当今社会数学已经渗透到了几乎一切领域,数学与计算机技术结合,对自然科学、社会科学和工程技术等领域产生了广泛、深刻和直接的影响。利用数学方法解决实际问题的过程称为数学建模。历史上欧几里得几何、万有引力定律以及微积分的创立,都是数学建模的成功范例;当今科学与工程领域的天气预报、基因组分析、人工智能与机器学习、超新星爆炸模拟、飞机外形及发动机设计等无不是利用计算机和各自领域的数学方法进行计算和模拟;而我们生活中的贷款方案、交通规划、人口预测和控制等问题,也都可以利用数学模型加以解决。
本项目面向对数学建模感兴趣、有志于学习和锻炼利用数学方法和计算机软件解决实际问题能力、包括并不仅限于希望未来从事数学学习和研究的高素质学生。项目依托重点大学数学学科长期从事数学建模教学和竞赛指导工作的专业教师和专业实验室,通过案例式教学,掌握基本的数学建模方法和软件求解能力,扩充知识面,提升核心竞争能力。
项目内容:
本项目主要涉及数学方法、数学软件和数学建模三方面的内容。通过案例式教学,一步步学习从提出问题,到分析问题、解决问题的全过程。主要内容包括:
常见数学模型,如初等模型、优化模型、连续性模型及其案例;
数学软件,如数值计算软件MATLAB、数学规划软件LINGO、数学论文撰写专业软件Mathtype和LaTeX等;
微积分、线性代数、概率统计初步。
项目亮点:
通过本项目的学习,学会如何用数学软件对数学模型进行求解,掌握通建模的思想和流程,在若干例子的基础上理解和掌握建模的基本工具和技术,最终可以通过建模解决实际问题。
既有利于提升出国申请的竞争力,又能为大学入学后的深入学习和研究打下良好基础,对计划申请数学、计算机、控制等理科、工科及经济、管理类专业的学生均适用。
师资背景:
授课导师是海归博士,任职于知名大学。长期从事数学建模教学和竞赛指导工作的专业教师,具有丰富的数学建模和编程经验,所指导的数学类和非数学类的学生建模成绩优异,多次获得国家级及省级数学建模竞赛奖项。
兴趣班:使用数学解决实际问题
课程安排
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Topic课题
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Detail说明
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| 1
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初识数学建模
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动物分布问题,地球人需要多少空间问题,空气有多重的问题… 通过实际的问题理解数学建模的思想和理念,并不涉及负责的数学知识。
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| 2
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让计算机成为建模助手
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入门Python语言,掌握用编程来解决繁琐的建模求解和计算的基本技能。
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| 3
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微积分模型
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提前了解高等数学,并使用编程解决微积分的数学模型,如衣服多厚最保温?天气预报等等
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| 4
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运筹模型应用
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课程表的怎么排出来的?外卖骑手如何送餐达到最优?使用工具进行最优的安排。
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| 5
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概率统计模型
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“狼来了”的故事中的概率模型,赌博和彩票,保险为什么能赚钱,银行要多少窗口才能让人满意?概率统计模型。
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HiMCM竞赛班
课程安排
| 基础班30个小时
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| MATLAB入门
1-6
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入门1: 编程基础和数据结构 ---- 1-2
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| 入门2: 数据可视化 ------ 3-4
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| 入门3: 数值计算 ------ 5
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| 入门4: 结构化编程 ---- 6
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| 数学模型1
7-10
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初等模型(初等数学可解决的模型)7
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| 使用MATLAB解决初等模型问题 8--10
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| 微积分基础
11-14
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导数及微分方程 11
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| 积分及计算 12(11)
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| 使用MATLAB 解决微(积)分模型 13(12)-14
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| 数学模型2
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简单优化模型 15
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| 数学模型3
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数学规划模型 16
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| 概率统计基础
17-22
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概率论、随机变量 17
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| 使用MATLAB解决概率问题 18-19
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| 统计学入门 20
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| 使用MATLAB进行统计分析 21
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| 数学模型4
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随机模拟,概率模型 22
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| 数据科学入门
23-28
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随机变量和样本 23
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| SPSS Modeler入门 24-25
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| 使用SPSS Modeler学习和解决数据科学问题:回归、分类、聚类、关联
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| 数学模型5
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综合练习!29-30
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关于基础班:纵观近年的HiMCM,甚至建模国赛(中国大学生建模)和美赛(MCM),每一道比赛题目都指向一个目标:用数学建模来解决实际问题。这些问题来自于现实生活中的各行各业,而HiMCM的问题显然更加贴近于生活(如消费、民生),更容易被它的目标参赛群体(高中学生)所识别、认识和理解。同时,HiMCM问题对数学的要求相应的也就没有太超出高中的范畴,但是却不可避免地包含了数学科学(也就是数据分析、数据挖掘)的元素。当然,利用计算机辅助解决问题正是当今各行各业的现状或趋势。因此,我们的课程设计加入了一定的高等数学知识、引入了数学科学的知识、侧重于软件的灵活运用和程序的编码,融合了多个行业的背景知识(经济、金融、物理、生物、电子信息、能源、交通等)和实际问题,旨在让学生通过业务(即背景知识和实际问题)学习数学建模、应用数学模型来推动结局业务问题,让学生理解到书本知识与现实世界的密切关联。
| 提高班20个小时+10小时机动
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| 数学模型进阶
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数学科学模型
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| 博弈模型
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| 模拟分析
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| 其他模型
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| 模型实战
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实战战术:如何分析和规划建模任务
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| 实战战术:快速学习背景知识
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| 实战战术:快速验证模型
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| 实战战术:论文写作
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| 真题讲解
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数学建模真题解析:4-6篇
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| 模拟测试
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模拟测试一和复盘
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| 模拟测试二和复盘
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| 模拟测试三和复盘
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| 总结
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关于提高班:通过大量案例,让同学们在实战中成长,在合作冲突中磨合团队,掌握必要的技能(规划、试验、写作)和战术。让同学们理解问题的开放性和解决方案的封闭性,并能够在两者之间找到一个平衡点。
暑假班就要开始啦,对建模或者竞赛感兴趣的同学快快联系我们吧!
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