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首页数学建模的常用方法及思想
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在数学建模中常用的方法:类比法、二分法、量纲分析法、差分法、变分法、图论法、层次分析法、数据
拟合法、回归分析法、数学规划(线性规划,非线性规划,整数规划,动态规划,目标规划)、机理分析、
排队方法、对策方法、决策方法、模糊评判方法、时间序列方法、灰色理论方法、现代优化算法(禁忌搜
索算法,模拟退火算法,遗传算法,神经网络)。
用这些方法可以解下列一些模型:优化模型、微分方程模型、统计模型、概率模型、图论模型、决策模型。
拟合与插值方法(给出一批数据点,确定满足特定要求的曲线或者曲面,从而反映对象整体的变化趋势):
matlab 可以实现一元函数,包括多项式和非线性函数的拟合以及多元函数的拟合,即回归分析,从而确定
函数; 同时也可以用 matlab 实现分段线性、多项式、样条以及多维插值。
在优化方法中,决策变量、目标函数(尽量简单、光滑)、约束条件、求解方法是四个关键因素。其中包
括无约束规则(用 fminserch、fminbnd 实现)线性规则(用 linprog 实现)非线性规则、( 用 fmincon 实
现)多目标规划(有目标加权、效用函数)动态规划(倒向和正向)整数规划。
回归分析:对具有相关关系的现象,根据其关系形态,选择一个合适的数学模型,用来近似地表示变量间
的平均变化关系的一种统计方法 (一元线性回归、多元线性回归、非线性回归),回归分析在一组数据的
基础上研究这样几个问题:建立因变量与自变量之间的回归模型(经验公式);对回归模型的可信度进行
检验;判断每个自变量对因变量的影响是否显著;判断回归模型是否适合这组数据;利用回归模型对进行
预报或控制。相对应的有 线性回归、多元二项式回归、非线性回归。
逐步回归分析:从一个自变量开始,视自变量作用的显著程度,从大到地依次逐个引入回归方程:当引入
的自变量由于后面变量的引入而变得不显著时,要将其剔除掉;引入一个自变量或从回归方程中剔除一个
自变量,为逐步回归的一步;对于每一步都要进行值检验,以确保每次引入新的显著性变量前回归方程中
只包含对作用显著的变量;这个过程反复进行,直至既无不显著的变量从回归方程中剔除,又无显著变量
可引入回归方程时为止。(主要用 SAS 来实现,也可以用 matlab 软件来实现)。
聚类分析:所研究的样本或者变量之间存在程度不同的相似性,要求设法找出一些能够度量它们之间相似
程度的统计量作为分类的依据,再利用这些量将样本或者变量进行分类。
系统聚类分析—将 n 个样本或者 n 个指标看成 n 类,一类包括一个样本或者指标,然后将性质最接近的两
类合并成为一个新类,依此类推。最终可以按照需要来决定分多少类,每类有多少样本(指标)。
系统聚类方法步骤:
1. 计算 n 个样本两两之间的距离
2. 构成 n 个类,每类只包含一个样品
3. 合并距离最近的两类为一个新类
4. 计算新类与当前各类的距离(新类与当前类的距离等于当前类与组合类中包含的类的距离最小
值),若类的个数等于 1,转 5,否则转 3
5. 画聚类图
6. 决定类的个数和类。
判别分析:在已知研究对象分成若干类型,并已取得各种类型的一批已知样品的观测数据,在此基础上根
据某些准则建立判别式,然后对未知类型的样品进行判别分类。
距离判别法—首先根据已知分类的数据,分别计算各类的重心,计算新个体到每类的距离,确定最短的距
离(欧氏距离、马氏距离)
Fisher 判别法—利用已知类别个体的指标构造判别式(同类差别较小、不同类差别较大),按照判别式的
值判断新个体的类别
Bayes 判别法—计算新给样品属于各总体的条件概率,比较概率的大小,然后将新样品判归为来自概率最
大的总体
模糊数学:研究和处理模糊性现象的数学 (概念与其对立面之间没有一条明确的分界线)与模糊数学相关
的问题:模糊分类问题—已知若干个相互之间不分明的模糊概念,需要判断某个确定事物用哪一个模糊概
念来反映更合理准确;模糊相似选择 —按某种性质对一组事物或对象排序是一类常见的问题,但是用来比
较的性质具有边界不分明的模糊性;模糊聚类分析—根据研究对象本身的属性构造模糊矩阵,在此基础上
根据一定的隶属度来确定其分类关系 ;模糊层次分析法—两两比较指标的确定;模糊综合评判—综合评判
就是对受到多个因素制约的事物或对象作出一个总的评价,如产品质量评定、科技成果鉴定、某种作物种


















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