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1、數(shù)學(xué)(shuxue)建模論文范文利用數(shù)學(xué)(shuxue)建模解數(shù)學(xué)應(yīng)用題 數(shù)學(xué)建模隨著人類(lèi)的進(jìn)步,科技的發(fā)展和社會(huì)的日趨數(shù)字化,應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,人們身邊的數(shù)學(xué)內(nèi)容越來(lái)越豐富。 強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)應(yīng)用及培養(yǎng)應(yīng)用數(shù)學(xué)意識(shí)對(duì)推動(dòng)素質(zhì)教育的實(shí)施意義十分巨大。數(shù)學(xué)建模在數(shù)學(xué)教育中的地位被提到了新的 高度,通過(guò)數(shù)學(xué)建模解數(shù)學(xué)應(yīng)用題,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。本文將結(jié)合數(shù)學(xué)應(yīng)用題的特點(diǎn),把怎樣利用數(shù)學(xué)建模解好 數(shù)學(xué)應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行剖析,希望得到同仁的幫助和指正。 一、數(shù)學(xué)應(yīng)用題的特點(diǎn) 我們常把來(lái)源于客觀(guān)世界的實(shí)際,具有實(shí)際意義或?qū)嶋H背景,要通過(guò)數(shù)學(xué)建模的方法將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)形式表示, 從而獲得解決的一類(lèi)數(shù)學(xué)問(wèn)題叫做數(shù)學(xué)應(yīng)用
2、題。數(shù)學(xué)應(yīng)用題具有如下特點(diǎn): 第一、數(shù)學(xué)應(yīng)用題的本身具有實(shí)際意義或?qū)嶋H背景。這里的實(shí)際是指生產(chǎn)實(shí)際、社會(huì)實(shí)際、生活實(shí)際等現(xiàn)實(shí)世界的各 個(gè)方面的實(shí)際。如與課本知識(shí)密切聯(lián)系的源于實(shí)際生活的應(yīng)用題;與模向?qū)W科知識(shí)網(wǎng)絡(luò)交匯點(diǎn)有聯(lián)系的應(yīng)用題;與現(xiàn) 代科技發(fā)展、社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)、實(shí)事政治等有關(guān)的應(yīng)用題等。 第二、數(shù)學(xué)應(yīng)用題的求解需要采用數(shù)學(xué)建模的方法,使所求問(wèn)題數(shù)學(xué)化,即將問(wèn)題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)形式來(lái)表示后再求解。 第三、數(shù)學(xué)應(yīng)用題涉及的知識(shí)點(diǎn)多。是對(duì)綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法解決實(shí)際問(wèn)題能力的檢驗(yàn),考查的是學(xué)生的綜合 能力,涉及的知識(shí)點(diǎn)一般在三個(gè)以上,如果某一知識(shí)點(diǎn)掌握的不過(guò)關(guān),很難將問(wèn)題正確解答。 第四、數(shù)
3、學(xué)應(yīng)用題的命題沒(méi)有固定的模式或類(lèi)別。往往是一種新穎的實(shí)際背景,難于進(jìn)行題型模式訓(xùn)練,用“題海 戰(zhàn)術(shù)”無(wú)法解決變化多端的實(shí)際問(wèn)題。必須依靠真實(shí)的能力來(lái)解題,對(duì)綜合能力的考查更具真實(shí)、有效性。因此它具 有廣闊的發(fā)展空間和潛力。 二、數(shù)學(xué)應(yīng)用題如何建模 建立數(shù)學(xué)模型是解數(shù)學(xué)應(yīng)用題的關(guān)鍵,如何建立數(shù)學(xué)模型可分為以下幾個(gè)層次: 第一層次:直接建模。 根據(jù)題設(shè)條件,套用現(xiàn)成的數(shù)學(xué)公式、定理等數(shù)學(xué)模型,注解圖為: 將題材設(shè)條件翻譯 成數(shù)學(xué)表示形式 應(yīng)用題 審題 題設(shè)條件代入數(shù)學(xué)模型 求解 選定可直接運(yùn)用的 數(shù)學(xué)模型 第二層次:直接建模。可利用現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型,但必須概括這個(gè)數(shù)學(xué)模型,對(duì)應(yīng)用題進(jìn)行分析,然后確定
