數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)關(guān)系研究的相關(guān)論文
數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)關(guān)系研究的相關(guān)論文
所謂數(shù)學(xué)建模,就是通過各種數(shù)學(xué)符號,如數(shù)字與公式等進(jìn)行描述,通過計(jì)算機(jī)的計(jì)算得到答案,最后成為人們解決問題的判斷依據(jù)。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)關(guān)系研究的相關(guān)論文,希望大家喜歡!
數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)關(guān)系研究的相關(guān)論文篇一
《探究計(jì)算機(jī)模擬與數(shù)學(xué)建模之間的關(guān)系》
【摘要】數(shù)學(xué)建模思想為我們生活解決了很多實(shí)際困難,主要通過對數(shù)學(xué)建模進(jìn)行分析,并結(jié)合計(jì)算機(jī)應(yīng)用的實(shí)際情況,闡述兩者之間所存在的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 數(shù)學(xué)建模 意識 創(chuàng)新
一、引言
運(yùn)用數(shù)學(xué)解決問題時(shí),一般要先進(jìn)行深入的研究和分析,找出事物之間存在的聯(lián)系和規(guī)律,最后通過圖表、公式、數(shù)字等數(shù)學(xué)的語言形式表述出來,最后提供給人們分析,從而解決部分實(shí)際問題,這種過程被稱為數(shù)學(xué)建模。
所謂數(shù)學(xué)建模,就是通過各種數(shù)學(xué)符號,如數(shù)字與公式等進(jìn)行描述,通過計(jì)算機(jī)的計(jì)算得到答案,最后成為人們解決問題的判斷依據(jù)??偠灾?,數(shù)學(xué)建模就是通過對實(shí)際問題的簡化,確立參數(shù)與變量之間的關(guān)系,通過之間的規(guī)律建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型,這個(gè)模型需要進(jìn)行多方驗(yàn)證,確定其正確性,并聯(lián)系生活,并幫助人們最終解決實(shí)際困難。
二、數(shù)學(xué)建模的特點(diǎn)
和發(fā)達(dá)國家相比,我國關(guān)于數(shù)學(xué)建模方面的競賽起步較晚,門類較少。我國自一九九二年開始,舉辦了首屆大學(xué)生數(shù)學(xué)建模比賽,比賽要求每三名大學(xué)生為一組,不得和小組意外的任何人進(jìn)行溝通和討論,可以使用計(jì)算機(jī)上網(wǎng)搜集資料和信息,使用各種軟件,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成一篇模型的建立過程和分析,并提出改進(jìn)計(jì)劃等方面的論文?,F(xiàn)在這項(xiàng)活動(dòng)已經(jīng)成為我國重要的大學(xué)生科技比賽,對促進(jìn)我國教學(xué)水平,提高大學(xué)生自身素質(zhì)方面都具有積極作用。
大學(xué)生建模競賽促進(jìn)了我國高等數(shù)學(xué)教育水平的提升,對今后教學(xué)工作的思路和改進(jìn)提供了新的標(biāo)準(zhǔn)。一直以來,《數(shù)學(xué)建?!范甲鳛閷W(xué)生興趣愛好,通過參加培訓(xùn)班的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)。隨著大學(xué)生建模比賽的影響范圍越來越廣,現(xiàn)如今已經(jīng)成為正常的選修課程。數(shù)學(xué)建模和一般的數(shù)學(xué)習(xí)題具有很多不同之處,同時(shí)這也是數(shù)學(xué)建模本身的特點(diǎn)。比如,貼近于生活,切實(shí)解決生活中的實(shí)際問題。
其次,模型的多樣性和復(fù)雜性,無法通過一套模型解決所有問題。最后,綜合性強(qiáng),各種因素之間的關(guān)系復(fù)雜,無法準(zhǔn)確獲得最終結(jié)果。
另外,數(shù)學(xué)建模的最終目的是為了解決部分生活中的困難,而不是進(jìn)行無休止的理論研究和驗(yàn)證。因此,在解決模型問題時(shí)可以動(dòng)用一切能夠幫助提高自己質(zhì)量和效率的工具。比如計(jì)算機(jī)和軟件,它的計(jì)算速度大大簡化了建模的復(fù)雜性。
總而言之,數(shù)學(xué)建模是一種解決問題的技術(shù)手段,最終目的是通過一切手段獲得“真相”。此時(shí),如果運(yùn)用一些計(jì)算機(jī)技術(shù)將取得超乎預(yù)料的效果。那么,在解決問題前,先要確定運(yùn)用什么軟件適合解決不同的模型;其次,如何將轉(zhuǎn)化為模型的問題進(jìn)行編程。
通過對數(shù)學(xué)建模的分析,以及對計(jì)算機(jī)本身存在的計(jì)算優(yōu)勢的講解,注定成為解決數(shù)學(xué)建模的強(qiáng)悍工具??傊?,兩者相互依存的合作關(guān)系無法斬?cái)?,反之,?jì)算機(jī)技術(shù)水平同樣決定了解決建模問題的能力。
