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数学建模论文题 目 生活中的数学建模问题学 院 专业班级 学生姓名 成 绩 年 月 日摘要 钢铁、煤炭、水电等生活物资从若干供应点运送到一些需求点,怎样安排输送 方案使利润最大?各种类型的货物装箱,由于受体积、重量等的限制,如何相互搭配装载,使获利最高?若干项任务分给一些候选人来完成,因为每个人的专长不同,他们完成任务的效益就不一样,如何分派使获得的总效益最大?本文将通过以下的例子讨论用数学建模解决这些问题的方法。关键词:获利最多,0-1变量一. 自来水输送问题问题 某市有甲、乙、丙、丁四个居民区,自来水由A,B,C三个水库供应。四个区每天必须得到保证的基本生活用水量分别为80,50,10,20千吨,但由于水源紧张,三个水库每天 只能分别供应60,70,40千吨自来水。由于地理位置的差别,自来水公司从各水库向各区送水所需付出的引水管理费用不同(见下表),其他管理费用都是400元每千吨。根据公司规定,各区用户按照统一标准950元每千吨收费。此外,四个区都向公司申请了额外用水量,分别为10,20,30,50千吨。该公司应如何分配供水量,才能获利更多?引水管理费(元每千吨) 甲 乙 丙 丁A 160 130 220 170B 140 130 190 150C 190 200 230 ----问题分析 分配供水两就是安排从三个水库向四个区供水的方案,目标是获利最多,而从题目给出的数据看,A,B,C三个水可的供水量170千吨,不够四个区的基本生活用水量与额外用水量之和270千吨,因而总能全部卖出并获利,于是自来水公司每天的总收入是950*(60+70+40)=161500元,与送水方案无关。同样,公司每天的其他管理费为400*(60+70+40)=68000元也与送水方案无关。所以要是利润最大,只须是引水管理费最小即可。另外,送水方案自然要受三个水可的供水量和四个取得需求量的限制。模型建立决策变量为A、B、C、三个水库(i=1,2,3)分别向甲、乙、丙、丁四个小区(j=1,2,3,4)的供水量。设水库i向j的日供水量为xij。由于C水库鱼定去之间没有输水管道,即X34=0,因此只有11个决策变量。由上分析,问题的目标可以从获利最多转化为引水管理费最少,于是有min=160*x11+130*x12+220*x13+170*x14+140*x21+130*x22+190*x23+150*x24+190*x31+200*x32+230*x33;约束条件有两类:一类是水库的供应量限制,另一类是各区的需求量限制。由于供水量总能卖出并获利,水库的供应量限制可以表示为x11+x12+x13+x14=60;x21+x22+x23+x24=70;x31+x32+x33=40;考虑到歌曲的基本用水量月外用水量,需求量限制可以表示为 80<=x21+x11+x31;50<=x12+x22+x32;10<=x13+x23+x33;20<=x14+x24;x21+x11+x31<=90;x12+x22+x32<=70;x13+x23+x33<=40;x14+x24<=70;模型求解将以上式子,输入LINGO求解,得到如下输出:Optimal solution found at step: 10 Objective value: 25800.00Variable Value Reduced CostX11 0.0000000 20.00000X12 60.00000 0.0000000X13 0.0000000 40.00000X14 0.0000000 20.00000X21 50.00000 0.0000000X22 0.0000000 0.0000000X23 0.0000000 10.00000X24 20.00000 0.0000000X31 30.00000 0.0000000X32 0.0000000 20.00000X33 10.00000 0.0000000 送水方案为:A水库向乙区供水60千吨,B水库甲区、丁区分别供水50,20千吨,C水库向甲、丙分别供水30,10千吨。引水管理费为25800元,利润为161500-68000-25800=67700元。二. 货机装运问题 某架火机油三个货舱:前舱、中舱、后舱。三个货舱所能装载的货物最大量的体积都有限,如下表所示,并且,为了保持飞机的平衡,三个货舱中世纪装在货物的重量必须与其最大容许重量成比例。 前舱 中舱 后舱 重量限制(吨) 15 26 12 体积限制(立方米) 8000 9000 6000 现有四类货物供该伙计本次飞行装运,其有关信息如下表所示,最后一列之装运后所获得的利润。应如何安排装运,使货机本次飞行获利最大? 重量(吨) 空间 利润(元每千吨) 货物1 20 480 3500 货物2 18 650 4000 货物3 35 600 3500 货物4 15 390 3000模型假设 问题中没有对货物装运提出其他要求,我们可以作如下假设:(1) 每种货物可以分割到任意小;(2) 每种货物可以在一个或多个货舱中任意分布;(3) 多种货物可以混装,并保证不留空隙。