簡單數(shù)學建模論文范文
簡單數(shù)學建模論文范文1
利用數(shù)學建模解數(shù)學應用題
數(shù)學建模隨著人類的進步，科技的發(fā)展和社會的日趨數(shù)字化，應用領(lǐng)域越來越廣泛，人們身邊的數(shù)學內(nèi)容越來越豐富。強調(diào)數(shù)學應用及培養(yǎng)應用數(shù)學意識對推動素質(zhì)教育的實施意義十分巨大。數(shù)學建模在數(shù)學教育中的地位被提到了新的高度，通過數(shù)學建模解數(shù)學應用題，提高學生的綜合素質(zhì)。本文將結(jié)合數(shù)學應用題的特點，把怎樣利用數(shù)學建模解好數(shù)學應用問題進行剖析，希望得到同仁的幫助和指正。
一、數(shù)學應用題的特點
我們常把來源于客觀世界的實際，具有實際意義或?qū)嶋H背景，要通過數(shù)學建模的方法將問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學形式表示，從而獲得解決的一類數(shù)學問題叫做數(shù)學應用題。數(shù)學應用題具有如下特點：
第一、數(shù)學應用題的本身具有實際意義或?qū)嶋H背景。這里的實際是指生產(chǎn)實際、社會實際、生活實際等現(xiàn)實世界的各個方面的實際。如與課本知識密切聯(lián)系的源于實際生活的.應用題；與模向?qū)W科知識網(wǎng)絡(luò)交匯點有聯(lián)系的應用題；與現(xiàn)代科技發(fā)展、社會市場經(jīng)濟、環(huán)境保護、實事政治等有關(guān)的應用題等。
第二、數(shù)學應用題的求解需要采用數(shù)學建模的方法，使所求問題數(shù)學化，即將問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學形式來表示后再求解。
第三、數(shù)學應用題涉及的知識點多。是對綜合運用數(shù)學知識和方法解決實際問題能力的檢驗，考查的是學生的綜合能力，涉及的知識點一般在三個以上，如果某一知識點掌握的不過關(guān)，很難將問題正確解答。
第四、數(shù)學應用題的命題沒有固定的模式或類別。往往是一種新穎的實際背景，難于進行題型模式訓練，用“題海戰(zhàn)術(shù)”無法解決變化多端的實際問題。必須依靠真實的能力來解題，對綜合能力的考查更具真實、有效性。因此它具有廣闊的發(fā)展空間和潛力。
二、數(shù)學應用題如何建模
建立數(shù)學模型是解數(shù)學應用題的關(guān)鍵，如何建立數(shù)學模型可分為以下幾個層次：
第一層次：直接建模。
根據(jù)題設(shè)條件，套用現(xiàn)成的數(shù)學公式、定理等數(shù)學模型，注解圖為：
將題材設(shè)條件翻譯
成數(shù)學表示形式
應用題審題題設(shè)條件代入數(shù)學模型求解
選定可直接運用的
數(shù)學模型
第二層次：直接建模。可利用現(xiàn)成的數(shù)學模型，但必須概括這個數(shù)學模型，對應用題進行分析，然后確定解題所需要的具體數(shù)學模型或數(shù)學模型中所需數(shù)學量需進一步求出，然后才能使用現(xiàn)有數(shù)學模型。
第三層次：多重建模。對復雜的關(guān)系進行提煉加工，忽略次要因素，建立若干個數(shù)學模型方能解決問題。
第四層次：假設(shè)建模。要進行分析、加工和作出假設(shè)，然后才能建立數(shù)學模型。如研究十字路口車流量問題，假設(shè)車流平穩(wěn)，沒有突發(fā)事件等才能建模。
三、建立數(shù)學模型應具備的能力
從實際問題中建立數(shù)學模型，解決數(shù)學問題從而解決實際問題，這一數(shù)學全過程的教學關(guān)鍵是建立數(shù)學模型，數(shù)學建模能力的強弱，直接關(guān)系到數(shù)學應用題的解題質(zhì)量，同時也體現(xiàn)一個學生的綜合能力。
3．1提高分析、理解、閱讀能力。
閱讀理解能力是數(shù)學建模的前提，數(shù)學應用題一般都創(chuàng)設(shè)一個新的背景，也針對問題本身使用一些專門術(shù)語，并給出即時定義。如1999年高考題第22題給出冷軋鋼帶的過程敘述，給出了“減薄率”這一專門術(shù)語，并給出了即時定義，能否深刻理解，反映了自身綜合素質(zhì)，這種理解能力直接影響數(shù)學建模質(zhì)量。
3．2強化將文字語言敘述轉(zhuǎn)譯成數(shù)學符號語言的能力。