三、數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)的關(guān)系
計(jì)算機(jī)的誕生恰恰由于數(shù)學(xué)建模的關(guān)系。二十世紀(jì),美國政府為了研發(fā)新的軍事裝備,需要進(jìn)行大量的計(jì)算,運(yùn)用人力顯然無法解決這樣大的計(jì)算工程量,為了滿足要求,最終研制出計(jì)算速度快、存儲能力強(qiáng)的超級計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的快速計(jì)算能力,以及復(fù)雜的計(jì)算強(qiáng)度對于解決數(shù)學(xué)建模來說簡直如虎添翼。計(jì)算機(jī)的多媒體程度高,顏色、圖片、表格、動(dòng)畫等因素更加有益于數(shù)學(xué)建模接近真實(shí)的表現(xiàn)。此外,數(shù)學(xué)建模融合在我們生活中的每個(gè)角落,如果科學(xué)掌握其運(yùn)用方法,將給我們提供一個(gè)便捷的生活條件。比如銀行貸款和辦理分期付款、天氣預(yù)測、在線租賃等工作,都需要進(jìn)行復(fù)雜和計(jì)算量大的計(jì)算工作,借助計(jì)算機(jī)便可輕松完成。和一般數(shù)學(xué)競賽不同,數(shù)學(xué)建模競賽對計(jì)算機(jī)的依賴程度之高,非一般數(shù)學(xué)比賽所能相提并論。它涉及的領(lǐng)域非常廣泛。一般的建模過程都需要提出假設(shè)、建立模型、求解、分析、檢驗(yàn)等幾個(gè)環(huán)節(jié),并且計(jì)算機(jī)的應(yīng)用貫穿于所用環(huán)節(jié)。比如計(jì)算機(jī)可以幫助繪制圖形,幫助編制軟件,幫助打印材料等。因此,數(shù)學(xué)建模的學(xué)習(xí)無形中也強(qiáng)化了計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。其實(shí),計(jì)算機(jī)的發(fā)展之所以取得今天的成績,很大的功勞取決于數(shù)學(xué)學(xué)家的奉獻(xiàn)精神,這也正是今天計(jì)算機(jī)專業(yè)隊(duì)報(bào)考研究生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)有著嚴(yán)格要求的原因。
數(shù)學(xué)建模的能力關(guān)鍵在于思維方式的獨(dú)特性和創(chuàng)新性,突破傳統(tǒng)思維方式的束縛,強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)造性和散發(fā)性思維能力。一般而言,思維方式的最佳狀態(tài)就是散發(fā)性思維,能夠跨越傳統(tǒng)思維慣性障礙,取得開拓性和創(chuàng)新型的思維效果,這也是衡量人才標(biāo)準(zhǔn)的重要參考條件。歸根結(jié)底,就是培養(yǎng)一種意識,提高學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。但是,計(jì)算機(jī)在參與數(shù)學(xué)建模和解決問題中的作用必須得到重視。
四、計(jì)算機(jī)在數(shù)學(xué)建模中的運(yùn)用
通過對計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,我們不但在查找資料,上網(wǎng)搜集相關(guān)信息知識等方面享受到了便捷,對于公式計(jì)算和處理數(shù)據(jù)更是提供了方便。另外,計(jì)算機(jī)建模軟件對于建立模型必不可少,并且各種軟件的特點(diǎn)不同,需要認(rèn)真掌握,并且能夠根據(jù)自身模型的建立情況選出最合適的軟件。以下為軟件的主要類型:
通用數(shù)學(xué)軟件。比如Mathematica、Mathcad、Matlab等。這些軟件在主要功能上相差不大,但是都存在著不同功能的劃分,比如某個(gè)軟件在繪圖方面具有優(yōu)勢,某些軟件在計(jì)算方面更有優(yōu)勢,可以根據(jù)具體情況結(jié)合使用。
Lingo/Lindo計(jì)算最優(yōu)化問題的專用數(shù)學(xué)軟件。相對而言,Lindo的功能要更加完善,不但具備前者的所有功能,而且可以用于一些線性和非線性方程組的求解。統(tǒng)計(jì)分析軟件。主要功能有基本統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)分析、銀子分析等。高級程序語言種類較多,如C、C++、C#、Basic、Delphi和Java等。繪圖軟件。在寫數(shù)學(xué)建模分析論文時(shí),通過軟件可以植入一些圖標(biāo),使數(shù)據(jù)看起來更加清晰、完整。
五、結(jié)束語
總之,數(shù)學(xué)建模對我們的生活非常重要,能夠幫助我們解決很多實(shí)際問題。其次,經(jīng)常開展數(shù)學(xué)建模競賽,能夠使學(xué)生的課余生活更加豐富多彩,不管取得怎樣的結(jié)果,對自身進(jìn)步都會(huì)有一定幫助。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步,給數(shù)學(xué)建模注入了新的活力,只要將兩者相互融合,必將促進(jìn)數(shù)學(xué)建模的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]顏文勇.數(shù)學(xué)建模[M].北京:高等教育出版社,2011.