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一、课程内容简介
数学建模是研究如何将数学方法和计算机知识结合起来用于解决实际生活中存在问题的一门边缘交叉学科,数学建模是集经典数学、现代数学和实际问题为一体的一门新型课程,是应用数学解决实际问题的重要手段和途径。主要介绍数学建模的概述、初等模型、简单优化模型、微分方程模型、概率统计模型、线性规划模型等模型的基本建模方法及求解方法。
二、教学目的及任务
数学建模是继高等数学之后进一步提高运用数学知识解决实际问题、基本技能,培育和训练综合能力所开设的一门新学科。通过具体实例引入使学生掌握数学建模基本思想、基本方法、基本类型。学会进行科学研究的一般过程,并能进入一个实际操作的状态。通过数学模型有关的概念、特征的学习和数学模型应用实例的介绍,培养学生双向翻译能力,数学推导计算和简化分析能力,熟练运用计算机能力;培养学生联想、洞察能力、综合分析能力;培养学生应用数学解决实际问题的能力。
通过本课程的学习,使学生了解数学建模是利用数学知识构造刻划客观事物原型的数学模型,利用计算机解决实际问题的一种科学方法。掌握数学建模的基本步骤,即从实际问题出发,遵循“实践——认识——实践”的辨证唯物主义认识规律,紧紧围绕建模的目的,运用观察力、想象力和逻辑思维,对实际问题进行抽象、简化、反复探索、逐步完善,直到构造出一个能够用于分析、研究和解决实际问题的数学模型。会利用数学知识和计算机解决问题,并能够撰写符合要求的数学建模论文。
三、本课程与其它课程的关系
在学习本课程前需要基本掌握下列课程内容:高等数学、线性代数、概率论与数理统计。本课程的学习,主要是使学生掌握数学知识,解决实际问题能力,这种能力有助于其它专业课的学习和提高。
四、课程基本内容要求
1、绪论:数学建模与数学建模竞赛概述
1)、基本要求:使学生正确地了解数学描写和数学建模的不同于数学理论的思维特征,了解数学模型的意义及分类,理解并掌握建立数学模型的方法及步骤。
2)、课程内容:建模概论、数学模型概念、掌握建立数学模型的方法、步骤和模型分类、数学模型实例
2、初等方法建模
1)、基本要求:掌握比例方法、类比方法、图解法、定性分析方法及量纲分析方法建模的基本特点。能运用所学知识建立数学模型,并对模型进行综合分析。
2)、课程内容:(1)建模预备知识:理解掌握比例方法、类比方法的原理、熟练掌握线性方程的解的讨论,掌握微分方程定性分析的基本方法 (2)典型案例分析(如公平的席位竞争、双层玻璃的功效、动物的身长和体重等).
3、简单优化模型
1)、基本要求:了解优化模型的建模建立思想,理解优化模型的一般意义,掌握优化模型求解方法。
2)、课程内容:(1)优化预备知识:理解并掌握建立函数关系的一般方法,熟练掌握一元函数与二元函数的最值求解方法与原理,了解有关经济学中的效用函数、边际效用等原理(2)典型案例分析(如最优价格、原料最省等).
4、线性规划模型
1)、基本要求:熟练掌握单纯形方法,深刻理解线性规划模型的基本特点,理解优化模型的一般意义,能结合计算机软件解决线性规划模型。
2)、课程内容:(1)线性规划预备知识:理解掌握决策变量、目标函数、可行域、约束条件等概念,熟练掌握单纯形法,了解lindo软件的运用(2)典型案例分析(如自来水输送与货机装运、奶制品生产与销售等)
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