模型建立决策变量:用Xij表示第i种货物装入第j个货舱的重量(吨),货舱j=1,2,3分别表示前舱、中舱、后舱。决策目标是最大化利润,即max=3500*(x11+x12+x13)+4000*(x21+x22+x23)+3500*(x31+x32+x33)+3000*(x41+x42+x43);约束条件包括以下4个方面: (1)供装载的四种货物的总重量约束,即x11+x12+x13<=20;x21+x22+x23<=18;x31+x32+x33<=35;x41+x42+x43<=15; (2)三个货舱的重量限制,即x11+x21+x31+x41<=15;x12+x22+x32+x42<=26;x13+x23+x33+x43<=12;(3)三个货舱的空间限制,即480*x11+650*x21+600*x31+390*x41<=8000;480*x12+650*x22+600*x32+390*x42<=9000;480*x13+650*x23+600*x33+390*x43<=6000; (4)三个货舱装入重量的平衡约束,即(x11+x21+x31+x41)/15=(x12+x22+x32+x42)/26;(x12+x22+x32+x42)/26=(x13+x23+x33+x43)/12; 模型求解将以上模型输入LINGO求解,可以得到:Optimal solution found at step: 10 Objective value: 155340.1 Variable Value Reduced Cost X11 0.5055147 0.0000000 X12 6.562500 0.0000000 X13 2.286953 0.0000000 X21 11.93439 0.0000000 X22 0.0000000 2526.843 X23 6.065611 0.0000000 X31 0.0000000 0.4547474E-12 X32 0.0000000 1783.654 X33 1.599359 0.0000000 X41 0.0000000 1337.740 X42 15.00000 0.0000000 X43 0.0000000 1337.740 实际上,不妨将所得最优解四舍五入,结果为货物1装入前舱1吨、装入中舱7吨、装入后舱2吨;货物2装入前舱12吨、后舱6吨;货物3装入后舱2吨;货物4装入中舱15吨。最大利润为155340元。三. 混合泳接力队的选拔问题 某班准备从5名游泳队员中选择4人组成接力队,参加学校的4*100m混合泳接力比赛。5名队员4中用字的百米平均成绩如下表所示,问应如何让选拔队员组成接力队? 甲 乙 丙 丁 戊蝶泳 1`06 57``2 1`18 1`10 1`07 仰泳 1`15 1`06 1`07 1`14 1`11 蛙泳 1`27 1`06 1`24 1`09 1`23 自由泳 58``6 53`` 59``4 57``2 1`02问题分析 从5名队员中选出4人组成接力队,没人一种泳姿,且4人的用字各不相同,是接力队的成绩最好。容易想到的一个办法是穷举法,组成接力对的方案共有5!=120中,一一计算并作比较,即可找出最优方案。显然这不是解决这类问题的好办法,随着问题规模的变大,穷举法的计算量将是无法接受的。可以用0-1变量表示以讴歌队员是非入选接力队,从而建立这个问题的0-1规划模型,借助县城的数学软件求解。模型的建立与求解设甲乙丙丁戊分别为队员i=1,2,3,4,5;即蝶泳、仰泳、蛙泳、自由泳分别为泳姿j=1,2,3,4.记队员i的第j中用字的百米最好成绩为Cij(s),既有Cij I=1 I=2 I=3 I=4 I=5 J=1 66 57.2 78 70 67 J=2 75 66 67 74 71 J=3 87 66 84 69 83 J=4 58 53 59 57.2 62 引入0-1变量Xij,若选择队员i参加泳姿j的比赛,记Xij-=1,否则记Xij=0.根据组成接力队的要求,Xij应该满足两个约束条件:第一, 没人最多只能入选4中用字之一,记对于i=1,2,3,4,5,应有∑Xij《=1;第二, 每种泳姿必须有一人而且只能有1人入选,记对于甲,2,3,4,应有∑Xij=1;当队员i入选泳姿j是,CijXij表示他的成绩,否则CijXij=0。于是接力队的成绩可表示为∑∑CijXij,这就是该题的目标函数。