数学建模历年赛题的分析与思考-精品文档资料整理.ppt
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1、信信息息工工程程大大学学-信信息息工工程程学学院院数学建模历年赛题的分析与思考数学建模历年赛题的分析与思考 Institute of Information Engineering,Information Engineering University 数学建模培训讲座之一数学建模培训讲座之一-韩韩 中中 庚庚10/25/20221信息工程大学 信息工程学院 数学建模历年赛题的分析与思考数学建模历年赛题的分析与思考 主要内容:1、CUMCM的历年赛题分析的历年赛题分析;2、数学建模竞赛的发展趋势数学建模竞赛的发展趋势;3、对数学建模的几点想法和思考对数学建模的几点想法和思考;4、参加数学建模竞赛
2、的技巧参加数学建模竞赛的技巧;5、近年竞赛题的简要分析与评述近年竞赛题的简要分析与评述。数学建模培训讲座之一数学建模培训讲座之一数学建模培训讲座之一数学建模培训讲座之一_ _ _ _10/25/20222信息工程大学 信息工程学院 一一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析数学建模竞赛的规模越来越大数学建模竞赛的规模越来越大,水平越来越高;水平越来越高;竞赛的水平主要体现在赛题水平的提高;竞赛的水平主要体现在赛题水平的提高;赛题的水平主要体现:赛题的水平主要体现:()综合性、实用性、创新性、即时性等;()综合性、实用性、创新性、即时性等;()多种解题方法的创造性、灵活性、开放性等;()多种解
3、题方法的创造性、灵活性、开放性等;()给参赛者留有很大的发挥创造的想象空间。()给参赛者留有很大的发挥创造的想象空间。纵览纵览1515年的本科组年的本科组3030个题目个题目(专科组还有专科组还有1111个题个题目目),可以从问题的实际意义、解决问题的方法和题,可以从问题的实际意义、解决问题的方法和题型三个方面作一些简单的分析。型三个方面作一些简单的分析。10/25/20223信息工程大学 信息工程学院1.CUMCM 的历年赛题浏览:的历年赛题浏览:一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析19921992年年:(:()作物生长的施肥效果问题作物生长的施肥效果问题(北理工:叶其孝)北理工:
4、叶其孝)(B)(B)化学试验室的实验数据分解问题(复旦:谭永基)化学试验室的实验数据分解问题(复旦:谭永基)19931993年年:(:()通讯中非线性交调的频率设计问题(北大通讯中非线性交调的频率设计问题(北大:谢衷洁)谢衷洁)()足球甲级联赛排名问题(清华:蔡大用)足球甲级联赛排名问题(清华:蔡大用)19941994年年:(:()山区修建公路的设计造价问题(西电大:何大可)山区修建公路的设计造价问题(西电大:何大可)()锁具的制造、销售和装箱问题(复旦锁具的制造、销售和装箱问题(复旦:谭永基等)谭永基等)19951995年年:(:()飞机的安全飞行管理调度问题(复旦飞机的安全飞行管理调度问题
5、(复旦:谭永基等)谭永基等)()天车与冶炼炉的作业调度问题(浙大天车与冶炼炉的作业调度问题(浙大:刘祥官等)刘祥官等)10/25/20224信息工程大学 信息工程学院1.CUMCM 的历年赛题浏览:的历年赛题浏览:一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析19961996年年:(A):(A)最优捕鱼策略问题(北师大:刘来福)最优捕鱼策略问题(北师大:刘来福)(B)(B)节水洗衣机的程序设计问题(重大:付鹂)节水洗衣机的程序设计问题(重大:付鹂)19971997年年:(A):(A)零件参数优化设计问题(清华:姜启源)零件参数优化设计问题(清华:姜启源)(B)(B)金刚石截断切割问题(复旦:谭
6、永基等)金刚石截断切割问题(复旦:谭永基等)19981998年年:(A):(A)投资的收益和风险问题(浙大:陈淑平)投资的收益和风险问题(浙大:陈淑平)(B)(B)灾情的巡视路线问题(上海海运学院灾情的巡视路线问题(上海海运学院:丁颂康)丁颂康)19991999年年:(A):(A)自动化机床控制管理问题(北大:孙山泽)自动化机床控制管理问题(北大:孙山泽)(B)(B)地质堪探钻井布局问题(郑州大学:林诒勋)地质堪探钻井布局问题(郑州大学:林诒勋)(C)(C)煤矸石堆积问题(太原理工大学:贾晓峰)煤矸石堆积问题(太原理工大学:贾晓峰)10/25/20225信息工程大学 信息工程学院1.CUMCM
