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数学建模的超强作用!

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发表于 2009-9-9 19:19 |只看该作者 |倒序浏览
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数学建模可以轻松解决很多难题哈!更有个人这么用数模,在以论坛上看到的:( K$ k: u# [1 |+ d% ~: A( \7 k
男生追女生的超强数学建模分析0 D: C. D# X1 G1 J! \: X
问题分析
( d4 O9 f2 g$ d$ X, Z
; s* |$ \* p+ o0 q    男生追女生,对男生来说最重要的是学习、爱情两不误。因此我们引进男生的学业成绩函数Y(t)。
) J# r8 y' a( i' m! D& Z" c. W$ F
- w& J1 {2 `. [9 H5 a+ t    首先,我们不考虑男生的追求攻势,则影响该函数的因素主要是两个人的关系程度。为了便于分析,我们将两人的关系简化为女生对该男生的疏远度,于是引入疏远度函数X(t)。 7 t) D9 t  ?7 P& M

0 F/ J; M  {; o* {9 k! z    问题就转化为求解Y(t)和X(t)的相互作用关系。利用微分,很容易就可以求出两者的关系。但现实中男生可能会对该女生发起一轮轮的追求攻势,因此还要考虑到追求攻势对模型的影响。而追求攻势又与女生的疏远度有关,可以简化地将两者看成是正比关系。将追求攻势加入到模型中,就可以找出攻势与Y(t)和X(t)的关系了。 , s, ?& x# X* F  g
3 j! Q/ G2 `5 p% R9 z
模型假设
* s# {5 l% q# A    1、t时刻A君的学业成绩为Y(t);
$ N, b( a  O& O) ]# m    2、t时刻B女对A君的疏远度为X(t);
" x0 L6 E/ z2 [3 h    3、当A君没开始追求B女时B女对A君的疏远度增长(平时发现的A君的不良行为)符合Malthus模型,即dX/dt=aX(t)其中a为正常数。
6 |/ u0 m7 h2 b$ L; H    4、当Y(t)存在时,单位时间内减少X(t)的值与X(t)的值成正比,比例常数为b,从而 dX(t)/dt=aX(t)-bX(t)Y(t)。 , E# C" p3 _3 \# s7 M1 A, c) _6 A
    5、A君发起对B女追求后,立即转化为B女对A君的好感,并设定转化系数为 α,而随着的A君发起对B女的追求,A君学业的自然下降率与学业成绩成正比,比例系数为e。于是有dY(t)/dt=αbX(t)Y(t)-eY(t)。 6 `% k  ^$ w( s/ F" `# b2 E, L4 }8 ~
$ `: [5 F5 J4 _- b: N. K: x4 I
模型构成
1 P+ Z( E& N, p, K5 R1 ~# @( C7 B8 R  g1 F2 C6 x
    由假设4和假设5,就得到了学业与疏远度在无外界干扰的情况下互相作用的模型: 2 p8 a' K0 g0 I9 t0 d5 N
    {dX(t)/dt=aX-bXY;dY(t)/dt=cXY-eY} 其中c=αb. (1)
) y( w. C0 `  ?1 b8 w/ {+ Z* j
    这是一个非线性自治系统,为了求两个数X与Y的变化规律,我们对它作定性分析。令{aX-bXY=0;cXY-eY=0} 解得系统(1)的两个平衡位置为:O(0,0),M (e/c,a/b)。从(1)的两方程中消去dt,分离变量可求得首次积分: 3 p3 y/ w5 ?# ?% P* ]6 E  q4 _
    F(X,Y)=cX-dln|X|-aln|Y|=k (2)
5 @! v/ ^& l9 e
0 H* i! Y8 U3 n' y1 A: U    容易求出函数F(X,Y)有唯一驻点为M(e/c,a/b)。再用极值的充分条件判断条件可以判断M是F的极小值点。同时易见,当X→∞(B女对A君恨之入骨)或Y→∞ (A君是一块只会学习的木头)时均有F→∞;而X→0(A君作了变形手术,B女对他毫无防备)或Y→0(A君不学无术,丝毫不学习)时也有F→∞。由此不难看出,在第一象限内部连续的函数z=F(X,Y)的图形是以M为最小值点,且在第一卦限向上无限延伸的曲面,因而它与z=k(k>0)的交线在相平面XOY的投影F(X,Y)=k (k>0)是环绕点M的闭曲线簇。这说明学业成绩和疏远度的指数成周期性变化。
4 u& n+ w6 D0 h/ I$ D) u' h# ~7 d1 Y8 h
结果解释 % k  `- ]2 |+ Q0 i( A
, C7 M% g! H$ _" n
    从生态意义上看这是容易理解的,当A君的学习成绩Y(t)下降时,B女会疏远 A君,疏远度X(t)上升;于是A君就又开始奋发图强,学习成绩Y(t)又上升了。于是B女就又和A君开始了来往,疏远度X(t)又下降了。与B女交往多了,当然分散了学习时间,A君的学习成绩Y(t)下降了。 ) C5 K# a  j# F0 _+ K& b

