 612,300 9600157.5 3.333333 186031,443,000 825,100 1064034.66667-3.07083 187038,558,000 711,500 -5680-544-14.4667 188050,156,000 1,159,800 22415936.537.0125 189062,948,000 1,279,200 5970-548.167-37.1167 190075,995,000 1,304,700 1275-156.59.791667 191091,972,000 1,597,700 14650445.833315.05833 1920105,711,000 1,373,900 -11190-861.333-32.6792 1930122,755,000 1,704,400 16525923.833344.62917 1940131,669,000 891,400 -40650-1905.83-70.7417 1950150,697,000 1,902,800 505703040.667123.6625 1960179,323,000 2,862,600 47990-86-78.1667 1970203,212,000 2,388,900 -23685-2389.17-57.5792 1980226,505,000 2,329,300 -2980690.166776.98333 1990248,709,873 2,220,487 -5440.64-82.0212-19.3047 2000281,416,000 3,270,613 52506.271931.56450.33962根据excel中“工具→数据分析→回归”，可得如下图像

50,000,000

100,000,000150,000,000200,000,000250,000,000300,000,0000

5

10

15

20

25

系列1

多项式 (系列1)

模型：y = 670127x 2 - 3E+06x + 8E+06

Example 1.4 P50 第四题

假定斑点猫头鹰的主要食物来源是单一的食饵：老鼠。生态学家希望预测在一个鸟兽类保护区里斑点猫头鹰和老鼠的种群量水平。令 M n 表示 n 年后老鼠的种群量， On 表示 n 年后斑点猫头鹰的种群量。生态学家提出了下列模型： Mn+1=1.2Mn-0.01OnMn On+1 =0.7On+0.002OnMn

生态学家想知道在栖息地两个种群能否共存以及结果是否对起始种群量敏感。 (a) 比较上面模型中系数的正负号和例 3 中猫头鹰-模型中系数的正负号。依次解释正在建模的捕食者——食饵关系中四个系数 1.2、-0.01、0.7 和 0.002 的正负号的意义。

(b) 对下列表中初始种群数量进行检验并预测其长期行为：

猫头鹰 老鼠 猫头鹰 老鼠 情况 A 150 200 情况 C 100 200 情况 B 150

150

300

情况 D

10

20

(c) 现在利用给定的起始值对不同的系数的值做实验，然后再试不同的起始值。长期行为是怎样的你的实验结果是否表明模型对系数是敏感的是否对起始值敏感？

解答如下：

（a）1.2和0.7分别是老鼠和猫头鹰增长率，都是正常数。

猫头鹰的存在是为了降低老鼠的增长率，反之亦然。OnMn为两种生物竞争的激烈程度。

-0.001的负号表示随着竞争激烈程度的增加，老鼠的数目不断减少。

0.002的正号表示随着竞争激烈程度的增加，猫头鹰的数目不断增加。（b）平衡点：如果把（M,O）成为平衡点，那么必须同时有M=Mn+1=Mn和O= On+1= On,把它们带入模型给出

0=M*(0.2-0.001*O)

0=0*(-0.3+0.002*M)

平衡点的意义:第一个方程表明如果M=0或O=200，那么老鼠的种群量没有变化。第二个方程表明如果O=0或M=150，那么斑点猫头鹰的种

群量没有变化。如下图（1）所示在（M,O）=(0,0)和（M,O）

=(150,200)处于平衡点，因为两个种群的种群量在这两个点都

没有变化。

Excel操作步骤：

1.打开excel表格，输入如下表格:

2．用智能标识把天数从2拉到30：

3.在B4输入=0.7*B3+0.002*B3*C3回车后下拉即可可到序B=(200,200,200…)。

在C4输入=1.2*C3-0.001*B3*C3回车后下拉即可可到序B=(150,150,150…)。

得到如下表格：

4．在插入→图表→XY散点图，选中数据格就可得出下表：选中A1到C32的数据，建立散点图，得到平衡表：

平衡

050100150200250

5

10

15

20

25

30

35

天数

生物的数目

猫头鹰老鼠

（图1）

图1：如果老鼠的种群量从150开始而猫头鹰的种群量从200开始，那么这两个种群都停留在它们的起始值处。 (b)

