几种创新思维方法
* 一个房间内人员的撤离; * 一个通道的撤离;
* 一层楼人员的撤离;…… 最后,将各个子问题重新组合起来.
2.关键词联想法
一种有效的发散思维方式. 主要步骤如下:
(1) 抓住问题或方案的关键词,不受任何约束
地进行联想;
(2) 把联想到的内容用关键词的方式登记 在卡片上,进一步激发产生新的想法,进一步 想出新的主意;
整个数学建模过程由若干个有 明显差别的阶段性工作组成
数学建模过程是一种创新过程,在思考 方法和思维方式上与学习其他课程有很大 差别。
类比思维
发散思维
数学创新思维
归纳思维
猜测思维
逆向思维
…….等等.
掌握几类方法:问题解决法、思想表达 法、创造发明法.
方法的共同特点:
对于创造能力 的培养不可或
缺
不轻易否定别人的意见,
N(t) 是单调上升函数.
(2)
t
lim
N
(t
)
lim
t
1
K Ce
KSt
K
K是使得人口净增长率 r(K)=0 的人口数,可 理解为该地区能容纳的人口上限.
(3)
令
N (t)
CK
3 S 2e KSt (Ce KSt (1 Ce KSt )
1)
0
存在
t0使
N (t0 )
0,且x(t0 )
K 2
大楼内居住人员的安全保障在于无论发生 什么情况,都能使人员有组织,有秩序地进行 疏散撤离.
一座大楼的管委会想进行一次紧急疏散 人员的演习.
问题分析 演习之前需要考虑许多方面, 如大楼内的设施、人员的分布情况、撤离 路线的设计、撤离的步骤等等,这是一个 较庞大的系统工程
应考虑将此问题分解成为若干个子问题,如
(5) 我们还可以做什么工作? (6)有无需要进一步完善的内容? (7) 可否换一种数学工具来解决此问题? 针对问题和初始方案可以先设计出类似的 问题清单,然后反复展开。
例1 穿越公路问题
一条公路交通不太拥挤,以致人们养成“冲” 过马路的习惯,不愿行走到邻近较远处的“斑 马线”.当地交通管理部门不允许任意横穿公 路,为方便行人,准备在一些特殊地点增设 “斑马线”,让行人可穿越公路,并且还要保证 行人的平均等待时间不超过15秒.
,
当t t0 , N (t) 0, 即N (t)单调上升;
k k/2
N0
0
t0
人口不会无限增长,存在一个转折时 间点t0 ,过此点以后增长速度会减缓。
Logistic模型特点:初期高速增长,过一个特 定时间点后增长速度减缓,且有上界控制.
对原问题的分析: (1) 一般每户只需用1~2只电饭煲就足够,
来描述电饭煲的销售速度变化情况.
实际情况与Logistic销售曲线十分吻合
思考 请考虑现实中哪些变量的变化可用 Logistic模型进行描述?
例3 “9.11”事件的反思
现代化都市里大楼林立,这些拔地而起的 摩天大楼安全性不容忽视,我们经常耳闻目 睹大楼内发生意外情况,造成令人震惊的人 员伤亡和财产损失.
(3) 再把积攒的卡片相互搭配,形成解决问题 的初步思路与步骤.
例4一场笔墨官司(放射性废物的处理问题)
美国原子能委员会(现为核管理委员会) 处理浓缩放射性废物,是将废物放入密封 性能很好的圆桶中,然后扔到水深300英 尺的海里.他们这种做法安全吗?
联想:安全 、危险
分析:可从各个角度去分析造成危险的 因素,这里仅考虑圆桶泄露的可能.
一个地区的需求量是有限的;
(2) 初期在广告之类推销作用下销售速度较 快,商品趋于饱和时销售速度会减缓.
电饭煲的销售情况类似于人口增长情况,可 利用类比方法建立模型.
记x(t)为t 时刻已售出的电饭煲总数,市场的 饱和量(最大需求量)为M,利用Logistic模型
X (t )
1
M
ce kMt
,
t0
帮助展开思路的方法: 1.提问题法
提问题法 关键词联想法
借助于一系列问题来展开思路. 面临难题, 束手无策时通过提出一系列问 题来导出一些想法或一个好的方案. 如:
(l) 这个问题和什么问题相类似? (2) 假如变动问题的某些条件将会怎样?
(3) 将问题分解成若干部分再考虑会怎样? (4) 重新组合又会怎样? 为进一步打开思路可提以下问题:
怀疑一般常识,
努力发现别人尚未察觉的事物等
以下介绍几种(个体和集体散性思维和猜测思维是创造性思维方 式的重要组成部分
面对新问题,应尽量打开自己的思路: 1. 不要轻易沿一条思路深入,不要轻易 做出结论. 2. 尽量多一些想法,多一些猜测。
思考、思考、再思考.
几种创新思维方法
重要的科学思维方式之一是创新 思维,创新思维是创新能力的核心 与灵魂。
现
建立数学模型
数
实
学
世
世
界
翻译为实际解答 界
推理 演绎 求解
实际解答:如对现实对象的分析、预报、 决策、控制等结果。
始于现实世界并终于现实世界
数学模型是现实世界与数学世界的理想桥梁,
怎样构架这座桥梁?
* 数学建模没有普遍适用的方法与技巧. * 有一些普遍适用的思想方法与思维方式.
分析 Logistic人口模型,t 时刻的人口数为
, N (t )
N 0 Ke rt K N 0 (ert 1)
K
1
(
K N0
1)
e
rt
t≥0
改写为
, N (t )
K 1 ce KSt
t0
其中
S
r K
,
c
K N0
1
数学分析 1. 若 r<0,则S<0,随着 t ,则 N (t) 0
2. 若 r>0,讨论Logistic曲线特征
例2 电饭煲销售问题
一种新产品刚面世,厂家和商家总是采 取各种措施促进销售,比如不惜血本大做 广告等等.他们都希望对这种新产品的推销 速度做到心中有数,厂家用于组织生产,商 家便于安排进货.
怎样建立一个数学模型描述新产品(电饭 煲)推销速度,并由此分析出一些有用的结 果以指导生产.
想一想 此问题与我们遇到的哪一个建模问题 相类似?
增设“斑马线”需考虑哪些方面的问题?
1. 考虑问题的立场, 司机或行人的哪方面的 利益更为重要?
2. 公路情况: 是否有弯道?车道间是否设 3. 有安全隔离带?……
3. 车流情况:车流的密度大小?
4. 行人情况: 穿越公路的速度大小?穿越公 路的人群密度?穿越公路者的性质?
问题分析 此问题的特点是机理复杂, 受到较多随机因素的影响, 类似于渡口 模型,可采用统计模拟方法加以解决.