7、 的历年赛题浏览:的历年赛题浏览:一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析20002000年年:(A)DNA:(A)DNA序列的分类问题(北工大:孟大志)序列的分类问题(北工大:孟大志)(B)(B)钢管的订购和运输问题(武大:费甫生)钢管的订购和运输问题(武大:费甫生)(C)(C)飞越北极问题(复旦:谭永基)飞越北极问题(复旦:谭永基)(D)(D)空洞探测问题(东北电力学院:关信)空洞探测问题(东北电力学院:关信)20012001年年:(A):(A)三维血管的重建问题(浙大:汪国昭)三维血管的重建问题(浙大:汪国昭)(B)(B)公交车的优化调度问题(清华:谭泽光)公交车的优化调度问题(清
8、华:谭泽光)(C)(C)基金使用计划问题(东南大学:陈恩水)基金使用计划问题(东南大学:陈恩水)20022002年年:(A):(A)汽车车灯的优化设计问题(复旦汽车车灯的优化设计问题(复旦:谭永基等)谭永基等)(B)(B)彩票中的数学问题(信息工程大学:韩中庚)彩票中的数学问题(信息工程大学:韩中庚)(D)(D)球队的赛程安排问题(清华:姜启源)球队的赛程安排问题(清华:姜启源)10/25/20226信息工程大学 信息工程学院1.CUMCM 的历年赛题浏览的历年赛题浏览 一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析20032003年年:(A)SARS:(A)SARS的传播问题(集体)的传播问
9、题(集体)(B)(B)露天矿生产的车辆安排问题(吉林大:方沛辰)露天矿生产的车辆安排问题(吉林大:方沛辰)(D)(D)抢渡长江问题(华中农大:殷建肃)抢渡长江问题(华中农大:殷建肃)20042004年年:(A):(A)奥运会临时超市网点设计问题奥运会临时超市网点设计问题(北工大:孟大志北工大:孟大志)(B)(B)电力市场的输电阻塞管理问题电力市场的输电阻塞管理问题(浙大浙大:刘康生)刘康生)(C)(C)酒后开车问题(清华:姜启源)酒后开车问题(清华:姜启源)(D)(D)公务员的招聘问题(信息工程大学:韩中庚)公务员的招聘问题(信息工程大学:韩中庚)20052005年年:(A):(A)长江水质的
10、评价与预测问题(信息工大长江水质的评价与预测问题(信息工大:韩中庚)韩中庚)(B)DVD(B)DVD在线租赁问题(清华:谢金星等)在线租赁问题(清华:谢金星等)(C)(C)雨量预报方法的评价问题(复旦:谭永基)雨量预报方法的评价问题(复旦:谭永基)10/25/20227信息工程大学 信息工程学院1.CUMCM 的历年赛题浏览的历年赛题浏览 一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析20062006年年:(A):(A)出版社的资源管理问题(北工大出版社的资源管理问题(北工大:孟大志)孟大志)(B)(B)艾滋病疗法的评价及预测问题(天大:边馥萍)艾滋病疗法的评价及预测问题(天大:边馥萍)(C)
11、(C)易拉罐形状和尺寸的设计问题(北理工:叶其孝)易拉罐形状和尺寸的设计问题(北理工:叶其孝)(D)(D)煤矿瓦斯和煤尘的监测与控制问题煤矿瓦斯和煤尘的监测与控制问题 (信息工程大学:韩中庚)(信息工程大学:韩中庚)20062006年年夏令营三个题夏令营三个题:(A)(A)教材出版业的市场调查、评估和预测方法问题教材出版业的市场调查、评估和预测方法问题 (北工大(北工大:孟大志)孟大志)(B)(B)铁路大提速下的京沪线列车调度问题铁路大提速下的京沪线列车调度问题 (信息工程大学(信息工程大学:韩中庚)韩中庚)(C)(C)旅游需求的预测预报问题(北理工:叶其孝)旅游需求的预测预报问题(北理工:叶
12、其孝)10/25/20228信息工程大学 信息工程学院 一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析2 2、从问题的实际意义分析、从问题的实际意义分析 3030个问题的从实际意义分析大体上可分为:个问题的从实际意义分析大体上可分为:工业、农业、工程设计、交通运输、经济管理、工业、农业、工程设计、交通运输、经济管理、生物医学和社会事业生物医学和社会事业等七个大类。等七个大类。工业类工业类:电子通信、机械加工电子通信、机械加工 与制造、机械设计与与制造、机械设计与 控制等行业控制等行业,共有共有8 8个个 题,占题,占26.7%26.7%。农业类:农业类:个题,占个题,占3.3%3.3%。工程设