将题目所给的数据带入这一模型,并输入LINGO:min=66*x11+75*x12+87*x13+58.6*x14+57.2*x21+66*x22+66*x23+53*x24+78*x31+67*x32+84*x33+59.4*x34+70*x41+74*x42+69*x43+57.2*x44+67*x51+71*x52+83*x53+62*x54;SUBJECT TOx11+x12+x13+x14<=1;x21+x22+x23+x24<=1;x31+x32+x33+x34<=1;x41+x42+x43+x44<=1;x11+x21+x31+x41+x51=1;x12+x22+x32+x42+x52=1;x13+x23+x33+x43+X53=1;x14+x24+x34+x44+X54=1;@bin(X11);@bin(X12);@bin(X13);@bin(X14);@bin(X21);@bin(X22);@bin(X23);@bin(X24);@bin(X31);@bin(X32);@bin(X33);@bin(X34);@bin(X41);@bin(X42);@bin(X43);@bin(X44);@bin(X51);@bin(X52);@bin(X53);@bin(X54); 得到如下结果 Optimal solution found at step: 12 Objective value: 251.8000 Branch count: 0 Variable Value Reduced Cost X11 0.0000000 66.00000 X12 0.0000000 75.00000 X13 0.0000000 87.00000X14 1.000000 58.60000 X21 1.000000 57.20000 X22 0.0000000 66.00000 X23 0.0000000 66.00000 X24 0.0000000 53.00000 X31 0.0000000 78.00000 X32 1.000000 67.00000 X33 0.0000000 84.00000 X34 0.0000000 59.40000 X41 0.0000000 70.00000 X42 0.0000000 74.00000 X43 1.000000 69.00000 X44 0.0000000 57.20000 X51 0.0000000 67.00000 X52 0.0000000 71.00000 X53 0.0000000 83.00000 X54 0.0000000 62.00000即当派选甲乙丙丁4人组陈和积累对,分别参加自由泳、蝶泳、仰泳、蛙泳的比赛。参考文献数学模型(第三版) 姜启源著 高等教育出版社
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随着新课改的全面推进,一场更新 教育 观念,改革教学内容、 教学 方法 的运动正在兴起。教育呼唤教师教学方式的转变,对学生自身的学习能力也提出了更高的要求。 下面是我为大家整理的 高一数学 论文 范文 ,供大家参考。
《 高中数学个性化教学探讨 》
个性化教学是指,在课堂教学中教师充分尊重学生的个性,根据每个学生不同的个性,包括兴趣、特长等,因材施教.教师授课的观念已经不是传统的传授知识,而是带动学生自主学习,把教学方式由“苦力”转化为“技术”,给学生提供充足的学习空间,培养学生的学习能力,提升教学质量和水平.这样,对学生优良的评价已经不是根据学生能够记忆多少知识,而是学生的获取信息、分析信息以及信息加工的能力.个性化教学是实现这样的教学目标的关键所在.教师由“知识的传授者”转变为“学生学习的协作者”,传授学生学习的方法,促进教育个性化发展.个性化教学需要从“多元化”“以生为本”出发,通过具体教学活动体现每个学生的个性、兴趣、特长等.
一、高中数学个性化教学存在的问题
1.学校方面.学校以及教育部门的重视程度不高,学校的管理观念落后,一味追求学生的成绩和整体的升学率,而忽视了对学生的多元化教育,将学习成绩列为评定学生优劣的唯一标准.这是不恰当的,只会逐步消磨学生的个性.
2.教师方面.教师个性化教学能力相对低下.在个性化教学中,教师需要具备数学知识、 基本素养 、心理学以及教育多元化思想结构、个性化教育方法等,但是只有少数教师能够达标,尤其是在乡镇比较落后的地区,几乎没有教师能够在多元化、个性化教学方面达到标准.
3.学生方面.由于学生长期受到“填鸭式”教学方式的影响,基本数学知识和理论的掌握理解程度不一.在这样的环境下,学生大都对学习产生功利性.比如,大多数学生的刻苦努力都是冲着应付考试、取得好名次,或者是为了评先、评优而刻苦学习的.
4.课程和教材方面.教学目标缺乏一定的层次性,教学方法简单机械,教学内容乏味无趣;教材的设置和知识点的配置很难与实际生活和应用达成一致,使学生学习教材知识点仅仅是为了考高分,从而使教学变得没有意义.
二、高中数学个性化教学策略
1.加强对高中数学个性化教学的重视.学校方面应该逐步加强对学生个性化教学的认识和重视,需要在教学理念上予以革新,在管理制度上给予重视.例如,在学校组织多种多样的个性化教学的培训和交流活动,使个性化教学的目标与过程深入到学校各个环节的教育工作者心中,使个性化教学充分展现在校园中.
