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高中數學建模中計算機的運用探析

來源: 樹人論文網 發表時間:2019-06-15 編輯:lunwenfabiao 瀏覽次數:
摘要: 數學建模是應用數學知識解決社會生產生活中實際問題的復雜過程。計算機科學的基礎是數學, 計算機技術與數學建模的有機結合, 極大地推動了實際問題的解決, 促進了經濟社會的快速
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  數學建模是應用數學知識解決社會生產生活中實際問題的復雜過程。計算機科學的基礎是數學, 計算機技術與數學建模的有機結合, 極大地推動了實際問題的解決, 促進了經濟社會的快速發展。在對數學建模和計算機技術的關系簡要闡述的基礎上, 重點探究了計算機技術在數學建模中的具體應用。

  《數學的實踐與認識》主要刊登:數學的最新的理論成果以及其在工業、農業環境保護、軍事、教育、科研、經濟、金融、決策等工程技術、自然科學和社會科學中的應用成果、方法和經驗。

  0、前言

  數學作為高中階段學習的一門重要學科, 對培養中學生的創造性思維具有重要作用。著名數學家懷特海曾說:“數學就是對于模式的研究。”數學學科在社會生產生活中廣泛應用, 而數學模型就是在解決社會生產生活中的特定問題或者在理論研究中的特定對象時, 按照其內在的規律性, 對其進行必要的假設和簡化, 并運用數學語言對其數學結構進行表述的過程。在這個互聯網時代, 隨著計算機技術快速發展, 計算機強大的運算能力使原來難以解決的復雜的數學建模成為可能, 計算機逐漸成為數學建模過程中不可或缺的工具。

  1、數學建模與計算機技術

  數學建模是指人們對在科學研究、技術改革、經濟管理等現實生活中所遇到的實際問題加以分析、抽象、簡化, 用數學的語言進行描述、用數學的方法尋求解決辦法, 并通過解釋、驗證、修改等多次反復, 最終應用于實際的過程。數學建模在交通、物流、建筑工程等領域有著廣泛的應用。在人們的生產生活中, 運用數學的抽象思維方式, 把一些需要解決的難題轉換成數學模型, 通過數學方法, 借助計算機技術來攻克, 是解決實際問題的重要方法和有效途徑。

  計算機是數學建模的重要工具, 計算機技術的發展極大地推動了數學建模活動。計算機的快速運算功能, 非常適合數學建模過程中大量的數值計算, 從而取代原來需要人工進行的繁瑣復雜的數據處理工作。計算機的大容量貯存功能和網絡通信技術的飛速發展, 使得數學建模過程中的資料存貯、檢索更為方便、快捷。計算機的多媒體功能, 讓數學建模中一些抽象的問題能通過計算機進行直觀的模擬演示。計算機軟件的智能化功能, 使其能成為我們在數學建模活動中的有力助手, 幫助著我們進行數學模型求解。

  2、計算機技術在數學建模中的具體應用

  2.1、查詢功能

  在實際數學建模過程中, 由于建模的程序要求, 因此在實際建模的過程中, 要運用計算機技術來輔助數學建模。通過計算機技術的應用, 從而全面的將數學建模進行問題的對策應用提升。在計算機技術的應用建模下, 能夠在計算機技術的應用輔助下及時的將數學建模中涉及到的問題進行查找和解決, 并且在解決過程中, 能夠清晰的看到數據處理和解決的過程。通過其查詢功能的應用, 能夠及時的將數據代數應用到實際的問題處理中, 因此在數學建模中, 經常將計算機技術應用和數學問題處理相結合。

  2.2、通用數學軟件

  在計算機技術應用到實際數學問題的建模處理中, 有幾款通用的數學處理軟件, 比如Matlab和Msthematica以及Maple等。這些教學軟件, 在實際教學應用中其軟件的使用方法是類似的, 并且在實際教學應用過程中, 都能夠在已知條件下進行問題的對策推導。并且在實際問題的推導和處理中, 其問題處理的精確度是非常高的, 因此在進行數學建模的計算機技術應用中, 經常將這幾款通用的教學軟件用來處理數學問題。

  2.3、Lingo和Lindo的最優化計算應用

  Lingo是現代化數學教學中, 經常用來解決二次線性數學規劃問題。在其實際軟件應用中, 能夠將數據進行專門的整化和帶入, 并且在實際應用過程中, 能夠及時而又明確的將數學建模中的問題進行整理解答。因此在現代化的工業發展中, 經常用Ligo軟件來處理工業生產中的產品應用物料配比, 通過Ligo軟件處理的數據能夠及時而又準確的將數據對比之間的表述關系繪制在圖形表述中。在財經管理中也經常將該軟件應用到實際問題處理中, 在Ligo和Lido軟件應用過程中, 應該注重對問題的處理策略, 要從全局角度出發, 這樣才能夠使得問題的處理和解決能夠滿足基本的數據處理要求。

  2.4、統計學軟件應用

  在數學建模過程中, 經常會運用到數學統計問題, 因此需要在實際教學過程中, 利用統計學處理軟件來解決數學學習中的問題, 這樣才能夠在實際問題的處理統計中, 全面而又有效的將相關的問題處理借助在統計學軟件中。在當前數學建模教學中常見的統計學軟件有以下幾種:一是BIM公司提供的SPSS, 這款軟件在實際應用過程中, 能夠及時的進行專門的測算, 同時還能夠進行數據信息應用的參數設置和數學問題處理的線性結構構建, 在構建過程中, 能夠將數學問題的處理邏輯進行理論分析和結果驗證試驗[3]。同時在統計學處理軟件的應用下還能夠及時的將數學處理中的圖形繪制問題處理好。

  2.5、繪圖軟件應用

  在數學建模中, 經常會遇到一些比較繁瑣和復雜的數據, 這些數據在處理過程中, 是比較麻煩的, 但是在計算機技術的應用下, 能夠及時的將這些數學問題進行轉變和整合。通過計算機技術應用, 能夠及時的將數學建模中的數據進行繪圖, 并且在繪圖過程中, 能夠及時的將數據處理中的一些表格和數據進行樹狀圖和表格繪制。在現代化數學教學模型構建繪圖中, 常用到的繪圖軟件有PS、Mya、Flash以及其他的繪圖軟件等。通過這些繪圖軟件的應用, 能夠及時的將數學學習中的圖形繪制進行表述。在計算機技術應用下的繪圖具有更加明顯的直觀性, 能夠快速的看出數學問題顯示。

  3、結語

  綜上所述, 在數學建模中應用計算機技術, 不僅能利用計算機快速運算能力有效解決復雜的計算問題, 同時計算機強大的問題處理能力可以進一步提升數學建模的求解的準確性和直觀性。信息時代隨著計算機技術的快速發展, 計算機技術將在數學建模中起到更大的作用。

  參考文獻:

  [1] 馮玉芬.計算機技術在“數學實驗”與“數學建模”中的應用[J].唐山學院學報, 2009, (03) :92-93.

  [2] 梁浩云.數學軟件在數學建模中的應用[J].數學的實踐與認識, 2015, 01 (02) :111-116.

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