《數學建模學習總結》_第1頁
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文檔簡介

數學建模感悟目前,培養數學問題解決能力已經受到世界各國教育界的重視。美國課程標準(1989年NCTM發表的《中小學數學課程與評估標準》)把“能夠解決數學問題”列為學校數學要達到的五個目標之一;在其分項標準中,“數學用于問題解決”居于首位。日本數學教育界也十分重視“問題解決”,從1994年開始全面實行新數學教學大綱,把“課題教學”列入大綱內容,而所謂“課題教學”就是以“問題解決”為特征的數學課。我國在2000年頒布的《全日制義務教育數學課程標準(實驗稿)》首次將解決問題與數學思考、知識技能、情感與態度作為并列的培養目標。數學問題解決能力的培養已經成為一個公認的教育培養重點,如何培養問題解決能力隨之受到了廣泛的關注。數學模型方法是利用數學模型解決問題的一般數學方法。它是處理各種數學理論問題、解決各種實際問題的小可或缺的方法,無疑,作為學生應當了解并掌握這種方法,最大可能地培養其構造數學模型的能力。首先,學生必須先掌握一定的數學知識,學“雜”一些,使得建立模型解題才有了可能性。其次,要多接觸題目,多動腦。把數學模型應用于數學解題中,第一,實際問題轉化為一個數學問題,能夠激發學習興趣,把生硬抽象的學科理論具體化形象化,能夠讓學生對知識進行探索而不是死記硬背;第二,培養解決實際問題的能力,找到到適合自己的學習方法;第三,對不少復雜的問題,如果有意識地從題目特點出發,恰當地構造代數,幾何等數學模型,不僅能在解題時另辟蹊徑,避繁就簡,而且也能培養構建數學模型的能力,能夠激勵學生不斷前進;第四,培養數學的創新思維能力,能夠把一個問題采取不同的方式去解決,能夠發現不一樣的重點;第五,能夠擴展知識面,通過數學知識了解其他的領域。可見,把數學模型應用于數學解題中是非常重要的。數學模型有以下三個方面的特點,第一,它是某事物為一種特殊目的而作的一個抽象化、簡單化的數學結構,這意味著揚棄、篩選,是舍棄次要因素,突出主要因素的主要結果;是事物的一種模擬,雖源于現實,但非實際的原型,而又高于現實。第二,它是數學上的抽象,在數值上可以作為公式應用,可以推廣到與原物相近的一類問題。第三,可以作為某事物的數學語言,可以譯成算法語言,編寫程序進入計算機第三,可以作為某事物的數學語言,可以譯成算法語言,編寫程序進入計算機。通常所謂的處理事物和過程的模型化方法,往往就是為之建立數學模型來處理。在建模前應對實際問題的歷史背景和內在機理要有深刻的了解,必須對該問題進行全面的、深入細微的調查和研究.首先要明確所解決問題的目的要求和著手收集數據.數據懸為建立模型而收集的.因此,如果在調查研究時對建立什么樣的模型有所考慮的話,那么我們就按模型的需要更有目的地,更合理地來收集有關數據.收集數據時應注意精度的要求。現實問題錯綜復雜,涉及面非常之廣.因此要想建立一個數學模型來反映一小現實問題面面俱到、無所不包是不可能的,也是沒有必要的.一個模型,只要能反映我們所需要的某一個側面就行了,或者在此基礎之上進一步提高.建模前必須先將問題理想化,簡單化,即首先抓住主要因素。暫不考慮次要因素.在相對比較簡單的情況下,理清變量之間的內在聯系。在已有假設的基礎上,可以著手建立數學模型,建模時應注意以下幾點:首先,分清變量類型恰當使用數學工具。如果實際問題中的變量是確定性變量,建模時數學工具多用微積分、微分方程、線性規劃、非線性規劃、網絡、投入產出、確定性存貯論等.如果變量是隨機變量,建模時數學工具多用概率、統計、隨機性存貯論、排隊論、對策論、決策論、隨機微分方程等.由于數學分支很多,又加之相互交叉滲透,派生出許多分支.建模具體用什幺舒芝好,一是因問題而異,二是因人而異。應看自己對哪門學科比較熟悉精通,盡量發揮自己的特長。總之,對變量進行分析是建立模型的基礎。其次,抓住問題的本質,簡化變量之間的關系。因為模型過于復雜,則無法求解或求解困難,就不能反映客觀實際.因此應盡可能瑚簡單的模型如線性化,均勻化等來描述客觀實際.建模的原則是:模型盡可能簡單、明了.思路清晰,能不采用則盡量不用高深的數學知識,不要追求模型技術的完美,側重于實際應喇.只要問題能解決,模型越簡單越能被決策者所采用。然后,建模要有嚴密推理.在已定的假設下,建模過程中推理一定要嚴密,以保證模型的正確性,否則會造成模型錯誤,前功盡棄。最后,建模要有足夠的精確度。由于實際問題常對精度有所要求,建模時和收集資料時要予以充分考慮.但同時實際問題又非常復雜,作假設時又要去掉非本質的東西,把本質的東西和關系反映進去.因而要掌握好這個尺度,有時要有一個反復摸索的過程。一些傳統的自然科學學科,如力學、物理學,是比較容易建立數學模型的,原因是這些學科其對象的各因子之間的界限比較分明,對它們進行量的測定也較為簡便.但是在其他一些學科,如生物學、社會學科和人文科學,就不大容易建立數學模型.不過這種情況,由于數學本身的充分發展,尤其是現代數學向高維、高次、多變量的推進,應用數學和模糊數學的建立,統計方法的廣泛運用;計算工具的進步,特別是運算能力以數量級速度飛躍提高

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