数学建模选修课一市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
《数学建模选修课一市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数学建模选修课一市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx(88页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、数学建模基础数学建模基础第1页前前 言言第2页一、开设数学建模课程背景一、开设数学建模课程背景1.开设数学建模开设数学建模是数学教育改革必定是数学教育改革必定 现在请各位同学回答以下两个问题:(1)数学主要吗,为何?(2)数学有用吗?请举出一些用数学知识处理实际问题例子。第3页 对于第一个问题,大家一定会毫不犹豫地回答:数学是非常主要。至于理由我猜测应该是:从小学、初中到高中、大学,从小升初、中考到高考、考研,数学从来是必考科目,而且在总分中所占比重相当高。在大学阶段,许多专业学生都最少要学习高等数学、线性代数、概率统计三门课程,历时一年半,17个学分。第4页 对于第二个问题,大家回答可能会有
2、些矛盾:数学应该是有用,但又极难列举出自己用数学处理有价值实例。之所以出现“数学主要,数学又似乎没用”矛盾,原因是多方面。当然有数学比较抽象不易掌握等客观原因,但不可否定是,长久以来数学教育中一些敝病是造成这种情况主要原因。第5页 事实上,现在大学数学教育相当不尽如人意。一方面传统数学已演变为数学技术、理论研究和实验研究三足鼎立现代数学;而其次大部分教材、教学内容和教学伎俩几十年一贯制,过于陈旧,完全没有反映出信息时代数学作为一种技术新特点,致使学生科学计算能力和运用数学知识解决实际问题能力得不到很好培养。第6页 比如,我校工科专业一些硕士和教师在科研中碰到稍微复杂一点数学计算问题便束手无策。
3、另外在最近几年全国大学生数学建模竞赛中,尽管我院大部分参赛选手数学成绩都很好,但他们利用数学知识和数学软件处理实际问题能力显著不足。所以,数学教育改革已成了当务之急。第7页 为了适应新形势需要,必须改革现有数学教育模式与内容,增强学生使用计算机与数学软件学习数学和处理实际问题能力。数学建模课便应运而生了,能够说数数学建模是数学教育改革产物学建模是数学教育改革产物。第8页2.开设数学建模是参加竞赛需要 我校于首次参加全国大学生数学建模竞赛。因为缺乏指导教师和充分资金支持、建模活动不普及等原因,我校数学建模水平与省内同类院校相比相差甚远。一直存在着参赛队少、获奖级别低等问题。第9页 据调查,我校数
4、学教师中有不少愿意投身数学建模,但缺乏学习和研究建模契机;学生中也有一批数学建模兴趣者,但平时苦于没有机会接收数学建模知识系统介绍和培训。安大、安财等建模先进院校经验表明,开设数学建模选修课是培养指导教师和参赛选手有效路径。数学建模选修课开设不但能够引导教师学第10页习、钻研建模,而且为学生中建模兴趣者提供了接收建模基础学习、培训机会和场所。第11页3.学分制为学分制为开设数学建模提供了有利条件开设数学建模提供了有利条件 我校从级新生开始实施学分制。学分制是以学分为计量单位衡量学生完成学业情况一个弹性教学管理制度。学分制关键和基础是选课制,选课制允许学生在一定范围内自主选择课程、教师、讲课时间
5、、修读方式和学习进程。第12页 学分制实施给数学建模选修课开设提供了极为有利条件。在全校开设数学建模选修课,为学生中建模兴趣者提供了接收建模基础学习、培训机会和场所,有利于数学建模活动普及,可在一定程度上改变我校在数学建模竞赛上落后情况。第13页二、课程介绍二、课程介绍1.课程主要内容与讲课方式课程主要内容与讲课方式 考虑到选修本门课程大多为非数学专业学生,他们选修本门课程主要目标不是学习数学,而是想经过本门课程学习提升应用数学知识和数学软件处理实际问题能力。第14页 所以,除了少数数学理论问题之外,本门课程重点介绍怎样用数学数学软件求解经典数学模型。内容包含:惯用数学软件介绍,重点介绍Map
6、le和Lingo;初等模型、微分方程模型、运筹与优化模型、数据处理与统计分析、随机模拟、图论与网络模型等。第15页 因为公选课尤其是数学建模不太适宜指定教科书,所以数学建模课程拟采取学生自学、学生教师课下讨论与教师课堂讲解相结合讲课方式。首先由学生按教师要求对下次讲课内容进行自学,对于疑难问题可经过适当方式与教师进行讨论、交流,然后教师在课堂上对此次讲课内容进行讲解、总结,布置作业。第16页2.上机练习、数学软件使用与编程上机练习、数学软件使用与编程 数学建模是实践性尤其强课程,与高等数学等课程有很大不一样。数学建模课程中几乎全部问题都要借助数学软件上机完成。希望同学们对数学建模课堂中所讲例题
