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本文转载出自:校苑资源网
一、如何准备数学建模
下面结合我的建模经历给建模新手一些指导,顺便给大家一些建议和推荐些好书。
我是从大一下学期开始接触数学建模的,当时我的感觉就是一个字——晕,自己什么都不懂,想学习却又无从下手。记得我一次接触的数学建模题目是艾滋病的传播,当时就吓蒙了,这样的东西也能建模,艾滋病怎么能和数学联系到一起了呢?硬着头皮听完学长的一堂讲座,什么也没听懂,只是朦胧的记得有说什么微分方程,还有什么马尔萨斯之类,看他们说的像是家常便饭,而我却是在听天书。尤其是问了数学建模的论文一般写多少页,一位学长告诉我说20多页吧,至少也得15页多,听完以后真的吓坏了,要写15页的论文这是从来也没敢想过的事情。
我相信好多同学也都像我这样迷茫过,不知该从什么地方抓起。当时就想要放弃,但是看到那么多同学都坚持了,自己也就跟着每天去学习,半途而废太丢人了,只好一直往前走,糊里糊涂的参加了全国竞赛,结果和想象的一样,奇迹终究还是没有发生,呵呵,什么奖也没拿到。回头一想,自己就没付出什么这样的结果也是应该的,就是那三天三夜的煎熬,还有在做建模的过程中学到的知识还是记忆犹新。也是从此我就深深的迷上了数学建模,主动找学长请教,最终加入学校的数学建模工作室(相当于社团),和同学老师一起系统的学习数学建模。
1.先是从看优秀论文学起,起初先看一些简单的全国论文,比如:易拉罐的设计、手机套餐的设计,雨量预报等专科生论文(可以到这里下载),通过这个先熟悉建模题目、了解建模的一些方法;
2.然后就是建模方法的学习,用的教材当然是姜启源的数学模型了(【推荐】数学模型姜启源第三版),同时我还发现了一本更简单点的建模书:数学建模引论,唐焕文和贺明峰教授主编的,这本书页里面的内容非常好也很易学,推荐建模新手去参考一下(在网上搜索了好长时间还没有找到电子书,希望有的同学共享给大家,或者也可以参考这本书:数学建模引论 阮晓青 周义仓主编,数学建模引论--新手推荐书)。看书每周看1-2章的内容,看完后大家组织在一起讨论、评讲。
3.与此同时还有每周的Matlab讲座和作业(【推荐】大连大学数学建模工作室matlab讲座提要与练习),都是有精通Matlab的同学讲的,然后下来自己做练习题;不会时候就去查书,或者在百度上搜索,其实百度是个非常大的资源应该好好利用,有什么不懂的先百度一下,然后再问别人或者查书。个人感觉Matlab学习还是比较简单的关键看你自己用不用功,不是学不懂而是自己不知道,我认为很好的书在校苑数模论坛2009年全国数学建模培训一(初级入门辅导)里面已经说过了,可以点击去看看,还有这里 校苑数模论坛2009年全国竞赛培训二(Matlab强化训练)也都推荐了好书。
4.最后一个环节就是真题实战了,可以组队也可以单独做,仍然是从简单题目练起,一般都是全国赛的大专组题目,比如手机套餐资费问题、DVD在线租赁、体检时间安排问题等(题目可以到官方网站下载)。做完以后大家在一起讨论,互相交流自己做的方法,达到找出自己的不足、吸收别人的长处共同进步的目的。
以上的都是我们学校在平时课下的培训,时间自然长了些,为了迎接今年的全国赛比赛,现在又是放假,大家的每天的进度应该快些争取在接下来的50天完成上面所有的环节,即使是建模新手我相信拿个省级奖肯定是没问题的。
二、数学建模中各个环节的经验与技巧
1、分析题目及选题