(1)情形A 长期行为：猫头鹰先逐渐变多，达到一个顶峰后，数目又逐渐下降。后来

随着老鼠的增加又逐渐上升。老鼠数目先上升一小段，有急剧下降，后来是随着猫头鹰的减少而数目上升（他们的数目是互相波动的）

EXCLE 操作同上图操作相似。

(2)情形B长期行为：猫头鹰先逐渐变多，达到一个顶峰后，数目又逐渐下降。后来随着

老鼠的增加又逐渐上升。老鼠数目先上升一小段，有急剧下降，后

来是随着猫头鹰的减少而数目上升。（他们的数目是互相波动的）

(3)情形C长期行为：猫头鹰先逐渐变多，达到一个顶峰后，数目又逐渐下降。

后来随着老鼠的增加又逐渐上升。老鼠数目先上升一小段，有

急剧下降，后来是随着猫头鹰的减少而数目上升。（他们的数

目是互相波动的）

老鼠数目几乎不变，直到第26天开始不断增长。

(c) 在情形A的基础上，利用给定的起始值对不同的系数的值做实验

（1）起始值相同，系数不同: （2）起始值相同，系数不同: Mn的系数1.2改为1.0 OnMn的系数-0.001改为-0.02

On的系数0.7改为0.4 OnMn的系数0.002改为0.001

散点图如下： 散点图如下：

情景A

050100150200

250

10

2030

40

天数

动物的个数

猫头鹰老鼠

情景A

1002003004005006007000

10

2030

40

天数

动物的个数

猫头鹰老鼠

长期行为： 长期行为：

猫头鹰灭绝，老鼠长期维持在113只左右。 猫头鹰和老鼠的数量互相波动。

（3）系数相同，起始值不同: （4）系数相同，起始值不同: 猫头鹰的起始值150改为90 老鼠的起始值200改为100

散点图如下： 散点图如下：

情景A

01002003004005006000

10

2030

40

天数

动物的个数

猫头鹰老鼠

情景A

0100200300400500

10

2030

40

天数

动物的个数

猫头鹰老鼠

长期行为：猫头鹰和老鼠的数量互相波动。 长期行为：猫头鹰和老鼠的数量互相波动。 由实验结果可知，模型对系数敏感，对起始值敏感。

作业1数学建模,姜启源版

实验一动力系统 一、实验目的与要求 掌握运用软件求解动态系统模型，通过研究散点图得到动态系统的内在性质和长期趋势。通过对数据进行处理，归纳出动态系统模型。 1、用Excel对数据进行处理，建立动态系统模型并且进行验证； 2、用Excel画散点图，对动态系统模型解的长期趋势进行分析； 3、用Excel求解动态系统模型并估计均衡点； 4、用Excel分析多元动态系统模型。 二、实验内容 Example 1.1 P9 研究课题第一题 随着汽油价格的上涨，今年你希望买一辆新的（混合动力）汽车。你把选择范围缩小到以下几种车型：2007Toyota Camry混合动力汽车2007Saturn混合动力汽车2007Honda Civic混合动力汽车2007Nissan Altima 混合动力汽车2007Mercury Mariner混合动力汽车。每年公司都向你提供如下的“优惠价”。你有能力支付多达60个月的大约500美元的月还款。采用动力系统的方法来确定你可以买那种新的混合动力系统汽车。 混合动力汽车“优惠价”（美元）预付款（美元）利率和贷款持续时间Saturn 22045 1000 年利率5.95%，60个月Honda Civic24350 1500年利率5.5%，60个月Toyota Camry26200 750年利率6.25%%，60个月Mariner27515 1500年利率6%%，60个月 Altima24900 1000年利率5.9%%，60个月 解答如下，对五家公司分别建立动力系统模型： Saturn:Δb n=b n+1-b n=0.0595b n-6000 b n+1= b n+0.0595b n-6000 b0=21045 Honda Civic:Δb n=b n+1-b n=0.055b n-6000 b n+1= b n+0.055b n-6000 b0=22850 Toyota Camry: Δb n=b n+1-b n=0.0625b n-6000 b n+1= b n+0.0625b n-6000 b0=25450 Mariner:Δb n=b n+1-b n=0.06b n-6000 b n+1= b n+0.06b n-6000 b0=26015