7、以及课后练习一定要动手上机演练,这么才能有所收获。第17页 在数学建模中,能否熟练利用相关软件往往比熟知数学知识更主要。因为对于许多问题而言选定数学方法并不太难,而能否用相关软件得出正确结果往往是能否处理问题关键。训练学生比较熟练地掌握各类相关数学软件是数学建模课程主要内容之一。第18页 在充分利用现有软件同时,我们提倡适当地自己动手编程,因为 Matlab、Maple和Lingo等软件功效确实强大,但它们也不是万能。首先,对于一些问题,这些工具软件有都求不出正确解情况。其次不能确保对任何问题都有现成工具软件,实际上,许多当代计算方法都不可能编制成通用软件。第19页 即使使用数学软件时也需要编
8、程将软件各功效相联结。在一些大型计算中,可能要求计算是“实时计算”,即计算从前一计算步骤获取参数,计算结果后马上传送给后一计算步骤,全部计算都是在内存中进行。显然,现成工具软件对此无能为力。第20页 熟练使用相关科技软件、含有一定编程水平是理工科学生所必须含有素养,从某种程度上讲,后者更能反应出个人能力,而编程经验和水平不是凭一朝一夕就能够提升,要靠大量编程实践和不停地日积月累。考虑到学生实际情况,本课程主要要求学生掌握 1,2 种惯用数学软件基本功效,对编程无过多要求。第21页三、学习数学建模应注意几个问题三、学习数学建模应注意几个问题 伴随高等教育普及化,高等学校学生和教师质量不可防止地有
9、了一定程度下降。许多大学生知识面狭窄、自学能力差、计算机应用能力和科技论文写作能力不强。在学习数学建模课程时要注意以下几个方面问题:第22页 1.借助于数学建模课程学习尽可能多应用数学知识和方法,尤其是一些当代数学方法。2.在数学建模中着力提升各种动手能力,包含计算能力、编程能力、计算机软件应用能力、科技论文写作与编辑能力等。第23页 3.数学建模课程属于拓宽性、启发性、难度较大课程,学好这门课不但要有浓厚兴趣,还要有较强自学能力和不怕困难毅力。我们有理由相信,只要你有兴趣、花功夫、不怕难,经过数学建模课程学习,就一定能拓展知识面,提升应用数学和计算机处理实际问题能力。第24页 最终要说明是,
10、今年数学建模是首次做为全校公共选修课,面向来自不一样专业、学习心态各异学生,我们缺乏足够经验。前面提到一些构想可能只是我们一厢情愿,不一定得以实现。假如各位能从课堂上学到一点点有用东西,或者能从课下我们交流中取得一丝有益启示,我认为这门课就没有完全失败。第25页四、参考书目四、参考书目 赵静,但琦.数学建模与数学试验(第3版),高等教育出版社,;何青,王丽芬.Maple教程,科学出版社,;谢金星,薛毅.优化建模与Lingo软件,清华大学出版社,;周建兴等.Matlab从入门到精通,人民邮电出版社,;第26页 数学建模,Matlab,Maple,Lingo电子版资料。邮箱: MM:matlabm
11、aple第27页数学软件数学软件Maple介绍介绍第28页一、惯用数学软件介绍一、惯用数学软件介绍 当前在科学研究与工程计算中惯用数学软件约30余个,可分为通用与专用两大类。专用软件主要是为处理数学中某个分支特殊问题而设计。第29页 惯用专用软件有:1.SAS和SPSS(统计分析);2.Lindo、Lingo和CPLEX(运筹与优化计算);3.Cayley和GAP(群论研究);4.PARI(数论研究);5.Origin(科技绘图与数据分析);6.DELiA(微分方程分析);7.ANSYS(有限元计算)。第30页 通用软件普通能够求解数学许多分支中大部分问题。通用软件又可分为数值计算型与解析计算
12、型。惯用通用型数值计算软件有:Matlab、Xmath、Gauss、MLAB等。惯用通用型解析计算软件有:Maple、Mathematica、Macsyma、Axiom和Reduce等。第31页 Matlab、Mathematica、Maple与另一个面向大众普及型数学软件Mathcad并称数学软件中“四大天王”。第32页 Matlab意思为“矩阵试验室”,是美国计算机科学家Cleve Moler在70年代末开发出以矩阵数值计算为主数学软件,如今已发展成为融科技计算、图形可视化与程序语言为一体功效强大通用数学软件。Matlab最突出特点是其带有一系列“工具包”,可广泛应用于自动控制、信号处理、
