已阅读5页,还剩31页未读, 继续免费阅读
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
第一章第一章 数学模型数学模型 一 模型 为了一定的目的 人们对原型的一个 抽象 二 数 学 模 型 通过抽象和化简 使用数学语言 对实际问题的一个近似 描述 以便于人们更深刻地认 识所研究的对象 例1 牛顿定律 假设 1 物体为质点 忽略物体的大小和 形状 2 没有阻力 摩擦力及其他外力 令x t 表示在t时刻物体的位置 则 2 2 dt xd mmaF 例2 哥尼斯堡七桥问题 1736 Konigsberg Pregel Euler 数学模型是架于数学与实际 问题之间的桥梁 在数学发展的进程中无时无 刻不留下数学模型的印记 三 数 学 模 型 的特征 1 实践性 有实际背景 有针对性 接受实践的检验 2 应用性 注意实际问题的要求 强调模型的实用价值 3 综合性 数学知识的综合 模型的综合 四 模 型 举 例 例 1 管道包扎 问题 用带子包扎管道 使带子全 部包住管道 且用料最省 假设 1 直圆管 粗细一致 2 带子等宽 无弹性 3 带宽小于圆管截面周长 4 为省工 包扎时不减断带子 问题 用带子缠绕包扎管道 使带子全部 包住管道 且互不重叠 参量 变量 W 带宽 C 截面周长 倾斜角 模型 倾斜角模型 讨论 1 实用么 2 深刻么 C W Sin 模型 截口模型 22 WCOB 讨论 1 实用性 2 深入分析 已知 管长 L 管粗 C 带宽 W 求带长M 若 L 30m C 50cm W 30cm 则有 M 30 0 5 0 3 0 4 50 4 m 22 WC W LC M 问题 若有带长 M1 51m 缠绕包扎上面的管 道 多余的 60 cm 带子不打算裁掉 缠绕 时允许带子互相重叠一部分 应该如何包扎这个管道 计算结果精 确到0 001 例2 地面上的方桌 在起伏不平的地面上能不能让桌子 的四个脚同时着地 假设 1 方桌的四条腿等长 四脚连线呈 平面正方形ABCD 2 地面的起伏是连续变化的 模型 1 如何用描述 桌子的四脚同时着地 xA A与地面的距离 xB xC xD 2 如何用描述让桌子的四脚着地 定位 中心O位于坐标原点 移动 桌子围绕中心转动 AC与X轴的夹角 0 0 900 1 xA 表示桌脚 A 与地面的距离 同样 xB xC xD 对任 0 1 桌腿不做垂直地面的运动 令 f xA xC g xB xD 则有 f g 连续且 f g 0 桌子在位置 四脚落地 则有 f 0 g 0 若 f 0 0 g 0 0 则有 f 1 0 g 1 0 令 h f g 则有 h 连续且 h 0 0 问题 1 将例2 的假设1 改为 方桌的四 条腿等长 四脚连线呈平面长方 形 试构造数学模型证实结论同样成 立 2 小王早上8 00从A城出发于下午5 00到 达B城 次日早上8 00他又从B城出发沿原路返回 并于下午5 00准时到达A城 试用数学模型说明A B城之间定有一个位 置 小王在往返A B二城的途中于相同的时间 到达该位置 例 3 交通路口红绿灯 十字路口绿灯亮15 秒 最多可以通过多 少辆汽车 假设 1 车辆相同 从静止开始做匀加速动 2 车距相同 启动延迟时间相等 3 直行 不拐弯 单侧 单车道 4 秩序良好 不堵车 参量 变量 车长L 车距D 加速度a 启动延迟T 时间t 车位Sn t 模型 1 停车位模型 Sn 0 n 1 L D 2 启动时间 tn nT 3 行驶模型 Sn t Sn 0 1 2 a t tn 2 t tn 4 限速行驶 tn a v tn Sn t Sn 0 1 2 a tn tn 2 v t tn t tn Sn 0 1 2 a t tn 2 tn t tn Sn 0 tn t 参 数 估 计 L 