《数学模型与MATLAB应用》是我们在近30年的数学建模教学和指导学生参加数学建模竞赛实践经验的基础上,通过整理修改课程讲稿,参考相关文献编写而成的。其内容包括数学建模基本知识、代数模型、MATLAB符号运算与绘图、方程模型、MATLAB程序设计、线性规划模型、非线性规划模型、概率模型、统计模型、图论模型、计算机模拟、现代优化算法、体育模型、其他模型等,并附有编者撰写的MATLAB简明手册。
《数学模型与MATLAB应用》特点:
(1)努力突出数学建模的基本思想和基本方法。《数学模型与MATLAB应用》主要通过经济管理、日常生活、科学技术中的众多数学模型实例,系统、详实地阐述数学建模与数学实验的基本理论和主要方法,以便学生在学习过程中能较好地认识现实问题、厘清数学理论和数学建模之间的桥梁关系,从总体上把握数学建模的思想方法。
(2)强调数学软件的重要性。《数学模型与MATLAB应用》对MATLAB软件的应用进行详细讲解,特别是编程方法的讲解,包括算法思想、算法流程和代码详解,并且各类数学模型都涉及MATLAB使用和编程,这在类似教材中是很难看见的。
(3)与大多数数学建模教材以理工科建模实例为主不同,《数学模型与MATLAB应用》在编写内容的取舍上,力求很大限度地覆盖各类数学模型,特别是经济管理模型,以适应各专业的学生学习数学建模课程和后续课程的需要。
(4)《数学模型与MATLAB应用》中包含大量的MATLAB编程实例,方便读者阅读学习。
《数学模型与MATLAB应用》可作为各类学校、各专业学生的数学建模课程的教材和参加数学建模竞赛的辅导材料,也可作为科技工作者学习MATLAB软件的参考资料。
本教材是我们在近30年的数学建模教学和指导学生参加数学建模竞赛实践经验的基础上,通过整理修改课程讲稿,参考相关文献编写而成的。其内容包括数学建模基本知识、代数模型、MATLAB符号运算与绘图、方程模型、MATLAB程序设计、线性规划模型、非线性规划模型、概率模型、统计模型、图论模型、计算机模拟、现代优化算法、体育模型、其他模型等,并附有编者撰写的MATLAB简明手册。
1992年以来,由中国工业与应用数学学会主办、每年一届的全国大学生数学建模竞赛已连续成功举办至今,使数学建模课程走进我国的高等院校,数学建模的思维、理论、方法与应用也早已渗透到高校教育的方方面面。每年的数学建模教学、培训和竞赛,培养了一批又一批优秀的学生,也影响了数学及相关学科的教育教学改革。
数学建模不是一门学科,而是一门课程,没有明确的内容体系。目前,大多数高校均已开设数学建模课程,各个高校数学建模的教学千差万别、五花八门,出版的教材也多种多样,仅我国目前出版发行的数学建模类教材至少有200种,内容均不尽相同,有些教材差异非常大,甚至完全不相同。随着计算机技术、计算机网络和数学软件的飞速发展和普及,我们不断改善和丰富数学建模的内容与方法,给数学建模的教学提供了各种启示和挑战。我们将自己对数学建模教学内容的理解以教材的形式呈现出来,希望能为数学建模活动的健康持续发展做出贡献。
在本教材的编写过程中,我们做了以下一些尝试:
(1)努力突出数学建模的基本思想和基本方法。本教材主要通过经济管理、日常生活、科学技术中的众多数学模型实例,系统、详实地阐述数学建模与数学实验的基本理论和主要方法,以便学生在学习过程中能较好地认识现实问题、厘清数学理论和数学建模之间的桥梁关系,从总体上把握数学建模的思想方法。
(2)强调数学软件的重要性。本教材对MATLAB软件的应用进行详细讲解,特别是编程方法的讲解,包括算法思想、算法流程和代码详解,并且各类数学模型都涉及MATLAB使用和编程,这在类似教材中是很难看见的。
(3)与大多数数学建模教材以理工科建模实例为主不同,本教材在编写内容的取舍上,力求最大限度地覆盖各类数学模型,特别是经济管理模型,以适应各专业的学生学习数学建模课程和后续课程的需要。
(4)本教材中包含大量的MATLAB编程实例,方便读者阅读学习。
本教材可作为各类学校、各专业学生的数学建模课程的教材和参加数学建模竞赛的辅导材料,也可作为科技工作者学习MATLAB软件的参考资料。
第一章 数学模型基本知识
第一节 什么是数学模型
第二节 数学建模实例
第三节 MATLAB软件概述
第二章 代数模型
第一节 MATLAB矩阵运算
第二节 城市交通流量问题
第三节 投入产出模型
第三章 MATLAB符号运算与绘图
第一节 MATLAB符号运算
第二节 MATLAB图形功能
第四章 方程模型
第一节 MATLAB求解方程
第二节 简单物理模型
第三节 人口模型
第五章 MATLAB程序设计
第一节 MATLAB程序语言
第二节 哥德巴赫猜想
第三节 个人所得税问题
第四节 贷款计划
第六章 线性规划模型
第一节 MATLAB求解线性规划
第二节 线性规划实例
第三节 生产安排问题
第七章 非线性规划模型
第一节 MATLAB求解非线性规划
第二节 选址问题
第三节 资产组合的有效前沿
第四节 MATLAB求解的进一步讨论
第八章 概率模型
第一节 MATLAB概率计算
第二节 报童的诀窍
第三节 轧钢中的浪费
第九章 统计模型
第一节 MATLAB统计工具箱
第二节 牙膏销售量
第三节 软件开发人员的薪金
第四节 酶促反应
……
第十章 图论模型
第十一章 计算机模拟
第十二章 现代优化算法
第十三章 体育模型
第十四章 其他模型
参考文献
附录 MATLAB简明手册