13、计类工程设计类:3 3个题,占个题,占10.0%10.0%。交通运输类:交通运输类:3 3个题,占个题,占10.0%10.0%经济管理类:经济管理类:5 5个题,占个题,占16.7%16.7%生物医学类:生物医学类:5 5个题,占个题,占16.7%16.7%社会事业类社会事业类:5 5个题,占个题,占16.7%16.7%有的问题属于交叉的,或者是边缘的。有的问题属于交叉的,或者是边缘的。10/25/20229信息工程大学 信息工程学院一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析3 3、从问题的解决方法上分析、从问题的解决方法上分析 从问题的解决方法上分析,涉及到的数学从问题的解决方法上分析,
14、涉及到的数学建模方法:建模方法:几何理论、组合概率、统计几何理论、组合概率、统计(回归回归)分析、分析、优化方法(规划)、图论与网络优化、层次分优化方法(规划)、图论与网络优化、层次分析、插值与拟合、差分方法、微分方程、排队析、插值与拟合、差分方法、微分方程、排队论、模糊数学、随机决策、多目标决策、随机论、模糊数学、随机决策、多目标决策、随机模拟、灰色系统理论、神经网络、时间序列、模拟、灰色系统理论、神经网络、时间序列、综合评价、机理分析等方法。综合评价、机理分析等方法。10/25/202210信息工程大学 信息工程学院 用的最多的方法是优化方法和概率统计的方法用的最多的方法是优化方法和概率统
15、计的方法.用到优化方法的共有用到优化方法的共有2121个题,占总数的个题,占总数的70%70%,其,其中整数规划中整数规划4 4个,线性规划个,线性规划6 6个,非线性规划个,非线性规划1414个个,多目标规划多目标规划5 5个。个。用到概率统计方法的有用到概率统计方法的有1616个题,占个题,占53.3%53.3%,几乎,几乎是每年至少有一个题目用到概率统计的方法。是每年至少有一个题目用到概率统计的方法。用到图论与网络优化方法的问题有用到图论与网络优化方法的问题有5 5个;个;用到层次分析方法的问题有个;用到层次分析方法的问题有个;一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析3 3、从问题
16、的解决方法上分析、从问题的解决方法上分析10/25/202211信息工程大学 信息工程学院 用到插值拟合的问题有用到插值拟合的问题有6 6个;个;用到神经网络的用到神经网络的4 4个;个;用灰色系统理论的用灰色系统理论的4 4个个;用到时间序列分析的至少用到时间序列分析的至少2 2个个;用到综合评价方法的至少用到综合评价方法的至少3 3个;个;机理分析方法和随机模拟都多次用到机理分析方法和随机模拟都多次用到;其他的方法都至少用到一次。其他的方法都至少用到一次。大部分题目都可以用两种以上的方法来解决大部分题目都可以用两种以上的方法来解决,即综合性较强的题目有即综合性较强的题目有2525个,占个,
17、占83.3%83.3%。一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析3 3、从问题的解决方法上分析、从问题的解决方法上分析10/25/202212信息工程大学 信息工程学院 一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析4 4、从问题的题型上分析、从问题的题型上分析(1 1)“即时性即时性”较强的问题有较强的问题有1010个个,占占35.7%35.7%:1993B1993B:足球队排名问题;足球队排名问题;1998B1998B:灾情巡视路线问题;灾情巡视路线问题;2000A2000A:DNADNA序列分类问题;序列分类问题;2000B2000B:钢管订购与运输问题;钢管订购与运输问题;200
18、1B2001B:公交车的调度问题;公交车的调度问题;2002B2002B:彩票中的数学问题;彩票中的数学问题;2003A2003A:SARSSARS的传播问题;的传播问题;2004A2004A:奥运会临时超市网点设计问题奥运会临时超市网点设计问题2004B2004B:电力市场的输电阻塞管理问题电力市场的输电阻塞管理问题2005A:2005A:长江水质的评价和预测问题长江水质的评价和预测问题 10/25/202213信息工程大学 信息工程学院 一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析4 4、从问题的题型上分析、从问题的题型上分析(2)(2)理论性理论性较强的问题有较强的问题有1212个个,
19、占占46.2%:04A,94B,46.2%:04A,94B,95A,96A,97A,98B,99A,00B,01A,02A,03A,04B;95A,96A,97A,98B,99A,00B,01A,02A,03A,04B;(3)(3)实用性较强的问题有实用性较强的问题有1515个个,占占50%:93A,94B,50%:93A,94B,95B,96B,98B,99B,00B,01A,01B,02B,03A,04B,05A,95B,96B,98B,99B,00B,01A,01B,02B,03A,04B,05A,05B05B,06A06A;(4)(4)算法算法要求强的问题有要求强的问题有6 6个个,占
