数学建模基础
数模论文书写
1、摘要 2、问题重述 3、基本假设 4、模型建立与求解 5、结果分析与检验 6、模型评价与推广 7、参考文献 8、附录
减肥模型
建模背景
随着人们生活水平的提高,肥胖的人越来越多,然而研究 表明,体重指数(BMI:体重(kg)/身高(m)的平方)增高, 一些疾病的发病率会随之上升。针对东方人的特点,联合 国世界卫生组织颁布的体重指数,当18.5 BMI 24为正常, 24<BMI < 29为超重,29<BMI为肥胖.为了保持身体健康, 建议BMI值偏大的人合理减肥。
团队合作
一个成功的团队必 须使得每一个人在 每一分钟都能发挥 作用。
撰写论文
数学建模的最终成品是什么? 那么论文的基本撰写要求有哪些呢?数模的论文又有哪些 呢?
那么论文怎么写呢?,它的格式有哪些呢
科技论文格式
发表期刊论文书写
1、标题(题目) 2、署名 3、摘要 4、关键词 5、引言 6、正文 7、结论 8、参考文献
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数学建模能够获得什么?
能够开拓解决问题 的思路与方法;
能够体验撰写论文 流程;
能够锻炼学生的抗 压能力;
能够提高解决实些必要软件(如 office、Matlab、Spss等)
团队
1、数学建模竞赛涉及三个方面:编程、建模、论文。 2、数模团队,是由三人组成的,共同努力完成竞赛。
解得k = 4.1635,取整数为k = 5,即每周吸 收热量保持在下限10000kcal,再有5周体重 即可减至70kg.
Matlab: k=1:1:16; w(k)=90-k; plot(k,w(k),'b-.') grid on
第二阶段要求每周吸收热量保持下限cmin,继续 跑步由(1)得
为了求得比重减至70kg所需的周数,将上式递 推可得
则
已知w(k) = 74, w(k+n) = 70,再代入a = 1/9000, b= 0.0286, cmin = 10000,上式为
问题描述
我们以一个具体的实例,制定一个减肥计划来讨论减肥模型。 某人身高1.72m,体重90kg,BMI高达30.42。该人目前
每周吸收21000kcal热量,体重长期不变。要制定一个比较实 际合理的减肥计划将体重减至70kg(此时BMI为23.66)并维 持下去。
模型分析
•人的体重变化由体内能量守恒破坏引起 •饮食(吸收热量)引起体重增加 •代谢和运动(消耗热量)引起体重减少 • 减肥计划应以不伤害身体为前提,这可以用吸收热量不要 过少、减少体重不要过快来表达。增加运动量是加速减肥 的有效手段,也要在模型中加以考虑。 • 只要作适当的简化假设就可得到体重变化的关系。 • 制定减肥计划以周为时间单位比较方便,所以这里使用用 离散时间模型——差分方程模型。
第三阶段:每周吸收 固定的热量,同时也 可运动来维持体重
第二阶段:每周吸收 热量保持下限,同时 继续运动直至达到减 肥目标
模 型 中 量要 用 到 的
符号说明
第k周末的体重 kg 第k周吸收的热量 kcal 热量转换系数 kg/kcal
常代谢消耗系数 运动代谢消耗系数 每周固定吸收的热量 kcal 吸收热量的下限 kcal 运动热消耗系数kcal/(h.kg)
运动时间 h
模型建立
•经分析,建立如下模型:
• 某人初始体重
,根据以下两种体重变化基本方
程,对该人第一阶段中第k周吸收热量进行调节,并求出该人
减肥至70kg所需要的周数;计算出体重保持阶段每周宜摄入的
热量。
无运动情况下
(1)
增加运动情况下
(2)
模型求解
第一阶段要求每周体重减少1kg,吸收热量减至 下限cmin=10000kcal,则有
数学建模基础论
主讲人:小北子 高分子材料与工程2013级
数学模型
数学模型是数学与实际问题之间的模型。
1、DNA分析 2、万有引力的发现 3、电磁场
数学的科学特征
思维的抽象性 推理的严谨性
应用的广泛性
什么是数学建模
指对现实世界的某个特定对象,为了特定的目的,做出一些 重要的简化和假设,运用适当的数学工具得到一个数学结构, 用他来解释特定现象的现实状态。
4.运动引起的体重减少正比于体重,且与运动形式和 运动时间有关,假设该人在减肥过程 中采取跑步的运 动方式,并且每天运动0.5小时,即每周运动3.5小时;
5.为了安全与健康,每周体重减少不宜超过1.5kg,每 周吸收热量不要小于10000kcal。
减肥方案
第一阶段:在节食和做运 动一起的情况下,每周减 少1kg,使每周吸收热量 逐渐减少,直至接近安全 下限(10000kcal)
体重=身高-105
建模背景
有很多人依靠减肥药或减肥食品来减肥,但是大量事实表 明,多数减肥药和食品达不到减肥的目标,或者能减肥但 无法维持。许多医生和专家建议,只有通过控制饮食和适 当运动,才能在不伤害身体的条件下,达到减肥并维持的 目的。因此需要建立体重变化规律的模型,并由此通过节 食和运动制定合理的减肥计划并取得比较好的减肥效果。
模型假设
根据上述分析,参考有关生理数据,作出以下简 化假设:
1.假设该人身体状况正常,且肥胖不是遗传性的;
2. 体 重 增 加 正 比 于 吸 收 的 热 量 , 平 均 每 9000kcal 增 加 体 重 1kg ( kcal 为 非 国 际 单 位 制 单 位 1kcal=4.2kj);
3.正常代谢引起的体重减少正比于体重,每周每 公斤体重消耗热量一般在200kcal至320kcal之间,且 因人而异;
ω(k)- ω(k+1)=1 ω(0)- ω(k)=k (3)
=1/9000 kg/kcal
由最初每周吸收热量c(0)=21000kcal且体重不变以 及(1)式 ω(k+1)=ω(k)+ac(k+1)-b1ω(k)得
在此模型中,跑步的热消耗系
数 ,时间
,则
,记
由(1)和(3)得:
令c(k+1)=14166-257.4k≥ cmin=10000 得 k =16.18,k取16,即第一阶段共16周,按照 c(k+1)=14166-257.4k吸收热量,可使体重每周 减1kg,至第16周末可减至74kg。