5m D 2m T 1s v 40km h 1 1m s a 2 6m s2 2m s2 结 论 S8 15 9m S9 15 9 1m 该路口最多通过八辆汽车 问题 1 调查一个路口有关红绿灯的数据验证 模型是否正确 10 位置 走向 车道数 时间 绿灯时间 通过的车数 至少三次 数据不同的原因 20 模型的假设与实际是否一致 模型的参数与实际是否一致 30 模型的计算结果与观测结果是否一 致 不一致时 为什么 如何修改模型 2 分析汽车开始以最高限速穿过路 口的时间 3 给出穿过路口汽车的数量随时间 变化的数学模型 例 4 人员疏散 建模分析意外事件发生时 建筑物内的人员疏散所用 的时间 假设 1 单排教室 直走道 一个出口 2 人员撤离时 单行 有序 间隔 均匀 匀速地撤出 3 忽略列队的时间和第一个人到达 教室门口的时间 参数 人数 nk 教室距离 Lk 门宽 D 速度v 间隔 d 疏散时间 Tk 模型 T1 n1d L1 v T2 n2d L1 L2 D v T12 n2d L1 L2 D v L2 D n1 1 d n1 n2 1 d L1 v L2 D n1 1 d 讨论 1 模型分析 T nd L v v 增 则 T 减 d 增 则 T 增 合理 2 多行行进 3 d 减 则T减 令d 0 则有T L v 疏散时间与人数无关 假设中忽略了人体的厚度 修 改 假 设 1 单排教室 直走道 一个出口 2 人员撤离时 单行 有序 间隔 均匀 匀速地撤出 3 忽略列队的时间和第一个人到达 教室门口的时间 4 人体厚度相同w 继 续 讨 论 1 T nd L v v增 则T减 d增 则 T增 2 多行行进 3 令d 0 则有T L v 疏散时间与人数无关 假设中忽略了人体的厚度 4 考虑厚度的影响 T n d w L v 若v v d 0 则 T nw L v 最短 合理吗 继续修改假设 1 单排教室 直走道 一个出口 2 人员撤离时 单行 有序 间隔 均匀 匀速地撤出 3 忽略列队的时间和第一个人到达 教室门口的时间 4 人体厚度相同 5 速度与密度有关v v d 模 型 T nd L v d 其中 v v d 应满足 d 增 则v 增 若d 则 v v 若d 0 则 v 0 这时存在唯一的间隔 d 和
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- GB/T 19691-2026地理标志产品质量要求狗牯脑茶
- T/ZJSEE 0027-2024氢储能电站运行维护安全导则
- T/ISEAA 009-2024信息安全技术 网络安全等级保护区块链安全测评扩展要求
- T/CMEAS 081-2026医疗机构药品集中带量采购管理规范
- T/CASME 2090-2025陆上风力发电场土地利用效率评估规范
- T/CSHE 0004-2022水库温室气体净排放量评估技术导则
- GB/T 19866-2026焊接工艺规程及评定的一般原则
- AI在华文教育中的应用
- PHP企业面试笔试真题(含详细答案解析)
- 制鞋车间胶粘剂防毒通风方案
- GB/T 19866-2026焊接工艺规程及评定的一般原则
- GB/T 48666-2026电子病历版式文档技术要求
- 2026年旋挖钻机操作手安全教育试卷及答案
- 2026年体育用品设备出租行业市场深度调研报告及未来五至十年技术路径与产业化前景
- 医学生基础医学重症肌无力查房课件
- 小小科学家《生物》模拟试卷(附答案)
- 2026-2031年中国降钙素行业市场调查研究及发展前景预测报告
- 计量管理基础知识课件
- 人教版九年级上册数学《习题29.2》教学课件(新教材)
- 消能减震阻尼器安装施工方案及技术措施
- 3.4 G71指令讲解及应用
评论
0/150
提交评论