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读《数学模型解题法》有感

发布时间:2014-02-28

我们知道建模是利用数学工具解决实际问题和数学问题的重要手段。数学模型有许多优点,也有弱点。建模需要相当丰富的知识、经验和各方面的能力,同时应注意掌握分寸.一般说来总是希望模型尽可能逼近研究对象,但是一个非常逼真的模型在数学上常常是难于处理的,稍微一些的实际问题的建模通常不可能一次成功,要经过的建模过程的反复迭代,包括由简到繁,也包括删繁就简,以获得越来越满意的模型.建模要经过哪些步骤并没有一定的模式,通常与实际问题的性质、建模的目的等有关

一、模型准备  首先要了解问题的实际背景,明确建模的目的搜集建模必需的各种信息如现象、数据等,尽量弄清对象的特征,由此初步确定用哪一类模型,总之是做好建模的准备工作.情况明才能方法对,这一步一定不能忽视.

二、模型假设  根据对象的特征和建模的目的,对问题进行必要的、合理的简化,用精确的语言做出假设,可以说是建模的关键一步.一般地说,一个实际问题不经过简化假设就很难/翻译成数学问题,即使可能,也很难求解.不同的简化假设会得到不同的模型.假设作得不合理或过份简单,会导致模型失败或部分失败,于是应该修改和补充假设;假设作得过分详细,试图把复杂对象的各方面因素都考虑进去,可能使你很难甚至无法继续下一步的工作.通常,作假设的依据,一是出于对问题内在规律的认识,二是来自对数据或现象的分析,也可以是二者的综合.作假设时既要运用与问题相关的知识,又要充分发挥想象力、洞察力和判断力,善于辨别问题的主次,果断地抓住主要因素,舍弃次要因素,尽量将问题线性化、均匀化.经验在这里也常起重要作用.写出假设时,语言要精确,就象做习题时写出已知条件那样.

三、模型构成  根据所作的假设分析对象的因果关系,利用对象的内在规律和适当的数学工具,构造各个量(常量和变量)之间的等式(或不等式)关系或其他数学结构.这里除需要一些相关的基础知识外,还常常需要较广阔的应用数学方面的知识,以开拓思路.当然不能要求对数学学科门门精通,而是要知道这些学科能解决哪一类问题以及大体上怎样解决.相似类比法,即根据不同对象的某些相似性,借用已知领域的数学模型,也是构造模型的一种方法.建模时还应遵循的一个原则是,尽量采用简单的数学模型,因为你建立的模型总是希望能有更有效更快速的解决问题.

四、模型检验  把数学上分析的结果翻译回到实际问题,并用实际的现象、数据与之比较,检验模型的合理性和适用性.这一步对于建模的成败是非常重要的.模型检验的结果如果不符合或者部分不符合实际,问题通常出在模型假设上,应该修改、补充假设,重新建模.有些模型要经过几次反复,不断完善,直到检验结果满意.

并不是所有的问题都需要用到数学模型来解决,有些问题一目了然,根本就没有用模型解题法的必要.在一些中等以上难度的题目中,当用常规方法解决很别扭的时候,可以适当采用模型解题法.方法的多样性有助于学习的兴趣的提高和解题能力的增强.