数学模型第四版(姜启源)作业对于6.4节蛛网模型讨论下列问题：

对于6.4节蛛网模型讨论下列问题： （1）因为一个时段上市的商品不能立即售完，其数量也会影响到下一时段的价格，所以第k+1时段的价格1+k y 由第k+1和第k 时段的数 量1+k x 和k x 决定。如果设1+k x 仍只取决于k y ，给出稳定平衡的条件，并 与6.4的结果进行比较。 （2）若除了1+k y 由1+k x 和k x 决定之外，1+k x 也由前两个时段的价格k y 和 1-k y 决定，试分析稳定平衡的条件是否还会放宽。 解：（1） 设1+k y 由1+k x 和k x 的平均值决定，即价格函数表示为： )2 (11k k k x x f y +=++ 则 0),2 (0101>-+-=-++ααx x x y y k k k 0),(001>-=-+ββy y x x k k 消去y, 得到 012)1(22x x x x k k k +=++++αβαβαβ ，k=1,2,…. 该方程的特征方程为 022=++αβαβλλ 与6.4节中 )2 (11-++=k k k y y g x 时的特征方程一样， 所以0<αβ<2, 即为0p 点的稳定条件。

（2）设 )2 (11k k k x x f y +=++ )2 (11-++=k k k y y g x ， 则有 0),2 (0101>-+-=-++ααx x x y y k k k 0),2 (0101>-+=--+ββy y y x x k k k 消去y,得到 0123)1(424x x x x x k k k k +=++++++αβαβαβαβ 该方程的特征方程为 02423=+++αβαβλαβλλ 令λ=x ,αβ=a ， 即求解三次方程 0a 2ax ax 4x 23=+++ 的根 在matlab 中输入以下代码求解方程的根x ： syms x a solve(4*x^3+a*x^2+2*a*x+a==0,x) 解得 1x = (36*a^2 - 216*a - a^3 + 24*3^(1/2)*(-a^2*(a - 27))^(1/2))^(1/3)/12 - a/12 + (a*(a - 24))/(12*(36*a^2 - 216*a - a^3 + 24*3^(1/2)*(-a^2*(a - 27))^(1/2))^(1/3))； 2x = -(2*a*(36*a^2 - 216*a - a^3 + 24*3^(1/2)*(-a^2*(a - 27))^(1/2))^(1/3) - 3^(1/2)*a*24*i - 3^(1/2)*(36*a^2 - 216*a - a^3 + 24*3^(1/2)*(-a^2*(a - 27))^(1/2))^(2/3)*i - 24*a + 3^(1/2)*a^2*i +

数学模型第四版课后答案姜启源版

《数学模型》作业答案 第二章(1)（2012年12月21日） 1． 学校共1000名学生，235人住在A 宿舍，333人住在B 宿舍，432人住在C 宿舍.学生们 要组织一个10人的委员会，试用下列办法分配各宿舍的委员数： （1）. 按比例分配取整数的名额后,剩下的名额按惯例分给小数部分较大者; （2）. §1中的Q 值方法； （3）.d ’Hondt 方法：将A 、B 、C 各宿舍的人数用正整数n=1,2,3,……相除，其商数如下表： 将所得商数从大到小取前10个（10为席位数），在数字下标以横线，表中A 、B 、C 行有横线的数分别为2，3，5，这就是3个宿舍分配的席位.你能解释这种方法的道理吗？ 如果委员会从10个人增至15人，用以上3种方法再分配名额，将3种方法两次分配的结果列表比较. 解：先考虑N=10的分配方案， ,432 ,333 ,235321===p p p ∑==3 1 .1000i i p 方法一（按比例分配） ,35.23 1 11== ∑=i i p N p q ,33.33 1 22== ∑=i i p N p q 32.43 1 33== ∑=i i p N p q 分配结果为： 4 ,3 ,3321===n n n 方法二（Q 值方法） 9个席位的分配结果（可用按比例分配）为： 4 ,3 ,2321===n n n