20、占21.4%:95A,97B21.4%:95A,97B,99B,00A,00B,05B;99B,00A,00B,05B;(5)(5)数据量数据量较大的问题有较大的问题有1212个个,占占40%:00A,00B40%:00A,00B,01A,01B,02B,03A,04A,04B,05A,05B.06A01A,01B,02B,03A,04A,04B,05A,05B.06A,06B06B。10/25/202214信息工程大学 信息工程学院 一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析5 5、近几年题目的特点、近几年题目的特点(1)(1)综合性:综合性:一题多解,方法融合,结果多样,一题多解,方法
21、融合,结果多样,学科交叉。学科交叉。(2)(2)开放性:开放性:题意的开放性,思路的开放性,方题意的开放性,思路的开放性,方法的开放性,结果的开放性。法的开放性,结果的开放性。(3)(3)实用性:实用性:问题和数据来自于实际,解决方法问题和数据来自于实际,解决方法切合于实际,模型和结果可以应用于实际。切合于实际,模型和结果可以应用于实际。(4)(4)即时性:即时性:国内外的大事,社会的热点,生活国内外的大事,社会的热点,生活的焦点,近期发生和即将发生被关注的问题。的焦点,近期发生和即将发生被关注的问题。(5)(5)数据结构的复杂性:数据结构的复杂性:数据的真实性,数据的数据的真实性,数据的海量
22、性,数据不完备性,数据的冗余性。海量性,数据不完备性,数据的冗余性。10/25/202215信息工程大学 信息工程学院 一、一、CUMCM历年赛题的分析历年赛题的分析6 6、对近几年题目的简单分析、对近几年题目的简单分析()()20062006:出版社的资源配置问题:出版社的资源配置问题 题型:题型:属于生产管理问题,包括生产资源开发属于生产管理问题,包括生产资源开发利用和人力资源的合理分配问题,即要考虑经济利用和人力资源的合理分配问题,即要考虑经济效益,又要考虑社会效益。效益,又要考虑社会效益。特点:特点:海量数据、数据不完备(冗余)、数据海量数据、数据不完备(冗余)、数据结构复杂、综合性和
23、实用性强、开放性较强。结构复杂、综合性和实用性强、开放性较强。方法:方法:主题方法是优化,包括线性规划、非线主题方法是优化,包括线性规划、非线性规划、多目标规划、模糊优化和网络优化等。性规划、多目标规划、模糊优化和网络优化等。结果:结果:不唯一。不唯一。10/25/202216信息工程大学 信息工程学院 题型:题型:属于生物医学的管理问题,包括过去属于生物医学的管理问题,包括过去治疗方法的评价与未来治疗效果的预测问题。治疗方法的评价与未来治疗效果的预测问题。特点:特点:大数据量、数据的残缺、数据结构较大数据量、数据的残缺、数据结构较复杂,综合性强、实用性和开放性也较强。复杂,综合性强、实用性和
24、开放性也较强。方法:方法:主题方法统计回归拟合,其他方法包主题方法统计回归拟合,其他方法包括线性插值、二次插值、二次和三次曲线拟合括线性插值、二次插值、二次和三次曲线拟合方法,结合优化模型实现。有的用灰色预测、方法,结合优化模型实现。有的用灰色预测、时间序列、模糊评价、神经网络等预测方法都时间序列、模糊评价、神经网络等预测方法都有一定的问题。有一定的问题。结果:结果:不唯一,也不是主要问题。不唯一,也不是主要问题。(2)2006:艾滋病疗法的评价及预测问题:艾滋病疗法的评价及预测问题10/25/202217信息工程大学 信息工程学院 题型:题型:属于生产加工问题。属于生产加工问题。特点:特点:
25、来自于生活,实用性较强。来自于生活,实用性较强。方法:方法:主题方法高等数学导数的应用。主题方法高等数学导数的应用。结果:结果:基本上是唯一。基本上是唯一。(3)2006C:易拉罐形状和尺寸的最优设计问题:易拉罐形状和尺寸的最优设计问题(4)2006D:煤矿瓦斯和煤尘的监测与控制问题:煤矿瓦斯和煤尘的监测与控制问题 题型:题型:属于生产管理问题,主要包括瓦斯和属于生产管理问题,主要包括瓦斯和煤尘的监测与控制两个方面的问题。煤尘的监测与控制两个方面的问题。特点:特点:数据量较大、数据结构较复杂,即时数据量较大、数据结构较复杂,即时性、综合性和实用性强,开放性也较强。性、综合性和实用性强,开放性也
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