4、解題所需要 的具體數(shù)學(xué)模型或數(shù)學(xué)模型中所需數(shù)學(xué)量需進(jìn)一步求出,然后才能使用現(xiàn)有數(shù)學(xué)模型。 第三層次:多重建模。對(duì)復(fù)雜的關(guān)系進(jìn)行提煉加工,忽略次要因素,建立若干個(gè)數(shù)學(xué)模型方能解決問(wèn)題。 第四層次:假設(shè)建模。要進(jìn)行分析、加工和作出假設(shè),然后才能建立數(shù)學(xué)模型。如研究十字路口車(chē)流量問(wèn)題,假設(shè)車(chē) 流平穩(wěn),沒(méi)有突發(fā)事件等才能建模。 三、建立數(shù)學(xué)模型應(yīng)具備的能力 從實(shí)際問(wèn)題中建立數(shù)學(xué)模型,解決數(shù)學(xué)問(wèn)題從而解決實(shí)際問(wèn)題,這一數(shù)學(xué)全過(guò)程的教學(xué)關(guān)鍵是建立數(shù)學(xué)模型,數(shù) 學(xué)建模能力的強(qiáng)弱,直接關(guān)系到數(shù)學(xué)應(yīng)用題的解題質(zhì)量,同時(shí)也體現(xiàn)一個(gè)學(xué)生的綜合能力。 31提高分析、理解、閱讀能力。 閱讀理解能力是數(shù)學(xué)建模的前提,數(shù)學(xué)
5、應(yīng)用題一般都創(chuàng)設(shè)一個(gè)新的背景,也針對(duì)問(wèn)題本身使用一些專(zhuān)門(mén)術(shù)語(yǔ),并 給出即時(shí)定義。如1999年高考題第22題給出冷軋鋼帶的過(guò)程敘述,給出了“減薄率”這一專(zhuān)門(mén)術(shù)語(yǔ),并給出了即時(shí)定 義,能否深刻理解,反映了自身綜合素質(zhì),這種理解能力直接影響數(shù)學(xué)建模質(zhì)量。 32強(qiáng)化將文字語(yǔ)言敘述轉(zhuǎn)譯成數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言的能力。 將數(shù)學(xué)應(yīng)用題中所有表示數(shù)量關(guān)系的文字、圖象語(yǔ)言翻譯成數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言即數(shù)、式子、方程、不等式、函數(shù)等,這種譯釋能力是數(shù)學(xué)建成模的基礎(chǔ)性工作。 例如:一種產(chǎn)品原來(lái)的成本為a元,在今后幾年內(nèi),計(jì)劃使成本平均每一年比上一年降低p%,經(jīng)過(guò)五年后的成本為多少? 將題中給出的文字翻譯成符號(hào)語(yǔ)言,成本y=a(1-p%
6、)5 33增強(qiáng)選擇數(shù)學(xué)模型的能力。 選擇數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)能力的反映。數(shù)學(xué)模型的建立有多種方法,怎樣選擇一個(gè)最佳的模型,體現(xiàn)數(shù)學(xué)能力的強(qiáng)弱。建立數(shù)學(xué)模型主要涉及到方程、函數(shù)、不等式、數(shù)列通項(xiàng)公式、求和公式、曲線(xiàn)方程等類(lèi)型。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,以函 數(shù)建模為例,以下實(shí)際問(wèn)題所選擇的數(shù)學(xué)模型列表: 函數(shù)建模類(lèi)型 實(shí)際問(wèn)題 一次函數(shù) 成本、利潤(rùn)、銷(xiāo)售收入等 二次函數(shù) 優(yōu)化問(wèn)題、用料最省問(wèn)題、造價(jià)最低、利潤(rùn)最大等 冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù) 細(xì)胞分裂、生物繁殖等 三角函數(shù) 測(cè)量、交流量、力學(xué)問(wèn)題等 34加強(qiáng)數(shù)學(xué)運(yùn)算能力。 數(shù)學(xué)應(yīng)用題一般運(yùn)算量較大、較復(fù)雜,且有近似計(jì)算。有的盡管思路正確、建模合理,但計(jì)算能力欠缺