第10个席位：计算Q 值为 ,17.92043223521=?=Q ,75.92404333322=?=Q 2.9331544322 3=?=Q 3Q 最大，第10个席位应给C.分配结果为 5 ,3 ,2321===n n n 方法三（d ’Hondt 方法） 此方法的分配结果为：5 ,3 ,2321===n n n 此方法的道理是：记i p 和i n 为各宿舍的人数和席位（i=1,2,3代表A 、B 、C 宿舍）. i i n p 是每席位代表的人数，取,,2,1Λ=i n 从而得到的i i n p 中选较大者，可使对所有的,i i i n p 尽量接近. 再考虑15=N 的分配方案，类似地可得名额分配结果.现将3种方法两次分配的结果列表如下： 2． 试用微积分方法，建立录像带记数器读数n 与转过时间的数学模型. 解： 设录像带记数器读数为n 时，录像带转过时间为t.其模型的假设见课本. 考虑t 到t t ?+时间内录像带缠绕在右轮盘上的长度，可得,2)(kdn wkn r vdt π+=两边积分，得 ?? +=n t dn wkn r k vdt 0 )(2π )22 2 n wk k(r n πvt +=∴ .2 22n v k w n v rk t ππ+=∴ 《数学模型》作业解答 第三章1（2008年10月14日）

第四版姜启源数学模型复习总结(2015年春)

第四版姜启源数学模型复习总结（2015年春） 【内容总结与思考】 第1章：了解模型的概念与分类，熟练掌握数学模型的定义，数学模型的重要应用，建模的重要例子-指数模型,Logist模型。建模的一般方法及其在建模中的应用。建模的一般步骤（每步的主要内容与问题）。建模的全过程（框图）4个环节的含义。模型的特点（技艺性）。模型分类（表现特征），建模中的能力培养。 数学建模实例的建模思想及其步骤 §1 数学模型的概念： 模型：模型是为了一定目的，对客观事物的一部分信息进行简缩、抽象、提炼出来的原型的替代物。 模型的分类：具体模型（或物质模型，实的），包括直观模型，物理模型。抽象模型（或理想模型，虚的），包括思维模型，符号模型，数学模型。 数学模型：对于一个现实对象，为了一个特定目的，根据其内在规律，作出必要的简化假设，运用适当的数学工具，得到的一个数学结构。 1-1-1 模型是为了特定的目的，将原型的（）而得到的原型替代物。 1-1-2数学模型可以描述为：对于一个现实对象，（ ）。

1-1-3 关于数学模型的如下论述中正确的是（） A。数学模型是以现实世界的特定问题为研究对象。 B。数学模型只是对实际问题的近似表示，其中包含一些简化假设。C。数学模型表示是某一特定问题的内在规律的数学表示，是以方程和函数关系表示的数学结构。 D。数学模型是现实问题的真实的描述，不能做任何假设和简化。 1-1-4 关于数学建模的如下论述中正确的是（） A。数学模型和数学建模是完全相同的概念。 B。数学建模是一个全过程，包括表述、求解、解释和验证四个环节。C。数学建模全过程涉及两个世界是现实世界和虚拟世界，涉及的“双向翻译”是同声翻译和文献翻译。 D.数学建模过程是一个从理论-实践-再理论-再实践不断改进的过程。 §2 建模的重要意义 （1）数学以空前的广度和深度向一切领域渗透 在一般工程技术领域数学建模仍然大有用武之地；在高新技术领域数学建模几乎是必不可少的工具了;数学进入一些新领域，为数学建模开辟了许多处女地. 数学建模的具体应用：分析与设计，预测与决策，优化与控制，规划与管理。 例1-2-1 数学建模的具体应用为（）。§3实例1：椅子问题：实际问题转换为数学问题的方法：位