13、数据分析、通讯系统和动态仿真等领域。高版本Matlab也可进行符号计第33页符号计算,不过它代数运算系统是从解析计算软件Maple移植而来。当前,Matlab最高版本为Rb(3.69G)。Mathematica是美国物理学家Stephen Wolfram开发第一个将符号计算、数值计算和图形显示很好地结合在一起数学软件,在国内较为流行,拥有广泛用户。它最大优点是带有图形用户接口计算机上Mathematica支持一个专用Notebook第34页接口。经过 Notebook 接口,能够显示输出结果、图形、动画和声音等。Mathematica另一个特点是它能够和C、Excel、Word等相互调用。Ma
14、thcad是MathSoft企业在80年代开发一个交互式数学文字软件,与 Matlab 和Mathematica不一样是,该软件市场定位是:向广大教师、学生、工程技术人员提供一个兼备文字、数学和图形处理能力集第35页集成工作环境,而并不致力于复杂数值计算与符号计算问题,含有面向大众普及特点。不过,现在 Mathcad 计算能力已远超出了其早期设计目标。SPSS(社会科学统计软件包)是世界著名统计分析软件之一。SPSS 基本功效包含数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等。其过程包含描述性统计、均值比较、普通线性模型、相关分析、回归第36页分析、聚类分析、生存分析、时间序列分析等。SPSS中还有
15、专门绘图系统,能够依据数据绘制各种图形。Origin 是与 Sigma Plot和Axum齐名科技绘图和数据处理软件。Origin 除了能够很方便地画出各种二维和三维图形外,它最突出功效是曲线拟合。它不但能够用内置上百种函数很方便地进行曲线拟合,而且能够依据用户需要添加线型。第37页 Lindo是美国芝加哥大学 Schrage教授开发专门用于求解数学规划专用软件包,版权现归属于美国Lindo系统企业。Lindo包含Lindo、Gino、Lingo、Lingo NL和“Whats Best”等多个组件,这些组件统称为Lindo,其中Lindo和Lingo最为惯用。Lindo 可求解线性规划、整数
16、规划和二次规划;Lingo除了能够求解线性规划、整数规划和二次规划外,还能够求解非线第38页性规划和线性、非线性方程组。除此之外,Lingo还包含了内置建模语言和一些惯用数学函数,能够简便、直观地描述大规模优化问题。Lingo 有各种版本,如学生版、演示版、高级版、发行版、工业版等,其主要区分在于对优化规模(变量和约束个数)有不一样限制。第39页 Maple是加拿大 Waterloo大学符号计算研究小组于 80年代初开始研发,1985年 才面世计算机代数软件,起初并不为人们所注意。但 Maple V release 2于1992年面世后,人们发觉它是一个功效强大、界面友好计算机代数系统。伴随版
17、本不停更新,Maple已日益得到广泛认可和欢迎,用户越来越多,声 誉 越 来 越 高。从 1 9 9 5年二、二、Maple介绍介绍第40页以后,Maple 一直在IEEE数学软件评选中居符号计算软件第1名。当前,Maple最高版本为Maple V release 14.01。Maple是一个开放计算机代数系统,主要由用户界面、代数运算器和外部函数库三部分组成。用户界面负责输入数学表示式初步处理、运算结果和图像显示等。代数运算器进行输入编译及基本代数运算。外部函数库中包含数千个数学第41页函数和过程,几乎涵盖了数学全部分支 Maple支持函数、序列、集合、列表、数组、表等各种数据结构。用户能够
18、查看其非内部函数源程序,也能够将自己编和函数、过程添加到函数库中或建立自己函数库。Maple 一个突出特点是界面非常友好。它有一个非常好帮助系统,能够很方便地查找函数和命令使用方法。第42页 总之,Maple是一个功效强大、轻易掌握、不停发展数学解析软件。有了良好数学基础加上 Maple就能使你如虎添翼,有能力 和 信 心 去 处 理 各 种 各 样 数 学 计 算问题。第43页第一章第一章 Maple初步初步 1.1 Maple 安装与开启安装与开启 不一样版本Maple安装过程略有不一样,有版本需要序列号。Maple工作环境是经典windows界面,下面给出Maple7(序列号1210)经
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数学 建模 选修课 公开 一等奖 联赛 特等奖 课件
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。