数学建模的基本方法和步骤
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1.6 数学建模的基本方法与步骤
基本方法:机理分析与测试分析
机理分析:根据对客观事物特性的认识,找出反映内部机理的数量规律
测试分析:将对象看作“黑箱”,通过对量测数据的统计分析,找出与数据拟合最好的模型。
在建模中的应用:用机理分析建立模型结构,用测试分析确定模型参数。能将道理讲道理,讲不清道理讲数据。
建模步骤:模型准备,模型假设,模型构成,模型求解,模型分析,模型检验,模型应用。
模型准备:了解实际背景,明确建模目的,搜索相关信息,把握对象特征,形成一个较为“清晰”的问题。
模型假设:分析影响因素,分析设置变量,假设变量之间的关系,要在合理(保真)和简化(可行)之间折中,是数学建模艺术之所在。
模型构成:用数学语言,符号描述问题(特有规律的数学表示)。尽量采用简单的数学工具。
模型求解:数学方法,软件和计算机求解析解,近似解或数值解。
模型分析:对结果进行误差分析,统计分析,敏感性分析,对算法和数据进行稳定性分析,对模型进行稳健性分析。
模型检验:与实际现象、数据比较,检验模型的合理性、适用性。
模型应用:把数学模型的结果翻译回原问题,解决实际问题。
建模的全过程(四个环节,两个世界,双向翻译)
掌握框图:
四个环节:
表述(Formulation)-根据建模目的和信息将实际问题“翻译”成数学问题
求解(Solution)-选择适当的数学方法求得数学模型的解答.
解释(Interpretation)-将数学语言表述的解答“翻译”回实际对象.
验证(Verification)-用现实对象的信息检验得到的解答.