數學模型有什麼用,數學建模是什麼

2021-04-30 14:28:29 字數 4654 閱讀 7863

1樓:

數學模型是數學抽象的概括的產物,其原型可以是具體物件及其性質、關係,也可以是數學物件及其性質、關係。數學模型有廣義和狹義兩種解釋.廣義地說,數學概念、如數、集合、向量、方程都可稱為數學模型,狹義地說,只有反映特定問題和特定的具體事物系統的數學關係結構方數學模型大致可分為二類:(1)描述客體必然現象的確定性模型,其數學工具一般是代效方程、微分方程、積分方程和差分方程等,(2)描述客體或然現象的隨機性模型,其數學模型方法是科學研究相創新的重要方法之一。

在體育實踐中常常提到優秀運動員的數學模型。如經調查統計.現代的世界級短跑運動健將模型為身高1.80米左右、體重70公斤左右,100米成績10秒左右或更好等。

用字母、數字和其他數學符號構成的等式或不等式,或用圖表、影象、框圖、數理邏輯等來描述系統的特徵及其內部聯絡或與外界聯絡的模型。它是真實系統的一種抽象。數學模型是研究和掌握系統運動規律的有力工具,它是分析、設計、預報或**、控制實際系統的基礎。

數學模型的種類很多,而且有多種不同的分類方法。

靜態和動態模型 靜態模型是指要描述的系統各量之間的關係是不隨時間的變化而變化的,一般都用代數方程來表達。動態模型是指描述系統各量之間隨時間變化而變化的規律的數學表示式,一般用微分方程或差分方程來表示。經典控制理論中常用的系統的傳遞函式也是動態模型,因為它是從描述系統的微分方程變換而來的(見拉普拉斯變換)。

分佈引數和集中引數模型 分佈引數模型是用各類偏微分方程描述系統的動態特性,而集中引數模型是用線性或非線性常微分方程來描述系統的動態特性。在許多情況下,分佈引數模型藉助於空間離散化的方法,可簡化為複雜程度較低的集中引數模型。

連續時間和離散時間模型 模型中的時間變數是在一定區間內變化的模型稱為連續時間模型,上述各類用微分方程描述的模型都是連續時間模型。在處理集中引數模型時,也可以將時間變數離散化,所獲得的模型稱為離散時間模型。離散時間模型是用差分方程描述的。

隨機性和確定性模型 隨機性模型中變數之間關係是以統計值或概率分佈的形式給出的,而在確定性模型中變數間的關係是確定的。

引數與非引數模型 用代數方程、微分方程、微分方程組以及傳遞函式等描述的模型都是引數模型。建立引數模型就在於確定已知模型結構中的各個引數。通過理論分析總是得出引數模型。

非引數模型是直接或間接地從實際系統的實驗分析中得到的響應,例如通過實驗記錄到的系統脈衝響應或階躍響應就是非引數模型。運用各種系統辨識的方法,可由非引數模型得到引數模型。如果實驗前可以決定系統的結構,則通過實驗辨識可以直接得到引數模型。

線性和非線性模型 線性模型中各量之間的關係是線性的,可以應用疊加原理,即幾個不同的輸入量同時作用於系統的響應,等於幾個輸入量單獨作用的響應之和。線性模型簡單,應用廣泛。非線性模型中各量之間的關係不是線性的,不滿足疊加原理。

在允許的情況下,非線性模型往往可以線性化為線性模型,方法是把非線性模型在工作點鄰域內展成泰勒級數,保留一階項,略去高階項,就可得到近似的線性模型。

數學建模是什麼?

2樓:寶寶

在我的理解:

數學建模就是指對於一個現實物件,為了一個特定目的,根據其內在規律,作出必要的簡化假設,運用適當的數學工具,得到的一個數學結構。他的意義在於利用數學方法解決實際問題。

如果想要學好數學建模必須學習:高數,線性代數,c語言,還涉及到模糊數學(部分),同時在建模過程中學會matlab和lingo等軟體的使用。能夠培養一個人的開發能力和自主學習能力,還是很有用處的。

數學模型(姜啟源、謝金星)  很適合新手,在內容編排上也是國產風格,按模型知識點分類,一塊一塊講,面面俱到。

數學建模方法與分析.(紐西蘭)mark.m.meerschaert   它是典型的外國教材風格,從一個模型例子開始,娓娓道來,跟你講述數學建模的方方面面,其中反覆強調的一個數學建模五步法,後來細細體會起來的確很有道理,看完大部分這本書的內容,就可以體會並應用這個方法了。

3樓:匿名使用者

現在幾乎所有工科,還有一些人文社科,如果你讀到博士,就會發現裡面有各種數學模型。例如

1. 人口增長模型。本來我們只是觀察到一個村落,沒有外界影響,人會慢慢變多。

那只是最粗略的觀察。後來發現人的增長速度大致跟人的基數有關係,就可以用常微分方程描述成一個動態系統。我們就可以知道人口會成指數增長。

後來又發現不完全對,當人口到達一定水平,資源不夠,人的增長就會受到限制,於是給我們的模型添一項修正,再研究新模型發現,噢,原來如果受到資源限制,最終人口會停在某個水平。隨著我們觀察到更多,我們可以把觀察到的翻譯成數學語言「添」到舊模型,就可以得到更多數學結果,翻譯回來,我們對人口增長這個問題就能得到更多認識。

2. 德州撲克(或者其他撲克遊戲)。這個涉及多個玩家,每個玩家都要最大化自己利潤,所以可以模擬成game(博弈)。

而由於翻牌的時候帶有不確定性(不知道下一張翻出來的牌是什麼),所以這是一個隨機的過程。現在大家都用馬爾科夫博弈來建模。建完模能怎樣?