2.教师提高个性化教学能力.一方面,教师应该提高自身教学素质,形成个性化教学的能力.例如,在讲“椭圆方程”时,教师可以这样开展个性化教学:从教学目标的制定方面将整个章节作为一个大的教学目标,再将大章节分散成小章节,将大问题分解成若干小问题,借助多媒体课件展示椭圆定义的实质,将整个概念浮现在学生记忆里,通过让学生自己动手,独立思考,自主探索,自己提出问题,利用各种教学资源进行观察、分析、实验、探究,找到解决问题的途径.教师可以提出问题:到两定点的距离之和为定值的点的集合一定是椭圆吗?通过课件演示和自主观察,学生得出初步结论,最后由教师进行讲解与集体验证,挖掘其内涵,使该知识点在学生记忆中留下深刻印象.这样,能够提高学生学习的积极性,从而提高教学质量.
3.引导学生适应个性化教学.在高中数学教学中,教师要创造个性化教学环境,引导学生个性化学习,大胆质疑,勇于表达,开展个性化探究活动.例如,在讲“椭圆”时,教师可以准备一根细绳和两根钉子,在给出椭圆定义之前,在黑板上任意取两个点(注意两点之间的距离要小于绳子的长度),让两个学生按照教师的要求在黑板上画椭圆,学生通过自主画椭圆的过程, 总结 出椭圆应该具备的具体特征,之后教师根据学生推测出来的椭圆的特点进行讲解,将椭圆的数学定义与学生总结出来的椭圆的特点进行对比,总结 经验 和教学.这样,每个学生脑海中都会存在椭圆的定义和椭圆的基本形态,提高学习效果.
4.形成个性化教学策略.首先,教师要按照不同学生的具体水平制定不同的教学目标,再按照各个层次不同基础学生的学习状态以及学习要求选择层次分明的教学方法,有针对性地对不同阶段学生进行不同方式的教学.其次,引入综合性的教学办法.最后,对高中数学的教学内容进行拓展,培养学生的 发散思维 ,形成多元化的教学评价.总之,个性化教学关键在于教师.在“以生为主”的基础上,突出教师的主导作用,不失时机地引导学生,从学生内心完成其对教学方法的认可,帮助学生对数学知识的掌握以及知识框架的梳理.通过教学方法来指导学生的学习,通过学生的学习来完善教学方法.
《 高中数学互动教学探讨 》
教学过程是师生双边性的活动,是师生沟通交流、共同发展的互动过程。随着新课改的不断深入,高中数学课堂从表面也变得活跃起来,但数学教师并没有从本质上激发学生学习数学的兴趣,没有充分挖掘学生的数学潜能。新课程改革对高中数学教学提出了新的要求,其更加重视学生在学习中的主体性,也要求教师维持课堂活力,通过更有效的互动交流提高教学的有效性。这就要求教师要高度重视与学生的互动交流,在互动的过程中注重培养学生的独立自主性、思维创造性,引导他们真正成为学习的主人。在此,笔者对高中数学互动教学作了一定的探讨。
一、转变教师角色,师生平等参与数学教学活动
师生平等,老师不是居高临下的“说教者”,而是作为引导者,引导学生自主完成学习任务。我们知道,教育作为人类重要的社会活动,其本质是人与人的交往。教学过程中的师生互动,既体现了一般人际之间的关系,又在教育情景中“生产”着教育,推动教育的发展。根据交往理论,交往是主体间的对话,主体间对话是在自主的基础上进行的,而自主的前提是平等的参与。因为只有平等参与,交往双方才可能向对方敞开精神,彼此接纳,无拘无束地交流互动。因此,实现真正意义上的师生互动,首先应是师生完全平等地参与到教学活动中来。应该说,通过各种学习,尤其是课改理论的学习,我们的许多教师都逐步地树立起了这种平等的意识。但是在实际问题当中,师生之间不平等的情况仍然存在。教师闻道在先,术业专攻,是先知先觉,很容易在学生面前就有一种优越感。年龄比学生大,见识比学生多,认识比学生深刻,有时就很难倾听学生那些还不那么成熟、幼稚,甚至错误的意见。尤其是遇到一些不那么驯服听话的孩子,师道的尊严就很难不表现出来。因此,师生平等地参与到教学活动中来,其实是比较难于做到的。怎样才有师生间真正的平等,这当然需要教师们继续学习,深切领悟,努力实践。但师生间的平等并不是说到就可以做到的。很难设想,一个高高在上的、充满师道尊严意识的教师,会同学生一道,平等地参与到教学活动中来。要知道,历史上师道尊严并不是凭空产生的,它其实是维持传统教学的客观需要。这里必须指出的是,平等的地位,只能产生于平等的角色。只有当教师的角色转变了,才有可能在教学过程中,真正做到师生平等地参与。转变教育观念,改变学习方式,师生平等地参与到教学活动中来,实现新课程的培养目标,是这次课程改革实施过程中要完成的主要任务,这也正是纲要中提出师生积极互动的深切含义。为什么我们要强调纲要提出的师生互动绝不仅仅是一种教学方式或方法,其理由就在于此。