7、,就會(huì)前 功盡棄。所以加強(qiáng)數(shù)學(xué)運(yùn)算推理能力是使數(shù)學(xué)建模正確求解的關(guān)鍵所在,忽視運(yùn)算能力,特別是計(jì)算能力的培養(yǎng),只 重視推理過(guò)程,不重視計(jì)算過(guò)程的做法是不可取的。 利用數(shù)學(xué)建模解數(shù)學(xué)應(yīng)用題對(duì)于多角度、多層次、多側(cè)面思考問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力是很有益的,是提高 學(xué)生素質(zhì),進(jìn)行素質(zhì)教育的一條有效途徑。同時(shí)數(shù)學(xué)建模的應(yīng)用也是科學(xué)實(shí)踐,有利于實(shí)踐能力的培養(yǎng),是實(shí)施素質(zhì) 教育所必須的,需要引起教育工作者的足夠重視。 加強(qiáng)高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力 摘要:通過(guò)對(duì)高中數(shù)學(xué)新教材的教學(xué),結(jié)合新教材的編寫(xiě)特點(diǎn)和高中研究性學(xué)習(xí)的開(kāi)展,對(duì)如何加強(qiáng)高中數(shù)學(xué)建模 教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面進(jìn)行探索。 關(guān)鍵詞
8、:創(chuàng)新能力;數(shù)學(xué)建模;研究性學(xué)習(xí)。 全日制普通高級(jí)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱(試驗(yàn)修訂版)對(duì)學(xué)生提出新的教學(xué)要求,要求學(xué)生: (1)學(xué)會(huì)提出問(wèn)題和明確探究方向; (2)體驗(yàn)數(shù)學(xué)活動(dòng)的過(guò)程; (3)培養(yǎng)創(chuàng)新精神和應(yīng)用能力。 其中,創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力是新大綱中最突出的特點(diǎn)之一,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不僅要在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),基本技能和思維能力,運(yùn)算能力,空間想象能力等方面得到訓(xùn)練和提高,而且在應(yīng)用數(shù)學(xué)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力方面同樣需要得到訓(xùn) 練和提高,而培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力僅僅靠課堂教學(xué)是不夠的,必須要有實(shí)踐、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí) 和實(shí)踐能力是數(shù)學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要目的和一條基本原則,要使學(xué)生學(xué)會(huì)提出問(wèn)題并明確探究
9、方向,能夠運(yùn)用已有的知 識(shí)進(jìn)行交流,并將實(shí)際問(wèn)題抽象為數(shù)學(xué)問(wèn)題,就必須建立數(shù)學(xué)模型,從而形成比較完整的數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)。 數(shù)學(xué)模型是數(shù)學(xué)知識(shí)與數(shù)學(xué)應(yīng)用的橋梁,研究和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)模型,能幫助學(xué)生探索數(shù)學(xué)的應(yīng)用,產(chǎn)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的 興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力,加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教學(xué)與學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生的智力開(kāi)發(fā)具有深遠(yuǎn)的意義,現(xiàn)就如何加強(qiáng)高中數(shù)學(xué)建模教學(xué)談幾點(diǎn)體會(huì)。 一要重視各章前問(wèn)題的教學(xué),使學(xué)生明白建立數(shù)學(xué)模型的實(shí)際意義。 教材的每一章都由一個(gè)有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題引入,可直接告訴學(xué)生,學(xué)了本章的教學(xué)內(nèi)容及方法后,這個(gè)實(shí)際問(wèn)題就 能用數(shù)學(xué)模型得到解決,這樣,學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生創(chuàng)新意識(shí),對(duì)新數(shù)學(xué)模型的渴求,實(shí)踐意識(shí),學(xué)完要在
