个人大学四年经验分享之数学建模
- 无论什么水平,看过此文章后必有收获!
- 一、数学建模到底是什么?
- 1,数学模型
- 2,数学建模
- 二、如何在数学建模中拿奖(三个方面)
- 1.组队
- 2,知识准备
- 3,比赛过程
- 三,通过建模学到了啥?
无论什么水平,看过此文章后必有收获!
本人大一开始参加建模,先后参加过多项数学建模比赛和数学竞赛,拿过多项一等奖,二等奖。
一、数学建模到底是什么?
1,数学模型
提起模型,其实在初高中时期,我们就接触过,分别是数学模型,物理模型,概念模型。那么什么是数学模型?大部分人都会与数字,符号,公式等联系起来,这是非常正确的,但不够详细。通俗来讲,数学模型(Mathematical Model)是一种模拟,是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻画,它或能解释某些客观现象,或能预测未来的发展规律,或能为控制某一现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。数学模型一般并非现实问题的直接翻版,它的建立常常既需要人们对现实问题深入细微的观察和分析,又需要人们灵活巧妙地利用各种数学知识。
2,数学建模
知道了数学模型,数学建模就十分好理解了。现实世界中,我们会遇到各种各样的问题,有时问题会非常复杂,我们便需要运用知识,经验等在复杂场景中进行抽象,提炼,以及一定的计算,最后得到一个可以解决问题的数学模型,那么这个得到模型的过程就是数学建模。
二、如何在数学建模中拿奖(三个方面)
1.组队
无疑问,许多问题都需要合作来解决问题,一个好的团队更加有利于问题的解决。一般而言,团队成员可分为三类,一个擅长论文写作,文笔好,能够把复杂的模型写的既高级但又通俗易懂,一个擅长编程,对一些常用算法的原理和使用非常了解,毕竟,许多问题都是需要编程进行模拟的,最后一个擅长分析问题,抽象能力强,能够较好的建立初始的数学模型。注意,这里是初始,当然能够直接就建立好模型的大牛除外。当然这里强调的都是擅长,三人必须对于这三方面都熟悉。
哈哈,这样的队伍是不是要求很高,仔细想想的确如此
不过,不要担心。还有这样的队伍在我看来也是不错的,一个人擅长建模与编程,把控整个进程(一般是队长),其它两个人擅长写作与搜集信息。同时三个人的信息及时共享。虽然听起来不是那么的靠谱,但这却是许多队伍的模式。 **总之,任何类型的队伍都有一定的缺陷,也都有各自的优点关键是是不适合自己,适合的,感到舒服的才是最好的。**这也就是有时,队伍中的每个人都不怎么强,但是配合默契,最后结果往往出人意料的原因。
2,知识准备
这里主要从数学方面,编程方面,写作方面,算法方面,学习途径四个角度来说
1,数学方面:对于高等数学有一定的了解,比如求解方程组,数据处理中的归一化,方差,标准差,矩阵运算,积分求解,解高次方程,行列式求解,微分方程建立于求解等等。当然,最好也学过一些计算数学方面的知识。总之,这方面的知识越多,对模型的建立帮助就越大。不过,对于本科期间的建模,所需要的数学知识并不多深。
2,编程方面:在编程语言发展过程中,出现的语言有几千种,如今比较常用的有C语言(面向过程),python(面向对象),matlab(专用于数学计算)等等。对于C语言,个人认为,在建模中不建议用,主要原因是编程太复杂,且数据多时**,对C语言不精通的人编写的语言往往非常慢**。对于python,我认为不错,它的numpy,pandas,matplotlib库等库专为计算而生,对于计算非常友好,而且易于编程,对于一些新手非常适合。最后的matlab可以说与python差不多,也适用于计算,而且语法更为简单,同时,功能也非常强大。所以,python和matlab在建模中都是比较适合的
3,写作方面:对于word必须非常熟悉,尤其是插入公式,排版等,同时,最好学会latex(专业的论文写作排版软件)。还有,学会各种表述,比如问题分析如何表述,问题求解如何表述等等。总之,就是要达到能把复杂概念用简单易懂的语句表述出来。
4,算法方面:至少要知道且会运用各种插值方法,多元线性(非线性)回归,灰色预测,动态规划,贪心算法,层次分析,微分方程与偏微分方程,整数规划,排队论,时间序列分析,因子分析,动力系统,差分,最好再会设计神经网络。对于求解,则要会梯度下降,牛顿类算法等等。
5,学习途径:中国大学mooc平台,B站(本人常用)等等,主要是要找到适合自己的课程,并且坚持下去。
3,比赛过程
1,拿到问题,三个人先独自分析,找出问题的关键,然后讨论交流,确定题目;
2,专注于确定的题目,通过搜索相关资料,确定问题意图,建立初步模型(如果一天后,仍然没有一丝进展,果断换题)
3,集全队之力,对初步模型进行修改,然后求解。
4,解决一问,就写一问的论文,与解题速度保持同步。
最后一点就是:不要丧气,不要丧气,不要丧气!保持积极的心态。
三,通过建模学到了啥?
就自己而言,建模带给我许多许多。首先,使自己知道了光学好知识是没用的,关键是要学会运用知识解决实际问题,而建模的过程就是一个运用自己所学知识,进行大量思考,最终使问题得以解决的过程,这极大的提高了我分析问题,解决问题的能力;同时,学会了团队合作,有时,被某些难题困扰许久的我往往会由于队友的三言两语而突然明白,三个人,团结合作,最后解决问题,这是不是团队合作的魅力;最后,人外有人,天外有天,看到牛人的论文,里面的解题思路往往令我大吃一惊,提高了我学习的动力。
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