在进行数学模型建模时,首先要了解问题的实际背景,明确建模目的,搜集必需的各种信息,建立建模步骤示意图,尽量弄清对象的特征。这一步骤的目的是确保模型准确反映问题本质。
第二步是模型假设。根据对象的特征和建模目的,对问题进行必要的、合理的简化,用精确的语言作出假设。高超的建模者能充分发挥想象力、洞察力和判断力,善于辨别主次,尽量使问题线性化、均匀化,以简化处理方法。
在模型构成阶段,根据所作的假设分析对象的因果关系,利用对象的内在规律和适当的数学工具,构造各个量间的等式关系或其它数学结构。这一阶段需要广泛的数学知识,如图论、排队论、线性规划、对策论等,以构建模型。
模型求解是采用各种数学方法,包括解方程、画图形、证明定理、逻辑运算、数值运算等。对于实际问题的解决,往往需要进行纷繁的计算,并可能需要使用计算机模拟系统运行情况,因此编程和熟悉数学软件包能力至关重要。
模型分析是数学上的深入研究,评估模型解答的有效性和合理性。分析包括误差分析、数据稳定性分析等,以确保模型结果的准确性和可靠性。
模型检验是将数学上分析的结果应用到现实问题中,通过比较实际现象和数据,检验模型的合理性和适用性。这一过程有助于评估模型的有效性,并进行必要的调整。
最后,模型应用取决于问题的性质和建模的目的。应用模型可以解决实际问题、预测趋势、优化决策等,具体应用领域包括工程、经济、生物、环境等多领域。
数学模型的历史可以追溯到人类开始使用数字的时代。随着人类使用数字,就不断地建立各种数学模型,以解决各种各样的实际问题。对于广大的科学技术工作者对大学生的综合素质测评,对教师的工作业绩的评定以及诸如访友,采购等日常活动,都可以建立一个数学模型,确立一个最佳方案。建立数学模型是沟通摆在面前的实际问题与数学工具之间联系的一座必不可少的桥梁。