將數(shù)學應用題中所有表示數(shù)量關(guān)系的文字、圖象語言翻譯成數(shù)學符號語言即數(shù)、式子、方程、不等式、函數(shù)等，這種譯釋能力是數(shù)學建成模的基礎(chǔ)性工作。
例如：一種產(chǎn)品原來的成本為a元，在今后幾年內(nèi)，計劃使成本平均每一年比上一年降低p%，經(jīng)過五年后的成本為多少？
將題中給出的文字翻譯成符號語言，成本y=a（1-p%)5
3．3增強選擇數(shù)學模型的能力。
選擇數(shù)學模型是數(shù)學能力的反映。數(shù)學模型的建立有多種方法，怎樣選擇一個最佳的模型，體現(xiàn)數(shù)學能力的強弱。建立數(shù)學模型主要涉及到方程、函數(shù)、不等式、數(shù)列通項公式、求和公式、曲線方程等類型。結(jié)合教學內(nèi)容，以函數(shù)建模為例，以下實際問題所選擇的數(shù)學模型列表：
函數(shù)建模類型實際問題
一次函數(shù)成本、利潤、銷售收入等
二次函數(shù)優(yōu)化問題、用料最省問題、造價最低、利潤最大等
冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)細胞分裂、生物繁殖等
三角函數(shù)測量、交流量、力學問題等
3．4加強數(shù)學運算能力。
數(shù)學應用題一般運算量較大、較復雜，且有近似計算。有的盡管思路正確、建模合理，但計算能力欠缺，就會前功盡棄。所以加強數(shù)學運算推理能力是使數(shù)學建模正確求解的關(guān)鍵所在，忽視運算能力，特別是計算能力的培養(yǎng)，只重視推理過程，不重視計算過程的做法是不可取的。
利用數(shù)學建模解數(shù)學應用題對于多角度、多層次、多側(cè)面思考問題，培養(yǎng)學生發(fā)散思維能力是很有益的，是提高學生素質(zhì)，進行素質(zhì)教育的一條有效途徑。同時數(shù)學建模的應用也是科學實踐，有利于實踐能力的培養(yǎng)，是實施素質(zhì)教育所必須的，需要引起教育工作者的足夠重視。
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【摘 要】文章闡述了我們應用數(shù)學的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了應用數(shù)學建模的意義，提出在應用數(shù)學中滲透建模思想的措施，以期能夠?qū)Ξ斍皯脭?shù)學建模思想的發(fā)展提供參考。
【關(guān)鍵詞】應用數(shù)學; 數(shù)學建模;建模思想
將建模的思想有效的滲透到應用數(shù)學的教學過程中去，是我們當前開展應用數(shù)學教育的未來發(fā)展趨勢，怎樣才能夠使應用數(shù)學更好的服務社會經(jīng)濟的發(fā)展，充分發(fā)揮數(shù)學工具在實際問題解決中的重要作用，是我們當前進行應用數(shù)學研究的核心問題，而建模思想在應用數(shù)學中的運用則能夠很好的解決這一問題。
1 當前應用數(shù)學的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢
數(shù)學教育至少應該涵蓋純粹數(shù)學和應用數(shù)學兩方面內(nèi)容，目前我國數(shù)學教育內(nèi)容以純粹數(shù)學為主，極少包括應用數(shù)學內(nèi)容，這割裂了數(shù)學與外部世界的血肉聯(lián)系，使數(shù)學變成了多數(shù)學生眼中的抽象、枯燥、無用的思維游戲，而厭學成風。因此，大家對現(xiàn)行的數(shù)學教育不滿意，期望改革，期望找到方法激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)學生利用數(shù)學解決各種實際問題的能力。在不改變傳統(tǒng)的教學體系的前提下，有機地融入應用數(shù)學內(nèi)容，應是解決現(xiàn)存問題的有效方法。事實上，數(shù)學發(fā)展的根本原動力，它的最初的根源，是來自客觀實際的'需要，數(shù)學教學中理應突出數(shù)學思想的來龍去脈，揭示數(shù)學概念和公式的實際來源和應用，恢復并暢通數(shù)學與外部世界的血肉聯(lián)系。伴隨著社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，多個學科交叉發(fā)展，使得應用數(shù)學逐漸發(fā)展成擁有眾多發(fā)展方向的學科，應用數(shù)學所運用的領(lǐng)域不斷延伸，已經(jīng)不再局限于傳統(tǒng)的、而是想著更為寬闊的、新興的學科以及高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展，應用數(shù)學目前已經(jīng)滲透到社會經(jīng)濟發(fā)展的各個行業(yè)，在這一大背景下，應用數(shù)學的研究者就擁有了極大的發(fā)展空間以及展示才能的舞臺，也迎來了應用數(shù)學發(fā)展的新機遇。
