数学建模简介
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作表述,也就是建立数学模型,然后用通过计算得到的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。
数学建模的广泛应用
数学建模的应用逐渐变的广泛,数学建模大量用于一般工程技术领域,用于代替传统工程设计中的现场实验、物理模拟等手段;在高新科技领域,成为必不可少的工具,无论是在通信、航天、微电子、自动化都是创新工艺、开发新
产品的必要手段;在新的科研领域在用数学方法研究
其中的定量关系时,数学建模就成为首要的、关键的
步骤和这些学科发展和应用的基础。
将计算机技术和数学建模进行紧密结合,使得原
本抽象的数学模型生动具体的呈现在研究者面前,使
得问题得到更好的解决。
数学建模的分支——数据挖掘
数据挖掘(Data Mining,DM)是目前人工智能和数
据库领域研究的热点问题,所谓数据挖掘是指从数据库
的大量数据中揭示出隐含的、先前未知的并有潜在价值
的信息的非平凡过程。
数据挖掘是一种决策支持过程,
它主要基于人工智能、机器学习、模式识别、统计学、
数据库、可视化技术等,高度自动化地分析企业的数据,
做出归纳性的推理,从中挖掘出潜在的模式,帮助决策
者调整市场策略,减少风险,做出正确的决策。
数据挖掘是通过分析每个数据,从大量数据中寻找其规律的技术,主要有数据准备、规律寻找和规律表示3个步骤。
数据准备是从相关的数据源中选取所需的数据并整合成用于数据挖掘的数据集;规律寻找是用某种方法将数据集所含的规律找出来;规律表示是尽可能以用户可理解的方式(如可视化)将找出的规律表示出来。
数据挖掘的任务有关联分析、聚类分析、分类分析、异常分析、特异群组分析和演变分析,等等。
简单数学模型展示
核军备竞赛模型
冷战时期美苏声称为了保卫自己的安全,实行“核威慑战略”,核军备竞赛不断升级。
随着前苏联的解体和冷战的结束,双方通过了一系列的核裁军协议。
首先进行模型假设
•认为对方可能发起所谓第一次核打击,即倾其全部核导弹攻击己方的核导弹基地;
•乙方在经受第一次核打击后,应保存足够的核导弹,给对方重要目标以毁灭性的打击。
•在任一方实施第一次核打击时,假定一枚核导弹只能攻击对方的一个核导弹基地。
•摧毁这个基地的可能性是常数,它
•由一方的攻击精度和另一方的防御能力决定。
在进行好假设后再建立模型
y=f(x)~甲方有x枚导弹,乙方所需的最少导弹数
x=g(y)~乙方有y枚导弹,甲方所需的最少导弹数
当x=0时y=y0,y0~乙方的威慑值
y0~甲方实行第一次打击后已经没有导弹,乙方为毁灭甲方工业、交通中心等目标所需导弹数
从图中很容易看出核军备满足双方安全区的最小值P就是双方应达成的核军备数量,这便是一个初步的典型数学模型。
数学建模重要赛事简介
美国大学生数学建模竞赛(简称“美赛”),是一项国际级的竞赛项目,为现今各类数学建模竞赛之鼻祖。
中国大学生数学建模竞赛(通称“全国大学生数学建模竞赛”,简称“全赛”),是全国高校规模最大的课外科技活动之一。
1992年由中国工业与应用数学学会(CSIAM)组织第一次竞赛。
1994年起由教育部高等教育司和CSIAM共同举办。
参加数模竞赛的意义
在参加建模竞赛的过程中,学生能够培养创新意识和创造能力,训练快速获取信息和资料的能力,锻炼快速了解和掌握新知识的技能,培养团队合作意识和团队合作精神,增强写作技能和排版技术。
参加数学建模竞赛对于训练我们的逻辑思维能力和开放性思考方式有着很大的好处,而且切身的论文创作经历对于我们将来工作、学习甚至是大学期间的论文答辩都有着很大的帮助。
数学建模对于计算机技术的要求十分严苛,对于数学软件的使用要求广泛,参加数学建模其实也是一个提升自我计算机能力的过程。
美国大学生数学建模竞赛作为国际上的建模赛事,使得参加美赛得奖的同学在申请出国留学方面优势十分明显,美国各大学尤为看重。
全国大学生数学建模比赛作为国内最高级别的课外科技赛事,如果参赛得奖,对于本科生保送研究生或者谋求工作都有着极大的帮助。
华工在数学建模中获得的成绩
近年来华工在数学建模方面巨大的成就,华工曾多次获美赛outstanding(华南地区唯一获此荣誉的高校),共取得各类奖项共647项。
而且,数学建模作为一个培养学生的方式,将在华工越来越热门,华工的数学建模水平将会越来越强!。