10、實(shí)踐中試一試。 如新教材“三角函數(shù)”章前提出:有一塊以O(shè)點(diǎn)為圓心的半圓形空地,要在這塊空地上劃出一個(gè)內(nèi)接矩形ABCD辟 為綠冊(cè),使其冊(cè)邊AD落在半圓的直徑上,另兩點(diǎn)BC落在半圓的圓周上,已知半圓的半徑長(zhǎng)為a,如何選擇關(guān)于點(diǎn)O對(duì) 稱(chēng)的點(diǎn)A、D的位置,可以使矩形面積最大? 這是培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)及實(shí)踐能力的好時(shí)機(jī)要注意引導(dǎo),對(duì)所考察的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行抽象分析,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型, 并通過(guò)新舊兩種思路方法,提出新知識(shí),激發(fā)學(xué)生的知欲,如不可挫傷學(xué)生的積極性,失去“亮點(diǎn)”。 這樣通過(guò)章前問(wèn)題教學(xué),學(xué)生明白了數(shù)學(xué)就是學(xué)習(xí),研究和應(yīng)用數(shù)學(xué)模型,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生追求新方法的意識(shí)及 參與實(shí)踐的意識(shí)。因此,要重視章前問(wèn)題的教
11、學(xué),還可據(jù)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與發(fā)展的需要及學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn) 題,補(bǔ)充一些實(shí)例,強(qiáng)化這方面的教學(xué),使學(xué)生在日常生活及學(xué)習(xí)中重視數(shù)學(xué),培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模意識(shí)。 2通過(guò)幾何、三角形測(cè)量問(wèn)題和列方程解應(yīng)用題的教學(xué)滲透數(shù)學(xué)建模的思想與思維過(guò)程。 學(xué)習(xí)幾何、三角的測(cè)量問(wèn)題,使學(xué)生多方面全方位地感受數(shù)學(xué)建模思想,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)更多現(xiàn)在數(shù)學(xué)模型,鞏固 數(shù)學(xué)建模思維過(guò)程、教學(xué)中對(duì)學(xué)生展示建模的如下過(guò)程: 現(xiàn)實(shí)原型問(wèn)題 數(shù)學(xué)模型 數(shù)學(xué)抽象 簡(jiǎn)化原則 演算推理 現(xiàn)實(shí)原型問(wèn)題的解 數(shù)學(xué)模型的解 反映性原則 返回解釋 列方程解應(yīng)用題體現(xiàn)了在數(shù)學(xué)建模思維過(guò)程,要據(jù)所掌握的信息和背景材料,對(duì)問(wèn)題加以變形,使其簡(jiǎn)單化,以 利于解
12、答的思想。且解題過(guò)程中重要的步驟是據(jù)題意更出方程,從而使學(xué)生明白,數(shù)學(xué)建模過(guò)程的重點(diǎn)及難點(diǎn)就是據(jù) 實(shí)際問(wèn)題特點(diǎn),通過(guò)觀(guān)察、類(lèi)比、歸納、分析、概括等基本思想,聯(lián)想現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型或變換問(wèn)題構(gòu)造新的數(shù)學(xué)模型 來(lái)解決問(wèn)題。如利息(復(fù)利)的數(shù)列模型、利潤(rùn)計(jì)算的方程模型決策問(wèn)題的函數(shù)模型以及不等式模型等。 3結(jié)合各章研究性課題的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型的能力,拓展數(shù)學(xué)建模形式的多樣性式與活潑性。 高中新大綱要求每學(xué)期至少安排一個(gè)研究性課題,就是為了培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,如“數(shù)列”章中的“分期 付款問(wèn)題”、“平面向是章中向量在物理中的應(yīng)用”等,同時(shí),還可設(shè)計(jì)類(lèi)似利潤(rùn)調(diào)查、洽談、采購(gòu)、銷(xiāo)售等問(wèn) 題。設(shè)計(jì)了