作业三数学建模,姜启源版

实验五、模拟方法建模 一、实验目的与要求 掌握运用软件进行Monte Carlo 方法模拟确定型现象和概率型现象，掌握随机数的生成，理解Monte Carlo 模拟法在存贮模型和排队模型中的应用。 1、 用Matlab 进行Monte Carlo 模拟，编写程序计算面积与体积； 2、 用Matlab 进行Monte Carlo 模拟，编写程序模拟抛硬币与掷骰子； 3、 用Matlab 编写程序模拟存贮模型，选择合理的进货量与进货周期； 4、 用Matlab 编写程序模拟排队模型，分析计算结果。 二、实验内容 Example 5.1 P179 习题第五题 求两条曲线Y=X 2，Y=6-X 以及X 轴和Y 轴所包围的面积。 解题如下： 两条曲线Y=X 2，Y=6-X 以及X 轴和Y 轴所包围的面积如图所示： 计算阴影部分面积的近似值：阴影部分的面积 ～阴影下的点数 矩阵面积 ～随机点的总数 下面给出计算面积的蒙特卡罗算法求面积的计算机模拟的计算格式： >> n=1000; C=0; for i=1:n A=rand(2,1); x(i)=-5*A(1,1)+2; y(i)=9*A(2,1); if x(i)+y(i)<=6&&x(i)^2-y(i)>=0; C=C+1; Matlab 操作步骤： 1．打开Matlab ，输入数据： 计算面积的蒙特卡罗算法 输入 模拟中产生的随机点总数n 输出 mypi=给定区间-3<=x<=2上曲线两条曲线Y=X 2，Y=6-X 以及X 轴和Y 轴所包围的近似面积，其中0<=f(x)<=9. 第1步 初始化：COUNTER=0, 第2步 对i=0,1,2,….n,进行第3~5步 第3步 计算随即坐标x i 和y i ,,满足-3<=x i <=6,0<=y i <=9 第4步 对随即坐标x i 计算f(x i ) 第5步 若y i <= f(x i ),则COUNTER 加1，否则COUNTER 不变 第6步 计算mypi=81* COUNTER/n. 第7步 输入（mypi ） 停止

数学模型姜启源第四版答案

数学模型姜启源第四版答案 【篇一：姜启源数学模型课后答案(3版)】 t>第二章(1)（2008年9月16日） 1．学校共1000名学生，235人住在a宿舍，333人住在b宿舍，432人住在c宿舍.学生们 要组织一个10人的委员会，试用下列办法分配各宿舍的委员数：（1）. 按比例分配取整数的名额后,剩下的名额按惯例分给小数部分 较大者; （2）. 1中的q值方法； （3）.d’hondt方法：将a、b、c各宿舍的人数用正整数n=1,2,3,??相除，其商数如下表： 将所得商数从大到小取前10个（10为席位数），在数字下标以横线，表中a、b、c行有横线的数分别为2，3，5，这就是3个宿舍 分配的席位.你能解释这种方法的道理吗？ 如果委员会从10个人增至15人，用以上3种方法再分配名额，将 3种方法两次分配的结果列表比较. 解：先考虑n=10的分配方案， 3 p1?235,p2?333,p3?432, ?pi?1000. i?1 方法一（按比例分配） q1? p1n 3 ?2.35,q2? p2n 3 ?3.33, q3? p3n 3 ?4.32 ? i?1 pi ? i?1 pi

i?1 pi 分配结果为： n1?3, n2?3, n3?4 方法二（q值方法） 9个席位的分配结果（可用按比例分配）为： n1?2,n2?3, n3?4 第10个席位：计算q值为 q1? 235 2 2?3 ?9204.17, q2? 333 2 3?4 ?9240.75, q3? 432 2 4?5 ?9331.2 q3最大，第10个席位应给c.分配结果为 n1?2,n2?3,n3?5 方法三（d’hondt方法） 此方法的分配结果为：n1?2,n2?3,n3?5 此方法的道理是：记pi和ni为各宿舍的人数和席位（i=1,2,3代表a、b、c宿舍）. pini pini pini 是 每席位代表的人数，取ni?1,2,?,从而得到的近. 中选较大者，可使对所有的i,尽量接 再考虑n?15的分配方案，类似地可得名额分配结果.现将3种方法两次分配的结果列表如下： 2．试用微积分方法，建立录像带记数器读数n与转过时间的数学模型. 解：设录像带记数器读数为n时，录像带转过时间为t.其模型的假设见课本. 考虑t到t??t时间内录像带缠绕在右轮盘上的长度，可得 vdt?(r?wkn)2?kdn,两边积分，得 ?vdt?2?k?(r?wkn)dn t

