大学数学建模竞赛入门教程(新手)
数学建模竞赛概述
(一)竞赛简介
数学建模竞赛是运用数学知识和计算机技术解决实际问题的比赛,自1990年在我国出现后,迅速发展成为规模最大的大学生课外科技竞赛活动,比赛通常以三人组队形式参加,也有一人或两人参赛的情况,但获奖团队多为三人组队。
(二)竞赛意义
- 提升能力:锻炼数学应用、编程实践、论文写作和团队协作能力。
- 培养思维:培养创新思维和解决复杂实际问题的能力。
- 增加竞争力:在升学、就业等方面具有优势,是保研、考研面试的亮点,也是企业招聘时的重要参考。
团队组建
(一)成员选择
- 建模手:擅长建立数学模型,有扎实的数学基础和逻辑思维能力,能将实际问题转化为数学问题并求解。
- 编程手:熟练掌握至少一种编程语言(如Matlab、Python等),能够实现算法、数据处理和结果可视化。
- 写作手:有较强的文字表达能力,能将建模过程和结果清晰、准确地写成论文,同时具备一定的排版和图表制作能力。
(二)组队原则
- 能力互补:成员在数学、编程、写作等方面各有所长,相互配合。
- 志同道合:对数学建模有共同的兴趣和热情,愿意投入时间和精力准备比赛。
- 沟通顺畅:性格合得来,能够良好沟通,在比赛中高效协作。
知识储备
(一)数学知识
- 初等模型:比例模型、初等函数模型、线性规划模型等,用于解决简单的实际问题。
- 高等模型:微分方程模型(如人口增长模型、传染病模型)、概率统计模型(如回归分析、时间序列分析)、图论模型等,适用于复杂问题的建模。
(二)计算机知识
- 编程语言:掌握Matlab或Python,用于数据处理、算法实现和结果可视化。
- 软件工具:熟悉Word、LaTeX等文字处理软件,以及Excel、SPSS等数据分析软件。
竞赛准备
(一)学习资源
- 教材书籍:《数学建模与数学实验》《数学建模》(姜启源)等,系统学习建模理论和方法。
- 在线课程:各大在线教育平台有许多数学建模课程,如Coursera、网易云课堂等。
- 论坛社区:数学建模论坛、知乎等,与其他建模爱好者交流经验、分享资源。
(二)模拟训练
- 历年真题:做历年竞赛真题,熟悉竞赛题型和难度,总结解题思路和方法。
- 优秀论文:学习历年优秀论文,了解论文结构和写作规范,借鉴优秀的建模思路和表达方式。
竞赛流程
(一)问题分析
- 理解题意:仔细阅读题目,明确问题背景、目标和要求。
- 数据收集:收集与问题相关的数据,包括历史数据、现状数据等。
- 假设简化:根据实际情况,对问题进行合理的假设和简化,确定问题的关键点和核心变量。
(二)模型建立
- 选择模型:根据问题特点,选择合适的数学模型,如优化模型、预测模型、决策模型等。
- 模型求解:运用数学方法和计算机技术,对模型进行求解,得到结果。
- 模型检验:对模型的结果进行检验和分析,验证模型的合理性和有效性。
(三)论文撰写
- 结构清晰:论文一般包括问题重述、模型假设、符号说明、模型建立、模型求解、结果分析、模型检验、优缺点分析和改进方向等部分。
- 语言准确:用简洁、准确的语言表达建模过程和结果,避免使用过于复杂的数学公式和专业术语。
- 图表规范:合理运用图表展示数据和结果,图表要有标题、编号和说明。
注意事项
(一)时间管理
合理安排时间,确保在规定时间内完成建模、求解和论文撰写,建议在比赛前制定详细的时间计划,如第一天用于问题分析和模型建立,第二天进行模型求解和结果分析,第三天撰写论文。
(二)团队协作
保持良好的团队沟通和协作,及时解决遇到的问题,在建模过程中,成员之间要相互支持、相互配合,充分发挥各自的优势。
(三)论文质量
注重论文的质量,包括内容的准确性、逻辑的严密性、语言的通顺性和格式的规范性。