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数学建模(Mathematical Modeling)是一种模拟形式,主要是运用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际问题本质属性的抽象而又简洁的刻划,因此,我们说数学建模是数学知识与数学应用的桥梁。数学建模可以帮助学生探索数学的应用,让学生对数学产生浓厚的学习兴趣。
一、数学建模的过程与思想方法
1. 建立数学建模的主要过程
①分析和研究实际问题的对象以及主要特点。
②选取合适的基本关系确定两者之间的联系。
③运用数学概念以及符号表示对象及之间的关系。
2.数学建模的基本思想方法可用下图表示:
二、数学建模的几种常见的化归方法
1. 建立或化归为函数模型
在实际生活中,我们经常会遇到一些问题,例如利益最大化,最佳投资,最小成本等问题,这些问题都可以称之为函数的最值问题,在解决这些问题的过程中我们可以运用函数知识和方法进行解决。
例1.某商场以每台2500元的单价进口一批彩电,若每台定价为2700元,则可卖出400台,以100元为一个价格档次,则每提高一个价格档次,就会少卖出50台,那么每台定价多少可获得最大利润?最大利润是多少?(二次函数模型)。
2. 建立或化归为方程或不等式模型
在人类生产生活中,数量没有一成不变的,因此,在解决数量问题中我们可以运用方程或者是不等式进行解决。
例2.电视台为某个广告公司特约播放两套片集。其中片集甲播映时间为20分钟,广告时间为1分钟,收视观众为60万;片集乙播映时间为10分钟,广告时间为1分钟,收视观众为20万。广告公司规定每周至少有6分钟广告,而电视台每周只能为该公司提供不多于80分钟的节目时间,电视台每周应播映两套片集各多少次,才能获得最高的收视率?(线性规划模型)
3. 建立或化归为数列模型
在我们生活中,存在诸多经济问题,例如生物工程细胞繁殖与分裂、人口增长、物理上的衰变与裂变、增长率、利息等方面,我们可以建立相应的数列模型进行解决。
例3.某家用电器单价2000元,实行分期付款,每期付款相同,每期为一月,购买后一个月付款一次,以后每月付款一次,共付12次,即购买一年后付清,如果按月利率0.8%,每月复利一次计算,那么每期应付款多少?
三、数学建模意识应在教学中得到强化
1. 数学建模与实践活动相结合。数学具有概念的抽象性、逻辑的严密性、结论的明确性和体系的完整性,应用的广泛性。因此,数学建模教学的形式也是多变的,教师要选择,收集并改造成适合学生使用的,贴近学生的实际生活的数学建模问题。例如世界杯,教师可以进行与足球运动有关的数学建模课题,主要内容与实际足球运动直接相关,这些问题的提出可以提升学生的学习兴趣。
2. 数学建模应结合正常的数学内容进行添加,在日常教学的过程中,数学教师应该培养学生落实应用知识。首先,我们可以以课本教材内容为载体,编制与课本知识相同的建模问题,从而提升学生的建模能力。
①为了让学生更明确数学建模的意义,我们一定要着重关注每章前问题的教学。在数学课本中每一个章节都会运用一个实际案例,教师可以直接与学生说学会章节引入的实际问题,就可以运用数学模型对其他问题进行解决。
比如我们在学习解直角三角形,在学习本内容之前,教师应该先提出一些问题,例如:如果沿斜坡进行水管的铺设,那么斜坡与水平面所成的角可以用测角器检测出,水管AB长度可以直接得到,当水管铺设到B处的时候,怎么运用已经知道的数据得出B离开水平面的高度BC处呢(C点不能到达)?
②根据课本中的纯数学问题,可以编拟出有实际背景或有一定价值的建模应用问题。只要教师细心设计,书本中的问题都可以举一反三,让学生自觉地把数学作为工具运用。
例4.如图,三个相同的正方形,
求证:∠1+∠2+∠3=90°。
以此问题为原型,可编拟如下
一道题目:在距电视塔底部100米、200米、300米的三处,观察电视塔顶,测得的仰角之和为90,那么电视塔高为多少?