( ]& P. O4 B# c# W7 G    然而我们可证明,尽管闭轨线不同,但在其周期内的X和Y的平均数量都分别是一常数,而且恰为平衡点M的两个坐标。事实上,由(1)的第二个方程可得: dY/Ydt=cX- e,两端在一个周期时间T内积分,得:
8 d) x* w; s7 W1 D( Y1 A    ∫(dy/Ydt)dt=c∮Xdt-dT (3) ; X9 I7 S5 W* \+ G- B2 w; X

1 S, J6 ^( E/ x    注意到当t经过一个周期T时,点(X,Y)绕闭轨线运行一圈又回到初始点,从而:∫(dY/Ydt)dt=∮dY/Y=0。所以,由(3)式可得:(∫Xdt)/T=e/c。 - Y, X$ P$ S$ c- i$ U- Q  a0 M
) B, W3 n4 Z" P3 A+ l
    同理,由(1)的第一个方程可得:(∫Ydt)/T=a/b。
. u- L: R0 o8 ^  ~3 H- r2 \2 c( D
4 E; t+ |1 K7 o模型优化
/ I2 V; g& s( L4 k. v6 q# ?6 p" d/ T) E8 v9 p
    考虑到追求攻势对上述模型的影响。设追求攻势与该时刻的疏远度成正比,比例系数为h,h反映了追求攻势的作用力。在这种情况下,上述学业与疏远度的模型应变为:
, b! g  I* E8 b1 H$ M5 Q4 _    {dX/dT=aX-bXY-hX=(a-h)X-bXY;dY/dt=cXY-eY-hY=cXY-(e+h)Y} (4) 3 ]$ u, o7 E) S4 p' e
" v& ^* v' B: s% r" E9 l- B
    将(4)式与(1)式比较,可见两者形式完全相同,前者仅是把(1)中X与Y的系数分别换成了a-h与e+h。因此,对(4)式有 ' D- b: c4 U8 E; E
    x’=(∫Xdt)/T=(e+h)/c,y’=(∫Ydt)/t=(a-h)/b (5) 5 U. H; ?, P2 d: f9 o
. n  x. h( U5 R0 E
    利用(5)式我们可见:攻势作用力h的增大使X’增加,Y’减少。
1 T8 t& W3 B) [5 d3 u
; ^& \  R5 P7 X3 X# ~. E: `9 f我们的建议
7 u7 D. r1 ]4 ?2 Z7 d2 q/ K
! Z1 V% N4 q0 l8 t1 P    考试期间,由于功课繁忙,使得追求攻势减少,即h减小,与平时相比,将有利于学业成绩Y的增长。这就是Volterra原理。 此原理对男生有着重要的指导意义:强大的爱情攻势有时不一定能达到满意的效果,反而不利与学业的成长;有时通过慢慢接触,慢慢了解,再加上适当的追求行动,女生的疏远度就会慢慢降低。学习成绩也不会降低!
, p+ _5 \9 @) V7 k# y; ~3 P3 [以上资料来源于赛才网" Y- y7 {" s' x# U( R  b
路径:赛才网=》赛坛=》MCM论坛 ; Z2 C6 V3 y3 d5 O
0 h0 c$ E8 u3 b( B# T+ A
哈哈,牛人一个啊!
zan
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