二、构建教学场景,师生在融洽氛围中深刻互动
情感渲染学指出,和谐师生关系、融洽生生关系,需要外在良好教学情境和氛围的渲染和支持。师生之间深入参与,积极互动,一方面需要积极的心理情态进行“驱动”,另一方面需要适宜的场景氛围进行“渲染”。部分教师轻视情感氛围的营造,强调教师的讲解指导功效,学生的主体意识淡化,参与情感淡薄,师生互动也只是“逢场作戏”,形式主义。笔者认为,教师应注重外在环境因素的应用,利用高中数学教材的生活应用特性、趣味生动特性、历史特点等,通过适宜融洽教学环境的“外因”,催化学生主动参与互动的“内因”,促使师生之间进行深入互动。如“等比数列的前n项和”新知讲解环节,教者发现,以往的“直接讲授法”教学模式限制了高中生掌握其知识内涵的“深度”,学生只有“参与其中”,深入互动,真切交流,采用场景激励法,设置了“古代印度国王准备对 国际象棋 的发明者给予麦子奖赏,而发明者提出了在第一格放1粒麦子,第二格放2粒麦子,第三格放4粒麦子,以此类推,放到象棋盘上的最后一格,将所用到的麦子全部奖赏给他”的现实案例,并利用教学课件进行动态演示展示,为学生营造具有真实感、现实感的场景氛围,贴合高中生认知实际,带着积极情感参与师生深刻互动。
三、注重综合评价,促进高中数学互动教学
在高中数学互动教学中,教师需要注重对学生进行综合全面的评价。只有通过有效的评价,教师才能对互动教学进行总结,才能够进一步激发学生的信心,使课堂教学氛围变得更加和谐。一方面,教师要评价的是师生互动中学生的收获与表现出的不足,要通过评价指出学生的得失,使学生能够在日后的学习中有意识的改正缺点并发挥优点。另一方面,教师要评价学生的能力与具体表现,要善于发现学生的闪光点,并通过正面的评价对其进行认可与肯定,达到巩固学生学习信心的目的。例如,在函数的单调性的教学中,教师利用课堂提问的方式引导学生进行思考与学习,同时在互动中了解学生掌握知识的情况。教师发现,部分学生能够在研究函数时有意识的利用数形结合的方法将抽象的条件放入函数图像中解析,并且能够从不同的角度思考问题分析问题。此时,教师并不能只看到学生在学习中取得的收获,而应该肯定意识和能力,要对学生表现出的能力进行肯定与认可。基于此,学生才能在与教师的互动中感受到教师对自己的关注与重视,才能在日后的交流中变得更加主动,同时有意识的发扬自己的优点,使其成为个人独特的能力。
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第一个数学建模:生产数学机床的问题:你A B C三种机床分别生产C1 C2 C3 台,这样的话就有根据你提供的表格你需要的部件1和部件2在一个月中有如下等式等式:设部件1的价格为a,部件2的价格为b:4*C1+6*C2+2*C3=22a; 等式14*C1+3*C2+5*C3=25b; 等式2同时你每个月的利润为:5*C1+6*C2+4*C3(万元)所以将等式1加上等式2后得出如下结论:22a+25b=(4*C1+6*C2+2*C3)+(4*C1+3*C2+5*C3) =8*C1+9*C2+7*C3 =5*C1+6*C2+4*C3(万元)+3*(C1+C2+C3) 所以你的利润5*C1+6*C2+4*C3(万元) =22a+25b-3*(C1+C2+C3)由于你是固定投资分别给C1 C2 C3也就是说C1+C2+C3是个定值,同时由于你的部件1和部件2的价格a和b可能是固定的,有可能是随市场变化的,所以:①当部件1和部件2价格不变时,你的C1 C2 C3怎么分布投资方法得到的利润都是一样的;②当部件1和部件2的价格变化时,只需要根据a和b价格不同采购不同的部件生产就可以了,还是不会影响到你的利润;综上所述,不管你的三种机床怎么去投资,得到的利润是一样的,如果说有影响,也只是零部件对利润的影响,跟你的分别投资没有关系。
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