數學建模MATLAB暑期實踐報告

2021-07-29 02:01:45 字數 4010 閱讀 3351

暑期實踐報告院系

班級實踐人

時間:8月4日-9月27日

我的暑假有建模陪伴

又是乙個酷熱難耐的暑假,驕傲的太陽俯瞰著大地,幾次零星的小雨絲毫撼不動炎熱的主題。蓊蓊鬱鬱的濟大校園裡有這樣一些行色匆匆的學子,他們忙碌著,早出晚歸;他們埋頭苦幹著,廢寢忘食;他們做著自己的事情,緊張有序——他們默默等待著一場未知的洗禮。他們,就是參加暑假數學建模輔導的同學。

我很榮幸地成為了這支隊伍中的一員,本來平淡無奇的暑假,因為參加了數學建模而變得豐富多彩。先說說數學建模吧。數學建模是運用數學思想、方法和知識解決實際問題的過程,已經成為不同層次數學教育重要和基本的內容。

數學建模是數學學習的一種新的方式,它為學生提供了自主學習的空間,有助於學生體驗數學在解決實際問題中的價值和作用,體驗數學與日常生活和其他學科的聯絡,體驗綜合運用知識和方法解決實際問題的過程,增強應用意識;有助於激發學生學習數學的興趣,發展學生的創新意識和實踐能力。數學建模與數學實驗開創了大學生把數學理論和專業知識有機結合的新途徑,是培養學生分析問題、解決問題和使用計算機進行科學計算的有效方法,是培養學生創新能力和實踐能力的有效手段。

中國科學院王梓坤院士在《今日數學及其應用》一文中指出「精確定量思維是對21世紀科技人員的素質要求。所謂定量思維就是人們從實際問題中提煉數學問題,抽象化為數學模型,用數學計算此模型的解或近似解,然後回到現實中進行檢驗,必要時修改模型使之更切合實際,最後編制解決問題的軟體包,以便得到更廣泛的方便的應用」。這一精闢的論述闡明了在解決工程實際問題中數學建模與數學實驗是相互依賴、相輔相成、互不可分的。

數學建模與數學實驗是以數學知識為基礎,以各個領域的實際問題為載體,以計算機為手段,以數學軟體為工具,培養學生深入理解數學建模的思想與方法,熟悉常用的科學計算軟體,如mathematica、matlab,並在此基礎上,根據所要解決的數學問題進行程式設計,培養學生運用所學知識建立數學模型,使用計算機解決實際問題的能力,以及綜合應用能力和創新能力。

建模前的準備。首先,要完善自己。只有解決了自身的問題,才能克服其他的問題。

如果連自己都沒把握好,那麼,做任何事都會漏洞百出。要完善自己,首先要明確態度,記得中國前任國足教練公尺盧說過:「態度決定一切」。

明確自己為什麼要參加數學建模競賽,參加的目的是什麼,是抱著學習的態度參加呢還是其他呢?只有態度明確了,才能在這個前提下,進行全身心的投入競賽。

其次,要有熱情,要有認真,嚴謹的科學精神。熱情是動力的源泉,如果沒有燃料,汽車將不能開動,火箭將不能騰空,飛船將不能遨遊;同樣,如果人缺少熱情,他就會缺少前進的動力,不能在競爭中騰空而起,引人注目,亦不能在求知與快樂的海洋中遨遊。沒有熱情,能打動誰?

沒有熱情,能走多遠? 參加數學建模競賽也是一樣,熱情是必需的,如果抱著試一試的態度,是不會有什麼結果的。在練習過程中我們也有苦惱的時候,但是我們的熱情卻始終沒有減少,我們經常激烈的爭辯,為乙個問題搞的晚上睡不著覺,然而當靈感到來,解法豁然開朗時,我們都會激動萬分。

當我們遇到我們不會的問題,需要用到新的知識時,我們會毫不猶豫的去學習這些知識,熱情使我們不懼任何困難。

驅除浮躁,紮實做事,這是任何人取得成功的前提。光有熱情還是不夠的,我們必須嚴肅認真的思考我們需要做那些努力,認認真真的把我們必須作的事情作好,容不得半點馬虎。 在準備數學建模比賽的過程中,我們必須有這種嚴肅認真的態度,不能有投機取巧的心理,合理的安排時間和進度,嚴謹是一種科學精神,任何的科技工作者都必須嚴謹,科學是容不得有任何沙粒的。

嚴謹既是一種精神,又是一種態度和思維方法,需要不斷的鍛鍊才能作得到。

數學建模就是用科學來指導實踐,把科**用到實踐中去的過程。既然是指導實踐,就應該做到事無鉅細,考慮周全。在建模的過程中,不應放過每乙個細節,假設要合理,取捨要得當。

模型的好壞,往往可以從考慮的事情是否周全來判斷。既要善於從面上進行跨越式的思維,又要往縱深方向展開。沒有嚴謹的精神、態度和方法,作出的模型是不會有效解決實際問題的,也不是乙個好的模型。

最後,知識層次要達標。所謂"工欲善其事,必先利其器",只有知識這個基礎堅固了,才能在這個基石上,構件模型的摩天大樓。數學方面要基本熟悉高等數學,概率統計及線性代數的有關內容,對這些知識越熟悉越好。