13、如下研究性問(wèn)題。 例1根據(jù)下表給出的數(shù)據(jù)資料,確定該國(guó)人口增長(zhǎng)規(guī)律,預(yù)測(cè)該國(guó)2000年的人口數(shù)。 時(shí)間(年份) 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 人中數(shù)(百萬(wàn)) 39 50 63 76 92 106 123 132 145 分析:這是一個(gè)確定人口增長(zhǎng)模型的問(wèn)題,為使問(wèn)題簡(jiǎn)化,應(yīng)作如下假設(shè):(1)該國(guó)的政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)環(huán)境穩(wěn) 定;(2)該國(guó)的人口增長(zhǎng)數(shù)由人口的生育,死亡引起;(3)人口數(shù)量化是連續(xù)的?;谏鲜黾僭O(shè),我們認(rèn)為人口數(shù) 量是時(shí)間函數(shù)。建模思路是根據(jù)給出的數(shù)據(jù)資料繪出散點(diǎn)圖,然后尋找一條直線(xiàn)或曲線(xiàn),使它們盡可能與這些散點(diǎn)吻 合,該直
14、線(xiàn)或曲線(xiàn)就被認(rèn)為近似地描述了該國(guó)人口增長(zhǎng)規(guī)律,從而進(jìn)一步作出預(yù)測(cè)。 通過(guò)上題的研究,既復(fù)習(xí)鞏固了函數(shù)知識(shí)更培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力和實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識(shí)。在日常教學(xué)中注 意訓(xùn)練學(xué)生用數(shù)學(xué)模型來(lái)解決現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題;培養(yǎng)學(xué)生做生活的有心人及生活中“數(shù)”意識(shí)和觀(guān)察實(shí)踐能力,如記住 一些常用及常見(jiàn)的數(shù)據(jù),如:人行車(chē)、自行車(chē)的速度,自己的身高、體重等。利用學(xué)校條件,組織學(xué)生到操場(chǎng)進(jìn)行實(shí) 習(xí)活動(dòng),活動(dòng)一結(jié)束,就回課堂把實(shí)際問(wèn)題化成相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來(lái)解決。如:推鉛球的角度與距離關(guān)系;全班同學(xué)手 拉手圍成矩形圈,怎樣圍使圍成的面積最大等,用磚塊搭成多米諾牌骨等。 四、培養(yǎng)學(xué)生的其他能力,完善數(shù)學(xué)建模思想。 由于數(shù)學(xué)
15、模型這一思想方法幾乎貫穿于整個(gè)中小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程之中,小學(xué)解算術(shù)運(yùn)用題中學(xué)建立函數(shù)表達(dá)式及 解析幾何里的軌跡方程等都孕育著數(shù)學(xué)模型的思想方法,熟練掌握和運(yùn)用這種方法,是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)分析問(wèn)題、 解決問(wèn)題能力的關(guān)鍵,我認(rèn)為這就要求培養(yǎng)學(xué)生以下幾點(diǎn)能力,才能更好的完善數(shù)學(xué)建模思想: (1)理解實(shí)際問(wèn)題的能力; (2)洞察能力,即關(guān)于抓住系統(tǒng)要點(diǎn)的能力; (3)抽象分析問(wèn)題的能力; (4)“翻譯”能力,即把經(jīng)過(guò)一生抽象、簡(jiǎn)化的實(shí)際問(wèn)題用數(shù)學(xué)的語(yǔ)文符號(hào)表達(dá)出來(lái),形成數(shù)學(xué)模型的能力和對(duì) 應(yīng)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行推演或計(jì)算得到注結(jié)果能自然語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)的能力; (5)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)的能力; (6)通過(guò)實(shí)際加以檢驗(yàn)的