2 開展數(shù)學建模的意義
數(shù)學這一學科不僅具有概念抽象性、邏輯嚴密性、體系完整性以及結(jié)論確定性，而且還具備非常明顯的應用廣泛性，伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)在社會生活中的廣泛運用，人們對于實踐問題的解決要求越來越精確，這就給應用數(shù)學的廣泛運用帶來了前所未有的機遇。應用數(shù)學在這一背景下也已經(jīng)成為當前高科技水平的一個重要內(nèi)容，應用數(shù)學建模思想的引入與使用能夠極大的提升自身應用數(shù)學的綜合水平以及思維意識，開展應用數(shù)學建模不僅能夠有效的提升自己的學習熱情與探究意識，而且還能夠?qū)I(yè)知識同建模密切結(jié)合在一起，對于專業(yè)知識的有效掌握是非常有益的。
3 滲透建模思想的對策措施
3. 1充分重視建模的橋梁作用
建模是實現(xiàn)數(shù)學知識與現(xiàn)實問題相聯(lián)系的橋梁與紐帶，通過進行建模能夠有效的將實際問題進行簡化。在這一轉(zhuǎn)化的過程中，應當深入實際進行調(diào)查、收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，認真分析對象的獨特特征及規(guī)律，構(gòu)建起反映實際問題的數(shù)學關(guān)系，運用數(shù)學理論進行問題的解決。這正是各個學科之間進行有效聯(lián)系的結(jié)合點，通過引進建模思想，不僅能夠使我們有效掌握數(shù)學理論之外的實踐問題，還能夠推動創(chuàng)新意識的提升，因此，我們應當充分重視建模的作用。
3. 2將建模的方法以及相關(guān)理論引入到數(shù)學教學中來
我國當前數(shù)學課程教學體系的現(xiàn)狀包括高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等幾個部分。當前應用數(shù)學的發(fā)展，滿足這一學科的建設(shè)以及其他學科對這一學科的需要，教師在教學中應當將問題的背景介紹清楚，并列出幾種解決方案，啟發(fā)學生進行討論并構(gòu)建數(shù)學模型。學生們在課堂上就能夠獲得更多的思考和討論的機會，能夠充分調(diào)動學生們的積極性，使其能夠立足實際進行思考，這樣一來就形成了以實際問題為基礎(chǔ)的數(shù)學建模教學特色。
3. 3積極參加“數(shù)學模型”課等相關(guān)課程與活動
數(shù)學應用綜合性的實驗，要求我們掌握數(shù)學知識的綜合性運用，做法是老師先講一些數(shù)學建模的一些應用實例，然后學生上機實踐，強調(diào)學生的動手實踐。“數(shù)學實驗” 課應該說是數(shù)學模型的輔助課程，主要培養(yǎng)我們的數(shù)學思維和創(chuàng)新能力，還應當組織一些建模比賽，不斷提升數(shù)學建模的綜合水平。
上述幾個部分的論述與分析，我們看到，在應用數(shù)學中加強建模思想具有非常重要的意義，不僅需要在課堂學習過程中認真掌握數(shù)學理論知識，還應當深入了解數(shù)學理論在實際生活中的可用之處，盡可能的使應用數(shù)學與自身所學專業(yè)相聯(lián)系，這樣，才能夠使應用數(shù)學的能力與水平在日常實踐過程中得到提升。就當前高等數(shù)學的現(xiàn)狀來看，加強創(chuàng)新意識以及將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題能力的培養(yǎng)，提升綜合運用本專業(yè)知識以來解決實踐問題的能力，使創(chuàng)新思維得到最大限度的發(fā)揮。
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