姜启源《数学模型》第三版课件

第一章建立数学模型1.1 从现实对象到数学模型1.2 数学建模的重要意义1.3 数学建模示例 1.4 数学建模的方法和步骤1.5 数学模型的特点和分类1.6 怎样学习数学建模

1.1从现实对象到数学模型 我们常见的模型 玩具、照片、飞机、火箭模型… …~ 实物模型水箱中的舰艇、风洞中的飞机… …~ 物理模型地图、电路图、分子结构图… …~ 符号模型 模型是为了一定目的，对客观事物的一部分 进行简缩、抽象、提炼出来的原型的替代物 模型集中反映了原型中人们需要的那一部分特征

你碰到过的数学模型——“航行问题” 用x 表示船速，y 表示水速，列出方程： 75050)(750 30)(=?-=?+y x y x 答：船速每小时20千米/小时. 甲乙两地相距750千米，船从甲到乙顺水航行需30小时，从乙到甲逆水航行需50小时，问船的速度是多少? x =20y =5求解

航行问题建立数学模型的基本步骤?作出简化假设（船速、水速为常数）； ?用符号表示有关量（x, y表示船速和水速）； ?用物理定律（匀速运动的距离等于速度乘以时间）列出数学式子（二元一次方程）； ?求解得到数学解答（x=20, y=5）； ?回答原问题（船速每小时20千米/小时）。

数学模型(Mathematical Model) 和 数学建模（Mathematical Modeling) 对于一个现实对象，为了一个特定目的， 根据其内在规律，作出必要的简化假设， 运用适当的数学工具，得到的一个数学结构。建立数学模型的全过程（包括表述、求解、解释、检验等）数学模型 数学 建模

姜启源版《数学模型》第四章习题第题

姜启源版《数学模型》第四章习题第7题 一、问题重述 某钢管零售商从钢管厂进货，将钢管按照顾客的要求切割后出售。从钢管厂进货时得到的原料钢管的长度都是1850mm现有一客户需要15根290mm 28根315mm 21根350mn和30根455mn的钢管。为了简化生产过程，规定所使用的切割模式的种类不能超过4种，使用频率最高的一种切割模式按照一根原料钢管价值的1/10增加费用，使用频率次之的切割模式按照一根原料钢管价值的2/10 增加费用，依次类推，且每种切割模式下的切割次数不能太多（一根钢管最多生产5根产品）。此外，为了减少余料浪费，每种切割模式下的余料不能超过100mm 为了使总费用最小，应如何下料？ 二、基本假设 1、假设所研究的每根钢管的长度均为1850mm勺钢管。 2、假设每次切割都准确无误。 3、假设切割费用短时间内不会波动为固定值。 5、假设钢管余料价值为0。 6假设一切运作基本正常不会产生意外事件。 四、模型建立 根据题目要求，不妨假设叫左勺王％,于是得到目标函数: 4 min M X i 1 0.1i i 1

需求量的约束: 每一种切法不能超过限制1850,余料不超过100(即产品加起来不小于1750) 极限情况下，根数的范围: D j le n j j 1 1850 一根原料钢管最多生产5根产品： 4 r j 5,i 1,2,3,4 j 1 钢管根数和切割方法都为非负整数： r ij Z ,x i Z 五、模型求解 model : !数学模型132页题7; sets : !定义4种切割模式，每种模式用 x(i)根管材； qiegemoshi/m1..m4/:x; !定义四种长度，每种有需求 ； cha ngdu/cd1..cd4/:le n,dema nd; !定义切法矩阵，行为模式，列为需要的长度类型 ； lin ks(qiegemoshi,cha ngdu):r; en dsets !目标函数，每种切割模式按切割频率增加 10%的费用； min = @sum(qiegemoshi(i):x(i)*(1+i*0.1)); !假设4种切法，一种比一种切得少 ； @for (qiegemoshi(i)|i#lt#4:x(i)>=x(i+1)); !需求量的约束； @for (changdu(j)： 约束条件如下: x-i x 2 x 3 x 4 (4.1 ) D j ，j 1,2,3, 4 (4.2 ) 4 1750 r ij le n j j 1 1850,i 123,4 (4.3) D j 1850 len j (4.4)