16、能力。 只有各方面能力加強(qiáng)了,才能對(duì)一些知識(shí)觸類(lèi)旁通,舉一反三,化繁為簡(jiǎn),如下例就要用到各種能力,才能順利解出。 例2:解方程組 x+y+z=1 (1) x2+y2+z2=1/3 (2) x3+y3+z3=1/9 (3) 分析:本題若用常規(guī)解法求相當(dāng)繁難,仔細(xì)觀(guān)察題設(shè)條件,挖掘隱含信息,聯(lián)想各種知識(shí),即可構(gòu)造各種等價(jià)數(shù)學(xué)模型解之。 方程模型:方程(1)表示三根之和由(1)(2)不難得到兩兩之積的和(XY+YZ+ZX)=1/3,再由(3)又可將三根之積 (XYZ=1/27),由韋達(dá)定理,可構(gòu)造一個(gè)一元三次方程模型。(4)x,y,z 恰好是其三個(gè)根 t3-t2+1/3t-1/27=0 (4) 函數(shù)
17、模型: 由(1)(2)知若以xz(x+y+z)為一次項(xiàng)系數(shù),(x2+y2+z2)為常數(shù)項(xiàng),則以3(121212)為二次項(xiàng)系數(shù)的二次函f(x) =(12+12+12)t2-2(x+y+z)t+(x2+y2+z2)=(t-x)2+(t-y)2+( t-z)2為完全平方函數(shù)3(t-1/3)2,從而有t-x=t-y=t-z,而x=y=z再 由(1)得x=y=z=1/3,也適合(3) 平面解析模型 方程(1)(2)有實(shí)數(shù)解的充要條件是直線(xiàn)x+y=1-z與圓x2+y2=1/3-z2有公共點(diǎn)后者有公共點(diǎn)的充要條件是圓心(O、O)到直 線(xiàn)x+y的距離不大于半徑。 總之,只要教師在教學(xué)中通過(guò)自學(xué)出現(xiàn)的實(shí)際的問(wèn)題
18、,根據(jù)當(dāng)?shù)丶皩W(xué)生的實(shí)際,使數(shù)學(xué)知識(shí)與生活、生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來(lái),就 能增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí),從而提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力。 數(shù)學(xué)建模隨著人類(lèi)的進(jìn)步,科技的發(fā)展和社會(huì)的日趨數(shù)字化,應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛,人們身邊的數(shù)學(xué)內(nèi)容越來(lái)越豐富。強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué) 應(yīng)用及培養(yǎng)應(yīng)用數(shù)學(xué)意識(shí)對(duì)推動(dòng)素質(zhì)教育的實(shí)施意義十分巨大。數(shù)學(xué)建模在數(shù)學(xué)教育中的地位被提到了新的高度,通過(guò)數(shù)學(xué)建模 解數(shù)學(xué)應(yīng)用題,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。本文將結(jié)合數(shù)學(xué)應(yīng)用題的特點(diǎn),把怎樣利用數(shù)學(xué)建模解好數(shù)學(xué)應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行剖析,希望得 到同仁的幫助和指正。 一、數(shù)學(xué)應(yīng)用題的特點(diǎn) 我們常把來(lái)源于客觀(guān)世界的實(shí)際,具有實(shí)際意義或?qū)嶋H背景,要通過(guò)數(shù)學(xué)建模的方
