数学建模与数学实验

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出版者:高等教育
作者:赵静
出品人:
页数:366
译者:
出版时间:2000-11
价格:37.60元
装帧:
isbn号码:9787040226966
丛书系列:
图书标签:
  • 数学建模
  • 数学
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具体描述

《数学建模与数学实验(第3版)》第1版于2000年由高等教育出版社和施普林格出版社出版,经过修改于2003年再版,反响良好,被多所学校数学建模与数学实验课程或大学生数学建模竞赛辅导作为教材选用。

《数学建模与数学实验(第3版)》集应用数学知识、数学建模和数学实验为一体,注重数学建模思想介绍,重视数学软件在实际中的应用。在这次修订中增加了习题答案,修改了第3章的线性规划的内容,并增加了LINGO解线性规划内容。第3版同样附上了教学光盘,光盘中包含《数学建模与数学实验(第3版)(附光盘1张)》的全部源程序和课程教学的PowerPoint幻灯片。

《数学建模与数学实验(第3版)》可作为理工科院校本科数学建模、数学实验课程的教材,也可作为数学建模竞赛的参考书。

《数学建模与数学实验》—— 一本探索数学工具与实际应用之间深刻联系的著作。 本书旨在为读者提供一个清晰的视角,去理解数学如何不仅仅是抽象的符号和严谨的证明,更是解决现实世界复杂问题的强大利器。我们不会在这里深入探讨具体的数学建模方法或实验设计细节,而是致力于勾勒出整个学科的宏大图景,以及它所蕴含的无限可能。 数学建模:从现实到抽象的桥梁 想象一下,你站在一个纷繁复杂的现实场景前,心中涌现出无数的疑问:为何市场会出现周期性波动?如何才能最有效地分配有限的医疗资源?城市交通拥堵的根源何在,又该如何缓解?这些问题,虽然源于现实,却往往难以直接用直观的方式解答。 数学建模,正是搭建在这现实世界与抽象数学理论之间的一座桥梁。它并非一门独立的数学分支,而是一种思维方式,一种解决问题的策略。本书将引导你认识到,建模的核心在于简化与抽象。 识别核心要素: 现实世界充斥着各种信息,但并非所有信息都与我们想要解决的问题直接相关。数学建模的第一步,就是敏锐地识别出那些构成问题的关键因素,忽略那些次要的、干扰性的细节。这需要我们对问题领域有深入的理解,并具备一定的洞察力。 提炼数学关系: 一旦确定了关键要素,我们便尝试用数学语言来描述它们之间的相互关系。这可能涉及到变量的定义、参数的设定,以及它们之间是否存在线性、非线性、概率性或其他类型的关联。例如,一个简单的经济模型可能将商品价格、需求量和供给量定义为变量,并通过函数关系来描述它们之间的互动。 构建模型: 基于提炼出的数学关系,我们可以构建出数学模型。这个模型可以是代数的方程组,可以是微分方程,也可以是统计模型,甚至可以是图论或优化模型。模型的选择取决于问题的性质和我们对它所能达到的理解深度。本书将着重于启发读者思考,在不同的情境下,哪些类型的数学工具可能最为合适。 模型的意义与局限: 每一个模型都是对现实世界的某种近似。它成功地捕捉了现实世界的某些方面,但必然会牺牲掉另一些方面。理解模型的假设、前提条件以及其固有的局限性,是运用数学工具解决实际问题不可或缺的一环。本书将强调对模型解释力的审慎态度,以及避免过度依赖模型的陷阱。 数学实验:验证、探索与发现的舞台 如果说数学建模是将现实问题转化为数学语言的艺术,那么数学实验则是利用数学工具来检验、探索和深化我们对模型的理解,并最终将其应用回现实世界的实践。 模型验证与参数估计: 构建出的数学模型往往包含一些未知的参数。数学实验,特别是通过收集和分析真实数据,为我们提供了一种有效的方法来估计这些参数。这就像是在实验室中,通过反复的测量来确定物理定律中的常数。本书将勾勒出数据收集、预处理以及参数估计过程中可能遇到的挑战。 模型行为的探索: 即使模型中的参数已知,理解模型在不同条件下的行为也至关重要。通过“模拟”或“运行”模型,我们可以观察其输出如何随输入变量的变化而变化,或者在不同初始条件下模型的演化轨迹。这有助于我们发现模型中隐藏的规律,以及理解其内在的动态特性。 敏感性分析: 现实世界中的许多因素都在不断变化,模型的预测能力有多大程度上依赖于输入参数的微小变动?敏感性分析正是回答这一问题的关键。通过系统地改变模型中的关键参数,并观察输出结果的变化,我们可以识别出对模型结果影响最大的因素,从而更有效地指导我们的决策。 模型比较与优化: 很多时候,我们可能面临多个可选的数学模型。如何判断哪个模型最能准确地描述现实,或者哪个模型在特定应用场景下表现最佳?数学实验提供了比较不同模型的依据。通过将不同模型的预测结果与实际观测数据进行对比,我们可以选择最适合的模型,或者对现有模型进行改进和优化。 可视化与直观理解: 抽象的数学公式和复杂的计算结果,有时难以直观理解。数学实验,特别是结合现代计算工具和可视化技术,能够将模型的行为以图形、图表等直观的形式呈现出来。这极大地增强了我们对模型及其所描述现象的理解,也使得模型的结果更容易被非数学专业人士所接受。 跨越学科的边界 数学建模与数学实验并非仅限于数学系。相反,它们是连接各个学科的通用语言和工具。从物理、化学、生物,到经济、金融、管理,乃至工程、医学、社会科学,几乎所有需要定量分析和预测的领域,都离不开数学建模与实验的身影。 本书将通过描绘一幅广阔的应用图景,来激发读者对数学在不同学科中潜力的认识。它不是关于某个特定领域的深入研究,而是关于如何以一种普遍适用的、数学化的视角去审视和解决问题。 结语 《数学建模与数学实验》所倡导的,是一种将数学思想内化为解决问题的能力,并将其应用于实际的实践精神。它鼓励读者积极地思考“如何用数学来理解和改造世界”,而不是仅仅停留在对数学知识的学习层面。这本书将为你打开一扇窗,让你看到数学在现实世界中的强大生命力,并激发你去探索更多未知的可能性。