值得注意的一點,概率統計方面應著重看一下,因為歷年競賽題都多多少少的都會涉及到這一部分。運籌學方面主要熟悉一下有關線性規劃、整數規劃、目標規劃等方面的知識。運用工具方面,要學會運用一些工具,這樣在建模過程中會給你帶來巨大的方便,工具主要有mathematic,matlab,lingo,lindo,mathcai。

在這幾個工具中,尤其要注意matlab這個軟體工具,它的功能比較齊全,用它可以計算,可以畫圖,可以進行圖象處理,可以編寫程式,也可以很好的處理線性規劃問題。另外,mathcai也應該嘗試著用一下。這個軟體有很多內容,是很好的輔助工具。

計算機方面,,應至少熟練掌握一門語言,在這裡比較推薦c++和c,尤其是c++,它在除錯程式的過程中非常方便,而且書寫風格很好。word 文件方面,word文件要熟練掌握。如果熟練程度不夠,那麼在建模比賽中,在整理文件這一項上就會浪費大量的時間與精力。

光有錄入速度是不夠的,還要注意符號的書寫,頁碼的插入,公式編輯器的熟練運用。

建模的過程,一般包括題目的分析,模型的建立,模型的求解,模型的檢驗,模型的改進等方面,由於在這些過程都需要的作大量的工作,所以三個人要進行合理的分工。在培訓的時候,就應該確定誰來幹什麼工作,當然,在分析問題的時候,三個人務必把思想集中到一起來,仔細的討論,明確題目的含義,然後,再確定建立什麼模型,確定用什麼方法來解答,這都需要三個人來商量討論著做。在求解模型的過程中,就需要合理的分工了,由誰來寫**,由誰來解決問題,由誰來作為輔助等。

集結號吹響的當天,90多人集中在老區東一樓702教室,建模輔導開始了。首先是建模基本知識的介紹,許多數學的理論不僅複雜而且抽象,使得學習緊張而略顯沉悶。隨著對老師授課方式的漸漸熟悉,隨著同學們之間的不再陌生,學習生活開始變得豐富活躍。

每天平均上兩節課,每節課長達三個小時,並且天熱人多,教室裡的2臺空調開著,但幾乎起不到任何作用,這對同學們忍耐力的考驗不言而喻。開課不到一周,終於有人堅持不住而選擇了放棄,每個人都開始意識到,要想參加建模競賽,首先要經歷乙個富有挑戰性的過程。

上機實踐,遠離了悶熱的教室,取而代之的是空調開放的機房,讓大家略感欣慰。白天學到的東西晚上上機實踐,這樣才能達到深化的目的。畢竟時間有限,有些同學常常沒來得及完成程式就收到了機房要關門的提醒,費了好大功夫但沒能完成自己想要完成的東西,這是多麼讓人痛心疾首的事情!

這種現象也正好提醒大家以後要提高自己的效率,珍惜利用好每一秒時間。

就這樣我們從8月4號一直堅持到了8月27號。

整個培訓期間,模擬比賽是最緊張最刺激的乙個階段,苦學了兩周的知識終於到了用武之地,許多人在分組前早已摩拳擦掌躍躍欲試了。第一次的模擬較為簡單,是兩道以前的競賽題目,我們很快選中了其中一題。不過後來我們在問題分析方面出現了少許分歧,只能遵循「少數服從多數」的規則,最終沒有影響我們模擬效果。

縱觀所有建模小組,組員常常因為想法上的分歧而進行爭論。指導老師曾經說過,「分歧是不可避免的,也是必經的過程」。「在乙個團隊裡,乙個人不能只考慮讓自己的能力充分發揮出來。

他還應當創造出一種氛圍或形式,讓團隊中其他成員的才華和能力都得到施展。這樣的人是最有價值的人。」大家都熟諳這其中的道理,每個人在建模時都進行換位思考,所以大家配合得還算默契。

在第四天凌晨上交**,休息一天後的第二天便開始**講評,老師選出比較有特色的幾篇**讓小組成員上台闡述,老師和同學們隨時可以提出問題討論。大家都非常喜歡這種方式,每個組都以能上台演講為榮,雖然是模擬,但每次都要拿出百分之一百的努力來對待,每一次講評之後我們都能感受到自己在某些方面的提高。每次講評完後,老師把當年的獲獎優秀**發給同學們,讓同學們通過對比發現自己的不足。

總之,這次建模培訓不論是在知識面上還是在動手能力上都是對我的一種挑戰,儘管一路走來十分辛苦,但是卻使我多了一種充實自我的經歷,多了乙份創造的經驗,多了乙份坦然面對的自信,讓我能游刃有餘於知識研究中的各種突發情況,從而在前進的道路上走的更順暢。

過後,我一直在想,是什麼讓我堅持了下來呢?是對建模的興趣?或是對自己當初的選擇負責?

亦或是解決了長期困擾自己的難題後的喜悅更讓人嚮往?放棄,意味著先前的一切努力付之東流;堅持,是讓過去的時間和未來的努力更有價值。不管遇到什麼樣的情況,都不能先被自己嚇倒自己,要相信自己。

意念精簡,堅定信念,運籌帷幄,有的放矢。

「一次參賽,終生受益」。這個暑假不平凡,因為我有建模陪伴。

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