19、法將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)形式表示,從而獲得解決 的一類(lèi)數(shù)學(xué)問(wèn)題叫做數(shù)學(xué)應(yīng)用題。數(shù)學(xué)應(yīng)用題具有如下特點(diǎn): 第一、數(shù)學(xué)應(yīng)用題的本身具有實(shí)際意義或?qū)嶋H背景。這里的實(shí)際是指生產(chǎn)實(shí)際、社會(huì)實(shí)際、生活實(shí)際等現(xiàn)實(shí)世界的各個(gè)方面的實(shí) 際。如與課本知識(shí)密切聯(lián)系的源于實(shí)際生活的應(yīng)用題;與模向?qū)W科知識(shí)網(wǎng)絡(luò)交匯點(diǎn)有聯(lián)系的應(yīng)用題;與現(xiàn)代科技發(fā)展、社會(huì)市場(chǎng) 經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)、實(shí)事政治等有關(guān)的應(yīng)用題等。 第二、數(shù)學(xué)應(yīng)用題的求解需要采用數(shù)學(xué)建模的方法,使所求問(wèn)題數(shù)學(xué)化,即將問(wèn)題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)形式來(lái)表示后再求解。 第三、數(shù)學(xué)應(yīng)用題涉及的知識(shí)點(diǎn)多。是對(duì)綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和方法解決實(shí)際問(wèn)題能力的檢驗(yàn),考查的是學(xué)生的綜合能力,涉及的 知識(shí)點(diǎn)一般在
20、三個(gè)以上,如果某一知識(shí)點(diǎn)掌握的不過(guò)關(guān),很難將問(wèn)題正確解答。 第四、數(shù)學(xué)應(yīng)用題的命題沒(méi)有固定的模式或類(lèi)別。往往是一種新穎的實(shí)際背景,難于進(jìn)行題型模式訓(xùn)練,用“題海戰(zhàn)術(shù)”無(wú)法解 決變化多端的實(shí)際問(wèn)題。必須依靠真實(shí)的能力來(lái)解題,對(duì)綜合能力的考查更具真實(shí)、有效性。因此它具有廣闊的發(fā)展空間和潛力。 二、數(shù)學(xué)應(yīng)用題如何建模 建立數(shù)學(xué)模型是解數(shù)學(xué)應(yīng)用題的關(guān)鍵,如何建立數(shù)學(xué)模型可分為以下幾個(gè)層次: 第一層次:直接建模。 根據(jù)題設(shè)條件,套用現(xiàn)成的數(shù)學(xué)公式、定理等數(shù)學(xué)模型,注解圖為: 將題材設(shè)條件翻譯 成數(shù)學(xué)表示形式 應(yīng)用題 審題 題設(shè)條件代入數(shù)學(xué)模型 求解 選定可直接運(yùn)用的 數(shù)學(xué)模型 第二層次:直接建模。可利用
21、現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型,但必須概括這個(gè)數(shù)學(xué)模型,對(duì)應(yīng)用題進(jìn)行分析,然后確定解題所需要的具體數(shù)學(xué)模 型或數(shù)學(xué)模型中所需數(shù)學(xué)量需進(jìn)一步求出,然后才能使用現(xiàn)有數(shù)學(xué)模型。 第三層次:多重建模。對(duì)復(fù)雜的關(guān)系進(jìn)行提煉加工,忽略次要因素,建立若干個(gè)數(shù)學(xué)模型方能解決問(wèn)題。 第四層次:假設(shè)建模。要進(jìn)行分析、加工和作出假設(shè),然后才能建立數(shù)學(xué)模型。如研究十字路口車(chē)流量問(wèn)題,假設(shè)車(chē)流平穩(wěn),沒(méi)有 突發(fā)事件等才能建模。 三、建立數(shù)學(xué)模型應(yīng)具備的能力 從實(shí)際問(wèn)題中建立數(shù)學(xué)模型,解決數(shù)學(xué)問(wèn)題從而解決實(shí)際問(wèn)題,這一數(shù)學(xué)全過(guò)程的教學(xué)關(guān)鍵是建立數(shù)學(xué)模型,數(shù)學(xué)建模能力的強(qiáng)弱 ,直接關(guān)系到數(shù)學(xué)應(yīng)用題的解題質(zhì)量,同時(shí)也體現(xiàn)一個(gè)學(xué)生的綜合能力。 31提高分析、理解、閱讀能力。 閱讀理解能力是數(shù)學(xué)建模的前提,數(shù)學(xué)應(yīng)用題一般都創(chuàng)設(shè)一個(gè)新的背景,也針對(duì)問(wèn)題本身使用一些專(zhuān)門(mén)術(shù)語(yǔ),并給出即時(shí)定義。如 1999年高考題第22題給出冷軋鋼帶的過(guò)程敘述,給出了“減薄率”這一專(zhuān)門(mén)術(shù)語(yǔ),并給出了即時(shí)定義,能否深刻
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