作者简介

目录信息

第1章 数学建模简介 1.1 关于数学建模 1.2 数学建模实例:人口预报问题 1.3 数学建模论文的撰写方法 1.4 习题第2章 MATLAB入门 2.1 MATLAB的进入与运行方式 2.2 变量与函数 2.3 数组与矩阵 2.4 MATLAB程序设计 2.5 MATLAB作图 2.6 习题第3章 线性规划 3.1 线性规划模型 3.2 用MATLAB优化工具箱解线性规划 3.3 用LINGO解线性规划 3.4 建模案例:投资的收益和风险 3.5 习题第4章 整数线性规划 4.1 割平面法 4.2 分支定界法 4.3 习题第5章 无约束优化 5.1 数学预备知识 5.2 无约束最优化问题的解 5.3 用MATLAB优化工具箱解无约束最优化 5.4习题第6章 非线性规划 6.1 非线性规划的数学模型 6.2 非线性规划问题的解 6.3 用MATLAB优化工具箱解非线性规划 6.4 建模案例:钢管订购和运输优化模型 6.5 习题第7章 动态规划 7.1 动态规划的基本方法 7.2 最优化原理与最优性定理 7.3 构成动态规划模型的条件 7.4 动态规划的递推方法 7.5 动态规划模型举例 7.6 习题第8章 微分方程 8.1 微分方程模型 8.2 微分方程的定性理论 8.3 微分方程的稳定性理论 8.4 微分方程数值解 8.5 用MATLAB解微分方程 8.6 建模案例:地中海鲨鱼问题 8.7 习题第9章 差分方程 9.1 差分方程模型 9.2 差分方程的解法 9.3 差分方程的平衡点及稳定性 9.4 建模案例:最优捕鱼策略 9.5 习题第10章 组合数学 10.1 排列与组合 10.2 鸽巢原理与容斥原理 10.3 母函数 10.4 习题第11章 最短路问题 11.1 图论的基本概念 11.2 最短路问题及其算法 11.3 最短路的应用 11.4 建模案例:最优截断切割问题 11.5 习题第12章 匹配与覆盖及其应用 12.1 匹配与覆盖 12.2 工作安排问题 12.3 系统监控问题 12.4 建模案例:锁具装箱问题 12.5 习题第13章 行遍性问题 13.1 中国邮递员问题 13.2 推销员问题 13.3 建模案例:最佳灾情巡视路线 13.4 习题第14章 网络流问题 14.1 网络及网络流 14.2 最大流问题 14.3 最小费用流问题 14.4 习题第15章 数据的统计描述和分析 15.1 统计的基本概念 15.2 参数估计 15.3 假设检验 15.4 MATLAB统计工具箱中的基本统计命令 15.5 习题第16章 回归分析 16.1 一元线性回归 16.2 多元线性回归 16.3 MATLAB统计工具箱中的回归分析命令 16.4 习题第17章 计算机模拟 17.1 蒙特卡罗法 17.2 模拟随机数的产生 17.3 排队模型的计算机模拟 17.4 用蒙特卡罗法解非线性规划 17.5 习题第18章 插值与拟合 18.1 插值问题 18.2 用MATLAB解插值问题 18.3 数据拟合 18.4 用MATLAB解曲线拟合问题 18.5 建模案例:水塔流量的估计 18.6 习题各章习题答案参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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说实话,我对这类偏应用型的教材一直抱有期待又有些许忐忑,生怕内容过于陈旧或者讲解流于表面。然而,《数学建模与数学实验》这本书彻底打消了我的顾虑。它在“实验”这部分的编排尤为出色,简直是为初学者量身定制的实战指南。书里不仅仅是告诉你“应该用什么软件”,更深入地剖析了不同软件环境下,参数设置、数据预处理和结果可视化背后的数学逻辑。我记得有一章关于微分方程模型的章节,作者配合了某流行编程语言的示例代码,清晰地展示了数值解的迭代过程,那种直观的感受远胜过单纯在草稿纸上进行手算推导。这种理论结合实践,代码嵌入思想的模式,对于我们这种希望将知识快速转化为技能的学习者来说,简直是太及时了。读完这部分,我立刻尝试自己找了一个小项目进行复现,效果立竿见影。