③生活就是一个“百宝箱”,在日常生活中,我们会发现很多问题都可以运用数学模型进行解决。引导学生发现生活中的建模问题,激发学生研究数学建模的兴趣,提升数学知识进行建模的运用能力。
3. 以数学建模教学作为突破口,培养问题意识,培养学生的创新能力和探究能力
在解题的过程中,应该先想象已经学过知识中对应的知识点,如何运用已经学过的知识,将联想和思维过程展示出来,创建解题情境,将学生引入到自主学习和主动学习的过程中。我们可以从“如果我是学生我会怎样解题”,创建情境,提出问题,设计陷阱等,从而有效激发学生的思维能力。
一、数学建模的过程与思想方法
1. 建立数学建模的主要过程
①分析和研究实际问题的对象以及主要特点。
②选取合适的基本关系确定两者之间的联系。
③运用数学概念以及符号表示对象及之间的关系。
2.数学建模的基本思想方法可用下图表示:
二、数学建模的几种常见的化归方法
1. 建立或化归为函数模型
在实际生活中,我们经常会遇到一些问题,例如利益最大化,最佳投资,最小成本等问题,这些问题都可以称之为函数的最值问题,在解决这些问题的过程中我们可以运用函数知识和方法进行解决。
例1.某商场以每台2500元的单价进口一批彩电,若每台定价为2700元,则可卖出400台,以100元为一个价格档次,则每提高一个价格档次,就会少卖出50台,那么每台定价多少可获得最大利润?最大利润是多少?(二次函数模型)。
2. 建立或化归为方程或不等式模型
在人类生产生活中,数量没有一成不变的,因此,在解决数量问题中我们可以运用方程或者是不等式进行解决。
例2.电视台为某个广告公司特约播放两套片集。其中片集甲播映时间为20分钟,广告时间为1分钟,收视观众为60万;片集乙播映时间为10分钟,广告时间为1分钟,收视观众为20万。广告公司规定每周至少有6分钟广告,而电视台每周只能为该公司提供不多于80分钟的节目时间,电视台每周应播映两套片集各多少次,才能获得最高的收视率?(线性规划模型)
3. 建立或化归为数列模型
在我们生活中,存在诸多经济问题,例如生物工程细胞繁殖与分裂、人口增长、物理上的衰变与裂变、增长率、利息等方面,我们可以建立相应的数列模型进行解决。
例3.某家用电器单价2000元,实行分期付款,每期付款相同,每期为一月,购买后一个月付款一次,以后每月付款一次,共付12次,即购买一年后付清,如果按月利率0.8%,每月复利一次计算,那么每期应付款多少?
三、数学建模意识应在教学中得到强化
1. 数学建模与实践活动相结合。数学具有概念的抽象性、逻辑的严密性、结论的明确性和体系的完整性,应用的广泛性。因此,数学建模教学的形式也是多变的,教师要选择,收集并改造成适合学生使用的,贴近学生的实际生活的数学建模问题。例如世界杯,教师可以进行与足球运动有关的数学建模课题,主要内容与实际足球运动直接相关,这些问题的提出可以提升学生的学习兴趣。
2. 数学建模应结合正常的数学内容进行添加,在日常教学的过程中,数学教师应该培养学生落实应用知识。首先,我们可以以课本教材内容为载体,编制与课本知识相同的建模问题,从而提升学生的建模能力。
①为了让学生更明确数学建模的意义,我们一定要着重关注每章前问题的教学。在数学课本中每一个章节都会运用一个实际案例,教师可以直接与学生说学会章节引入的实际问题,就可以运用数学模型对其他问题进行解决。
比如我们在学习解直角三角形,在学习本内容之前,教师应该先提出一些问题,例如:如果沿斜坡进行水管的铺设,那么斜坡与水平面所成的角可以用测角器检测出,水管AB长度可以直接得到,当水管铺设到B处的时候,怎么运用已经知道的数据得出B离开水平面的高度BC处呢(C点不能到达)?
②根据课本中的纯数学问题,可以编拟出有实际背景或有一定价值的建模应用问题。只要教师细心设计,书本中的问题都可以举一反三,让学生自觉地把数学作为工具运用。
例4.如图,三个相同的正方形,
求证:∠1+∠2+∠3=90°。
以此问题为原型,可编拟如下
一道题目:在距电视塔底部100米、200米、300米的三处,观察电视塔顶,测得的仰角之和为90,那么电视塔高为多少?
③生活就是一个“百宝箱”,在日常生活中,我们会发现很多问题都可以运用数学模型进行解决。引导学生发现生活中的建模问题,激发学生研究数学建模的兴趣,提升数学知识进行建模的运用能力。
3. 以数学建模教学作为突破口,培养问题意识,培养学生的创新能力和探究能力
在解题的过程中,应该先想象已经学过知识中对应的知识点,如何运用已经学过的知识,将联想和思维过程展示出来,创建解题情境,将学生引入到自主学习和主动学习的过程中。我们可以从“如果我是学生我会怎样解题”,创建情境,提出问题,设计陷阱等,从而有效激发学生的思维能力。