数学建模队员选拔MATLAB拟合.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流数学建模队员选拔MATLAB拟合.精品文档.数学建模队员选拔摘要本文用数学建模的方法对数学建模人员的选拔及组队问题进行了深入的分析和研究,考虑了影响数学建模人员的选拔及组队的因素。而本文中考虑的主要因素是队员的数学基础和计算机编程能力。建立数学模型求解,从而得到组队的合理安排。对于问题一,我们根据自己对数学建模的理解,以及针对问题找资料,然后通过自己的加工整理得到解答。得出的结论是:数学建模所需要的关键因素有,数学基础、计算机编程能力以及论文写作能力。对于问题二我们建立模型求解,数学建模队员的选拔的评价标准,从本质上讲就是对队员所具备的各项素
2、质进行综合评价,以及个别特殊情况的特殊处理。此处我们分别使用层次分析法和秩和比(RSR)法建立两个独立模型,并分别对其进行求解。层次分析法,就是先分析出各个建模素质所占的权重,后使用公式计算初始权重系数,再使用公式归一化权重系数,组合权重系数等一系列处理后。依据依据综合评分指标筛选出9名队员,后考虑到队员的人数较少,采取优先数学和计算机能力强的队员组队,后随机组队的原则组队。得出的组队方式有:S1-S11-S7;S2-S10-S6;S4-S8-S14。秩和比(RSR)法,主要考虑到此法不需要在事先对其进行赋权重,可以弥补层次分析法的不足。首先使用公式,通过计算得出其RSR的值,对数据进行一定的
3、处理后,使用MATLAB线性拟合,得到RSR的回归方程: ,后根据RSR值的判断选出确定参赛的人员(此处选出10人)。将10人按数学基础和编程能力进行一定的排序后,使用Lingo程序,求得每一组内人员的数学基础和编程能力的最优组合,而后将第三人随机分配给每一个组。使用此模型得出的分组方式为:S2-S10-S6;S1-S13-S12;S4-S8-S14。对于问题三,利用问题二所做模型,代入其进行分析,计算求解后得出结论:指导老师在对学生机试的时候发现一个计算机编程高手,然后直接录用,不再考察其它情况,这种做法是不可取。对于问题四,根据前面三问得出数模所需素质和怎样选择流程选人,得到高质量的同学。
4、根据实时分析和理论依据,为数学建模教练组提出选拔建模人员和组队方式的建议。关键词:层次分析法 秩和比(RSR)法 MATLAB线性拟合 lingo程序 1、问题重述一年一度的全国大学生数学建模竞赛是高等院校的重要赛事。由于竞赛场地、经费等原因,不是所有想参加竞赛的人都能被录用。为了能够选拔出真正优秀的同学代表学校参加全国竞赛,数学建模教练组需要投入大量的精力,但是每年在参赛的时候还是有很多不如意之处:有的学生言过其实,有的队员之间合作不默契,影响了数学建模的成绩。数学建模需要学生具有较好的数学基础和必要的数学建模知识、良好的编程能力和熟练使用数学软件的能力、较强的语言表达能力和写作能力、良好的
5、团队合作精神,同时还要求思维敏捷,对建立数学模型有较好的悟性。目前选拔队员主要考虑以下几个环节数学建模培训课程的签到记录;数学建模的笔试成绩,上机操作,学生个人简介,面试,老师和学生的推荐等,通过这种方式选拔出队员。然后按照3人一组分为若干小组,为了使得小组具有较好的知识结构,一般总是将不同专业的学生安排在一起,使得每个小组至少包含一位数学基础较好的同学、计算机编程能力强的同学。各组通过做题进行交流和磨合,合作比较好的保留,合作不好的进行调整。下表列出了15个学生的部分信息,空白处为学生不愿意提供或未能了解的情况现在需要解决以下几个问题:1根据你们所了解的数学建模知识,选拔数学建模队员要考察学
6、生的哪些情况?哪些素质是数学建模的关键素质,如何进行考察?2根据上表中信息,建立建模队员选拔的数学模型,从中选出9位同学,并组成3个队,使得这三个队具有良好的知识机构。3有的指导老师在对学生机试的时候发现一个计算机编程高手,然后直接录用,不再考察其它情况,这种做法是否可取。4为数学建模教练组写1份10001500字的报告,提出建模队员选拔机制建议,帮助教练组提高建模队员选拔的效率和质量。2、问题分析由于考虑到数学建模一种综合性较强,需要参赛队伍所具备的知识较为全面的的竞赛。所以,在考虑组队时要充分考虑各队员的特点,尽可能做到优势互补,将团队的力量发挥到最大。在众多需要考虑的因素中,数学基础较好