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坦白讲,我是一个对数学公式有一定畏惧感的学生,我总觉得理论的藩篱太高,难以逾越。然而,这本《数学建模与数学实验》带给我的体验是颠覆性的。它的叙事风格非常平易近人,像一位经验丰富的前辈在耐心指导。书中对许多数学概念的引入,都紧密围绕着“它能解决什么问题”展开,而不是先抛出一大堆定义和定理。这种“需求驱动”的学习路径,极大地降低了我的心理门槛。此外,书中的插图和图表制作得非常精美且富有信息量,它们不是简单的装饰,而是将复杂的数学关系可视化,使得原本难以想象的动态过程变得清晰可见。这本书真正做到了“授人以渔”,它传授的不是特定的模型解法,而是一种面对未知挑战时,从零开始构建数学框架的信心和方法论。

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这本书的篇幅不薄,内容密度也相当高,但读起来却有一种酣畅淋漓的感觉,完全没有被厚度所压倒。我特别喜欢它在案例选择上的独到眼光,那些案例不仅仅是教科书式的经典,更贴近当下科技发展的前沿热点,这让学习过程充满了新鲜感和时代气息。比如,其中关于网络结构分析和复杂系统动力学的探讨,其深度和广度都超出了我预期的“入门”级别,但讲解的语言却保持了高度的可读性。作者似乎有一种魔力,能将那些看似高深的理论,用非常生活化的比喻串联起来。这使得即便是跨专业背景的读者,也能较快地跟上思路。从这个角度看,它更像是一部精心策划的“数学思维漫游指南”,而非冰冷的工具手册。

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我对这本书的结构布局给予高度评价。不同于许多教材线性展开的模式,这本书在逻辑层次上处理得非常精妙。它似乎是采用了一种螺旋上升的教学法。初次接触某个概念时,会给出一个相对简化的模型让你快速上手建立直观认识;随着章节的深入,同一个概念会被引入更复杂的约束条件和更精细的数学工具进行重构和优化。这种设计极大地培养了我们对问题“迭代优化”的意识。很多时候,我们构建模型后最大的难题不是如何列出方程,而是如何判断当前模型是否足够好,以及如何改进。这本书巧妙地将模型评估和改进的策略穿插在各个案例分析中,让评估标准不再是空泛的理论,而是与实际模型的性能挂钩,这对于培养批判性思维至关重要。

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这本《数学建模与数学实验》的书籍,光是书名就散发出一种既严谨又充满实践气息的魅力,让人忍不住想一探究竟。我最近读完了它,最大的感受就是它成功地架起了一座理论与现实之间的桥梁。书中的内容并非只是枯燥的公式堆砌,而是巧妙地将抽象的数学思想融入到具体的工程、经济乃至生活问题中。我尤其欣赏作者在讲解建模方法时,那种抽丝剥茧的耐心。比如,在处理一个复杂的系统优化问题时,作者没有直接给出最终模型,而是先分析了问题的本质,然后一步步引导我们思考如何选择合适的数学工具,如何简化不必要的变量,最后如何检验模型的有效性。这种“带着读者一起思考”的叙事方式,极大地激发了我的学习热情。它让我明白,数学建模不只是为了解决一个特定的问题,更是一种解决未知问题的思维训练。这本书为我打开了一扇全新的窗户,让我看到了数学在真实世界中的强大应用力和美感。

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2014-09

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脑子一热选的这门课,各种原因,数学建模也没参加成,算是白白捞了两个学分吧

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脑子一热选的这门课,各种原因,数学建模也没参加成,算是白白捞了两个学分吧

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