如何分析题目不跑题是建模的首要任务,看到一个题目先要分析总体的要求,大致属于哪个领域的问题,这个问题你是否感兴趣,这也涉及到选题的问题,我自己向来的选题的原则就是兴趣,对哪个题目感兴趣就做哪个题。这点不推荐给大家,这也让我吃了好多苦,每次做一些自己没见过的问题,查找大量资料,最后获奖的概率还很小。我自己是学计算机的但是我每次都选那些经济类的、建筑工程之类的问题,自己还得先学习些基础知识,到头来做的文章不够档次,甚至还有误解。但我认为这样学习的东西最多,最能锻炼人的自学能力,不过还害得队友不能获奖,挺对不起他们的,所以建议大家在选题的时候一个团队要选多数人认为好的题目。说的有点跑题了,接下来就是找出题目中陌生、专业术语的意思,这个也可以到百度搜索应该都能找到。然后分析题目中各个问题以及他们之间的联系,大致可以用哪些方法来解决。光自己这样分析是远远不够的,还得结合参考文献去分析题目和选题。
2、如何搜索文献
好多老师都强调论文的水平关键看参考文献的水平,仔细想想确实有道理,如果你引用的文献就是很一般的文章或者是过时的文章,那你做出来的文章水平肯定不够高要不就是别人已经研究过的问题,你等于重复劳动没什么意义;而如果你参考的文章都是顶尖的文献,研究前沿性的问题,你参考这样文章做出来的水平也可想而知。
文献的主要来源就是中国知网,大部分的学校都有这个数据库的接口,可以到上面免费下载得到文献,第一:建议搜索时用高级搜素,这样可以搜到更多的文章,以“学生成绩的评价”举例,如果你直接搜“学生成绩的评价”那么搜到的结果都是含有“学生成绩的评价”整体的题目,如果在高级里面输入“学生”并且“成绩”并且“评价”,可能出现的结果就是**“学生”**“成绩”**“评价”**,这样的题目会搜到更多的内容。第二:善于多变化关键字,还是以上个例子,学生可以换成学员,评价可以换成评判、分析、探讨等,还可以适当加减关键字,例如只搜索评价方法,可以看到许多优秀的方法,你可以拿来用在评价学生上面。第三:善于多个地方搜索,有一些词在知网上是搜不到资源的,感觉非常郁闷还想这是什么破网站,比如你要在知网上找个如何制作降落伞这可能有吗?这时你要及时转到其他地方搜索了,可以到百度、Google、维普资讯等上搜索。用这些搜索引擎时建议也用高级搜索,还可以选择搜索格式如:PDF、Word等,这样就可以直接下了。第四:如果是找专业的数据要到一些官方网站去找,比如人口数量、收入之类的可以到中国国家(地方)统计局,中国卫生局这样的地方去找。
3、如何写作
这是一个比较大的问题,一般写作的内容有摘要、问题重述、符号约定、问题分析、模型假设、模型建立、模型求解、模型检验、模型总结、模型扩展几个部分。下面就没个问题都说一下。
1)摘要是全文最重要的部分,大概的内容要包括你用什么方法,解决了什么样的问题,得到什么结论,这个结论说明了什么。摘要一定要包含你所有的工作,以及主要的方法思路和创新点,因为评卷的时候第一轮只是看摘要,其他的部分写得再好都看不到的,摘要的写法应该多学习优秀论文,看他们的摘要都是如何写的。
问题重述就是把原来的题目粘上来就行了,如果题目超过一页要适当的删减。表格和附录要去掉。
2)符号约定如果文章的符号很多,可以单独列到前面,使人容易找到,如果符号不多,在文章中都有解释就没必要单独写了,可以省略。这里提示大家一点符号应该用公式编译器打,符号约定应该都放在一个表格中,而表格最好用三线表。对于排版格式问题大家可以到玩转Office板块查找资料。
3)问题分析主要是写题目的背景知识尤其有列举一些数据,用准确的数字说明问题,说明研究这个问题的重要性,如何分析的这个题目以及准备用什么方法来解决题目。如果题目中有数据还可以包括数据的初步处理,和画图。