7、、计算机编程能力强和论文写作能力强,是三个关键性的因素。而对于本题中,我们只需要考虑数学基础和计算机编程能力的。所以,在考虑分组时,目的就是即要使得参加竞赛的人员综合能力最优,又要使得数学基础和计算机编程能力组合后达到最优。而至于第一,第三,第四问,大多都是属于文字阐述,需要具体解决的是第二问的模型建立与求解。所以,我们所要解决的问题有以下几个:1、给出表格中每个人员特点参数的具体衡量标准;2、按照一定的方法及标准从给定的人员中筛选出参赛人员;3、从参赛人员中根据每个人具体的特点,综合考虑求其最优的组队方式;4、优化模型,得到其最佳组合方式;3、模型假设与符号说明3.1模型假设1、假设笔试成绩
8、作为某人数学基础的衡量标志;2、假设机试成绩作为某人编程能力的衡量标志;3、假设题目中所给的数据其他情况,作为对机试的附加分考虑;4、假设所给数据人员的论文写作能力都不参与考虑;5、假设忽略班上学习成绩排名这一组数据对整体的影响;6、假设笔试、思维敏捷、机试和识面,以分数或A、B、C、D衡量的关系都用具体的阿拉伯数字表示其大小;7、假设在使用秩和比(RSR)法时,听课情况忽略不计;8、假设所给信息都准确合理;9、假设其他情况中没有数据信息的视为没接触过与数学建模的知识;10、假设每组队员的合作情况可以在组队后得以磨合;3.2符号说明:表示数学基础好的人;表示计算机编程能力好的人;:按分数排名后
9、的逆序列;RSR:各同学排名后的逆序列之和与所有同学成绩的矩阵行列之积的商;: 所有同学成绩的矩阵的列;: 所有同学成绩的矩阵的行;:RSR所出现的频率;:RSR所出现的累计频率;:各组RSR大小的逆序列值;:各组逆序列值的平均值;:各组逆序列值的平均值与行的商;Probit:百分率P对应的标准正太分布值加5;:RSR关于Probit线性回归的常系数;: RSR关于Probit线性回归的一次系数;:RSR回归方程的自变量;:RSR回归方程的因变量;4、模型建立与求解问题一:选拔数学建模队员要考察学生的哪些情况?哪些素质是数学建模的关键素质,如何进行考察?全国大学生数学建模竞赛的内容如下:竞赛题
10、目一般来源于工程技术和管理科学等方面经过适当简化加工的实际问题,不要求参赛者预先掌握深入的专门知识,只需要学过高等学校的数学课程。题目有较大的灵活性供参赛者发挥其创造能力。参赛者应根据题目要求,完成一篇包括模型的假设、建立和求解、计算方法的设计和计算机实现、结果的分析和检验、模型的改进等方面的论文(即答卷)。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。对数学建模知识的了解,作出如下分析:1、数学建模竞赛让学生面对一个从未接触过的实际问题,运用数学方法和计算机技术加以分析、解决,学生必须开动脑筋、拓宽思路,充分发挥创造力和想象力,这就需要学生具有良好的数学知
11、识、良好的编程能力和熟练使用数学软件的能力。 2、竞赛紧密结合社会热点问题,富有挑战性,吸引着学生关心、投身国家的各项建设事业。所以建模也同样要求学生拥有广阔的知识面和敏捷的思维方式。 3、竞赛需要学生在很短时间内获取与赛题有关的知识,并撰写一篇科技论文。这就要求学生有较强的资料获取能力,以及较强的自学能力。 4、竞赛要三个同学共同完成一篇论文,三人在竞赛中要分工合作、取长补短、求同存异,既有相互启发、相互学习,也有相互争论,才能使得团队的能力发挥到最大。这就要求学生们具有同舟共济的团队精神和进行协调的组织能力。 5、竞赛是开放型的,三天中没有或者很少有外部的强制约束,学生们需要自觉地遵守竞赛
12、纪律,公平地开展竞争。这就要求学生需要拥有诚信意识和自律精神。以上各因素都是在选拔数学建模队员的时需要进行考察的能力。最主要的因素有以下三方面:一个是数学基础,即对题目建立一个数学模型,通过模型来一步一步的求解;第二个是编程能力,就是通过编程来解数学模型里的某个方程组或者某个问题以得到模型的解;第三个是论文编写能力,即懂得论文编写的格式,按照格式组织好语言把建模解模的步骤和方法都一一明白的呈现在论文里。应该说每一步都很重要,所以在参加数学建模比赛时选合适的搭档也是非常重要的,三个人应该要在这三个方面能够互补。具体的考察方法如下:对于考察数学基础,采取的方式可以有:组织一次数学知识的笔试;调取某
13、位同学以往期末考试数学成绩进行查看;向其相关的指导老师进行咨询等。考察某同学的编程能力,采取的方法有:组织一次程序设计大赛;对以往的数学建模模拟题中的程序可行研究;确定大体的人员对象后可以有针对性的进行考察。考察某同学的论文写作能力,采取的方式可以有:调取其以往写过的论文进行研究;举办一次论文写作笔试等。假若把数学建模比作穿建设桥梁。那么,扎实的数学知识基础则是这座桥梁的根基,根基不稳则一切都是枉然;良好的计算机编程能力和熟练使用计算机软件是这座桥梁的钢筋支架,钢筋支架分配合理以及紧密的结合,才能使得桥梁屹立不倒;而良好的语言表达则是桥梁的外部装饰,给人以赏心悦目的感觉!问题二:建立建模队员选
