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1、从你现在学习过的解方程(一元一次、二元一次等)、应用题开始入手。
2、比如一道应用题:你跑步速率是每分钟是300米,走路速率是100米/分钟。
1)假设有从家里到学校距离是1公里,问你跑步去学校需要多少时间?
2)如果需要在5分钟从家里赶到学校,那么你至少得跑步多少分钟才能实现。
以上2个问题都源于生活,我们可以用算术和方程来解决:
解答1):1000/300≈3.33分钟。
解答2):
假设跑步x分钟,那么走路就是(5-x)分钟。
300x+(5-x)×100=1000
对上述一元一次方程求解:
200x=500
x=2.5(分钟)
即至少跑2.5分钟。
3、在上述过程中:
1)我们把生活、工作中遇到的问题进行描述,如对问题全面分析,抓住问题的主要特征,把问题转化为应用题。
2)对应用题进一步分析,用数学表达式、方程来描述问题。这就是数学建模的过程。
3)对方程进行求解,如对上述一元一次方程求解,就是对数学模型求解x,得到问题解决的答案。
刚刚的问题简单,用一元一次方程就可以解决,但是,如果问题复杂,就要用更复杂的方程(数学模型)去描述问题,如二元一次方程组,二元二次方程组,等等。
因为问题复杂,描述问题的模型或方程就会更复杂,对方程的求解过程就会复杂不一样。
如果模型是一个二元一次方程组,那么我们就要用到消元法去解决。
对于更复杂的数学模型,我们还可以设计计算机程序去解方程,更快更高效。
从上面的介绍来看,数学建模培养以下几个方面的思维与能力:
1、对问题的专业认识、观察、分析、描述能力。
2、对问题的转化能力,如将问题转化为相应的数学模型。
3、对问题的求解能力,如解方程,编程序计算问题。
对数学建模的选择可能体现如下:
1、你对什么领域有兴趣?该领域里有什么问题?你对该领域专业了解多少?有兴趣通过学习来深入了解吗?解决该问题有哪些价值?
2、你对数学方法用于工作、生活问题的解决有兴趣吗?数学建模一方面激发你用数学思维、知识去解决问题;一方面又促进你进一步学习数学思维、方法,提高解决问题的能力。
3、数学模型(方程)建立的正确与好坏,取决于你对问题正确的观察、分析、认识等,然后是正确的转化,如刚刚那个从家到学校至少跑步几分钟的问题,可以用x、y分别表示跑步时间、走路时间,这样就变成二元一次方程组了:
1)300x+100y=1000
2)x+y=5
这样就要解一个二元一次方程组。
所以对问题转化、解决的方法可能有多种,转化的好,解决容易且正确;否则,解决困难还容易出错。
4、对数学问题的求解能力。如你要学一元一次方程、二元一次方程组等各种数学模型的求解方法,还要学习用计算机编程序来求解问题的方法。
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