4)模型假设就是去掉你在建模时忽略的因素,这个是自己发挥的,建议写出建设的原因即为什么不考虑这个因素。
5)模型建立是全文的主体部分,主要写建模的方法,这个部分没什么好说的。
6)模型求解也可以和模型建立放在一起,模型的求解主要是用一些软件来求解,一般不可能用笔算出来的。我自己的经验建模时用的最多的软件是Matlab,其他软件都是偶尔用一下,解规划问题时可能用Lingo软件,解决统计问题有时需要SPSS,这两个软件都是我平时自己研究过一些的,推荐些书籍大家只要通读一遍就行了,如果用到可以去查,Lingo资料下载,SPSS材料下载。大多数情况下模型都是很难求出解的,或者只能求出部分解,这时最好不要空着不写,应该根据已有的结果推出一个合适的结果放上去,这样获奖率才更大。
模型检验也可以叫模型应用,将模型的结果用在实际中看是否符合,这个结果给实际带来什么影响。这一部分好多人都忘记写或者没有时间写,建议一定要写,这样才完整。
7)模型总结就是概括建模的整个过程,顺便提一下模型的优缺点,尽量把缺点说成优点,把一些缺点说成大家都不可避免的,优点要写得突出。
8)模型扩展有两个方面,一是把你在假设中去掉的因素加进来,模型将怎么改变;二是模型还可以用在其他什么地方。
三、数学建模竞赛过程中应该注意的问题
1、组队和分工
大多数人都强调,专业交叉,理想情况的分工是一个写作的,一个建模的,一个计算的;但是一般的团队很难达到这样,多数情况下是,建模和计算是一个人的,写作一个人,另外一个是打下手整理资料、查找资料、后勤服务,这样的分工也很不错。一个团队应该有1-2名的女生,俗话说的好,男女搭配干活不累嘛。
2、时间的分配
1)8:00题目下来到第一天下午18:00应该定下题目,到晚上22:00集中查一个题目的文献整理出一个初步的想法,建议第一天晚上要回去睡觉;
2)第二天上午,一起搜集大量的文献后快速浏览找出部分精读文献,到中午的时候聚在一起分析题目,汇总各自看的文献所得出的理解和大致模型,然后定出初步解题的方向。下午就应该分工合作了,写作的人就开始查找一些背景资料,写出模型的初步想法,强调一点在建模的时候用到得文献就要随时记下来,引用方法的时候要把参考文献一同贴上,以便后来查找;建模的人就要专攻一个方向建立模型;而另外一个人仍然要继续查找文献,寻找更新的思路。
3)第二天晚上一般不能睡觉,写作的那个人可以多休息一下;建模的人正是关键时刻,这一晚上应该做出部分模型,如果问题多的话,要能解决前几个问题;而另外一个人要跟着建模的思路帮着打下手,做些打字、打公式之类的活,也是陪建模的人一起支撑,要不然一个人感觉很孤单的,要是男女搭配就更好了,呵呵。
4)第三天就是写作的全面突击了,根据已有的思路和模型,组织语言,参考文献,写出学术性的论文,一般到下午6点应该完成大部分的论文,只是剩下结果和推广的部分;建模的人支持了一夜可以适当休息一下,一般3-4个小时,到第三天下午模型应该全部建完,如果是边建模边计算,那么结果也应该相应的出来了,如果还没计算完,就得抓紧时间计算了。
5)第三天晚上前半夜要完成收尾的工作,把全部的模型和结果都添加到文章中,到12点后就应该写摘要了,建议是所有人每人写一份摘要,然后一起核对研究,最后整理出一份摘要,交给辅导老师看,让老师提出意见再修改,反复多次,直到摘要读起来很流畅,涵盖了所有文章的精华创新点。
6)最后附上附录程序,如果有大量的计算结果也附在附录上。
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