14、拔的数学模型,根据表中信息选拔出3个队。4.2模型建立与求解模型一、层次分析法对目标树自上而下一一对比打分,建立成对比较判断优选矩阵。各层次评分标准见表2,表3为第一层子目标成对比较判断优选矩阵。 表格7目标树图各层次评分标准对比打分 相对重要程度 说明 1 同等重要 两者对目标的贡献相同 2 略为重要 根据经验一个比另一个评价有利 3 确实重要 一个比另一个更有利,且在实践中证明 4 绝对重要 重要程度明显 表8 第一层目标成对比较判断优选矩阵笔试听课次数思维敏捷机试知识面笔试13212听课次数1/311/21/31思维敏捷2/3212/32机试13/13/213知识面1/311/21/31
15、按公式 : 计算初始权重系数 得:按公式 计算归一化权重系数 得:这样我们就能求出每种判断所占的比重:然后我们利用题目所给图将图中笔试、思维敏捷、机试、知识面排名分别分成四段所付比例分别为1、3/4、1/2、1/4。也就是90分以上和A的赋值为1,80分以上和B的赋值为3/4,70分以上和C赋值为1/2,60分以上和D赋值为1/4。而听课次数所付比例分别为1、2/3、1/3,即到课次数5、6赋值为1,到课次数3、4赋值为2/3,到课次数1、2赋值为1/3。我们分段的依据就是我们成绩的优、良、中、及格。跟ABCD。然后考虑到其他情况中考过程序员、上过建模选修课等对建模有好处我们就见其他情况中这些
16、情况附加0.1的权重。将结果代入之后得表格9:学生专业笔试班级排名听课次数其它情况思维敏捷机试知识面总分1总分2S5数学0.750.66700.750.50.750.66670.6667S8数学0.50.6670.110.7510.74170.8417S1数学120.333010.7510.85830.8583S3机械10.66700.50.250.50.59170.5917S4机械0.75100.6670.10.750.7510.77920.8792S2电子信息110.110.750.750.88750.9875S6电子信息0.7531010.750.250.73750.7375S9电子信息
17、0.5120.6670.110.50.50.59170.6917S10电子信息0.510.110.750.750.73750.8375S7化工与材料0.757100.50.750.750.73750.7375S11化工与材料0.5100.510.750.73750.7375S12化工与材料0.50.333010.510.63330.6333S13计算机0.50.33300.7510.250.63330.6333S14计算机0.51010.7510.7750.775S15计算机0.25100.50.750.750.58750.5875然后利用Excel数据降序排列,选出总分数排名前9位的同学。表
18、格10:学生专业笔试班级排名听课次数其它情况思维敏捷机试知识面总分1总分2S2电子信息110.110.750.750.88750.9875S4机械0.75100.6670.10.750.7510.77920.8792S1数学120.333010.7510.85830.8583S8数学0.50.6670.110.7510.74170.8417S10电子信息0.510.110.750.750.73750.8375S14计算机0.51010.7510.7750.775S7化工与材料0.757100.50.750.750.73750.7375S11化工与材料0.5100.510.750.73750.7
19、375S6电子信息0.7531010.750.250.73750.7375然后我们根据每组都需要一名数学基础好的同学和一名计算机编程能力强的人来对这就个人进行编组,利用Excel数据降序排列选人。模型一,我们先选数学基础好的三个同学, , ,然后再从剩余的六个人中选三个计算机编程能力强的,。最后还剩余三人,即现在要组成三个组,每个组中都从数学基础好的三人中计算机编程能力强的三人中剩余三人中各选一人,一共有27种组合先随机搭配,模型二,我们先选计算机编程能力强的三个同学,,然后再从剩余的六个人中选三个人数学基础好的人, , ,最后还剩余三人,即现在要组成三个组,每个组中都从数学基础好的三人中计算
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