賺錢算不算一個用處?現在已經有很多德州撲克的軟體很牛。有軟體可以確保在一對一的時候打敗人類,但是多人局還不行,計算需要的時間還太長。

3. 懷孕**。target在美國是家大超市,他們有所有消費者的記錄。

通過一些統計分析,他們發現某個女孩極可能最近剛懷孕,於是給她推銷相關產品。數學模型在**?這裡的模型就是女孩懷孕概率和各項女孩的消費行為的定量關係。

4. 撲克牌相關的一些魔術。經常會有人通過撲克牌來表演魔術,而有些魔術不需要手快,不需要障眼法,不需要道具,只需要數學(或者說概率)。

通過某些步驟,有些人可以讓下一張翻出的牌是你想要的牌的概率極高。berkeley有個數學教授就專門研究這個,cool爆了!

5. 音訊處理。前一陣子不是老在聊「我是歌手」和「中國好聲音」的修音問題嗎?

修音也跟數學建模有關係。一段**可以被看成一段訊號,有頻率,有振幅。我們可以把它model成一些波的疊加。

這樣建模以後我們就可以很方便地做一些**修改了。例如低音太難聽了,要把它去掉,那就弄走低頻的一些波。要再加入一段伴奏,那就在原來的波上再疊加一段新的代表伴奏的波。

這裡蜻蜓點水寫了幾個。其實還有挺多好玩的,開個專欄都可以了。by the way,現在還有不少人用數學研究神學和哲學,你們可以到coursera網路課程上搜到。

數學建模其實就是用數學語言把現實問題「翻譯」成數學問題。

4樓:女的沒心沒肺

模型是為了一定目的,對客觀事物的一部分進行簡縮、抽象、提煉出來的原型的替代物,集中反映了原型中人們需要的那一部分特徵。

數學建模就是指對於一個現實物件,為了一個特定目的,根據其內在規律,作出必要的簡化假設,運用適當的數學工具,得到的一個數學結構,其意義在於用數學方法解決實際問題。當需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時,人們就要在深入調查研究、瞭解物件資訊、作出簡化假設、分析內在規律等工作的基礎上,用數學的符號和語言作表述來建立數學模型。

數學模型可以描述為:對於現實世界的一個特定物件,為了一個特定目的,根據特有的內在規律,做出一定的必要假設,然後運用恰當的數學工具得到的一個數學結構。

這樣,在一定抽象並且簡化的基礎之上得到的一個數學結構,也就是數學模型,可以幫助人們更加深刻地認識所研究的物件。

比方說,我們所研究的物理學,尤其是應用在工程上面的物理學,比如電路,理論力學,材料力學這些,就是對數學建模的一個很好直觀的例子。

5樓:匿名使用者

數學建模:就是通過計算得到的結果來解釋實際問題,並接受實際的檢驗,來建立數學模型的全過程。當需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時,人們就要在深入調查研究、瞭解物件資訊、作出簡化假設、分析內在規律等工作的基礎上,用數學的符號和語言作表述來建立數學模型。

數學模型(mathematical model)是一種模擬,是用數學符號,數學式子,程式,圖形等對實際課題本質屬性的抽象而又簡潔的刻劃,它或能解釋某些客觀現象,或能**未來的發展規律,或能為控制某一現象的發展提供某種意義下的最優策略或較好策略。數學模型一般並非現實問題的直接翻版,它的建立常常既需要人們對現實問題深入細微的觀察和分析,又需要人們靈活巧妙地利用各種數學知識。這種應用知識從實際課題中抽象、提煉出數學模型的過程就稱為數學建模(mathematicalmodeling)。

不論是用數學方法在科技和生產領域解決哪類實際問題,還是與其它學科相結合形成交叉學科,首要的和關鍵的一步是建立研究物件的數學模型,並加以計算求解(通常藉助計算機);數學建模和計算機技術在知識經濟時代的作用可謂是如虎添翼。

6樓:匿名使用者

我對數學建模的理解是:一個模型,越能符合實際,越能解決實際問題,應當就是好的模型。需要用到數學知識。

可能是很簡單的數學知識,可能是很繁複的數學知識。建立模型有幾個目的,風險控制,收益控制等目的。

7樓:西tomato紅柿

數學建模的詳細定義網上多的我就不闡述了,說一點其他的~~

數學的主要發展方向是數學結合計算機。運用數學的演算法結合計算機技術解決實際問題,將來你會比單純學計算機的水平高出一個檔次,因為你的演算法比他們的先進。而這也就是數學建模競賽的主要考察的。

數模比賽的含金量也是比較高的,你參加比賽得了名次,完全可以證明你是有一定實力的~~

你擔心數學成績不好,其實是沒有必要的,我參加過幾次比賽,用的數學知識並沒有很高深,高中數學也能解決很多問題了,主要就是優化,模擬,我覺得考驗個人思維能力多一點,況且數學、計算機、寫作三個方面呢,你只要有一方面特長就可以了~~

如果你去參加比賽,真的會給你很多收穫,學到很多新知識不談,還會讓你瞭解原來學的東西可以這麼用在生活中,會提起學習的興趣,真的,我強烈建議你去學一些~~參加比賽~~如果還有其他問題你可以問的呵呵~~~我建模和寫作都弄過,程式設計差點~~

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