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2017第十届“认证杯”数学中国数学建模网络挑战赛第一阶段赛题发布:无体力赛题下载地址:www.tzmcm.cn
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: P0 _- F$ v5 k( e; K/ t' d; i* q$ t
A题 安全的后视镜; L2 j. I2 P3 e
汽车后视镜的视野对行车安全非常重要. 一般来说, 汽车的后视镜需要有! W6 b4 O) p8 w2 Z
良好的视野范围, 以便驾驶员能够全面地了解车后方的道路情况. 同时, 后视
; E6 ]* P: ]0 Q- j, O, a镜也要使图像的畸变尽可能小, 以使驾驶员能够准确地判断距离.( V& j4 v' d( j* L3 M; p. T
如果汽车的后视镜使用平面镜, 图像没有畸变, 对距离的判断十分准确.3 Z& H1 a+ u: F! t) x6 n0 g
但是当镜面大小受限时, 视野相对较小. 如果使用凸面镜, 可以以较小的镜面
# c3 b1 b1 Y7 H; V; C获得更加宽广的视野, 但是图像存在畸变, 很难准确判断镜中物体与自己的
2 j4 |( t- a4 y6 V7 V" H7 M- j距离. 有的镜面是由平面镜和凸面镜拼合在一起组成, 意图兼顾两者的优点.
+ I8 y- a& G: Z6 f1 `但事实上, 驾驶员在观察后视镜时, 两者很难同时看清. 较受欢迎的做法是构
8 k2 [! P1 r2 g/ p, o造一个变曲率的后视镜, 使后视镜可以兼顾两者的优点, 也降低了观察和距
1 a6 ^/ b. P; h; }/ U E离判断上的难度. 目前市场上有售不同设计的变曲率后视镜. 最常见的是一% r1 g! o; W2 h4 o4 Z
种双曲率后视镜, 内侧接近平面镜, 外侧则是一个凸面镜, 在它们之间进行了
' Q+ G& p! S2 E- {& u平滑的过渡. 图 1 是两个例子, 为了便于驾驶员对距离进行判断, 镜中由虚线
, z4 o. o' w7 `2 X. {或细实线示意了不同曲率的镜面间的分界线. 它们的具体设计有所区别, 性8 d9 k. C! a8 U5 h! _$ }
能也会有所不同.
1 w& R# } B' g6 b4 i! b' @第一阶段问题: 对典型的小型家用轿车而言, 共有三面后视镜, 左右车门的
( w( r1 d: D& q1 s外侧各装一面外后视镜, 车内正中还有一面内后视镜. 假设两面外后视镜都3 A9 A/ E* B* y, x
设计成如图 1 所示的双曲率后视镜, 请你建立相应的数学模型, 对外后视镜
( e9 Y8 I" `. ~/ A给出优化的设计方案, 包括镜面的曲面外形以及分界示意线的位置. 并以一
9 V: ~8 B7 \& g# D/ X( T }种现有的轿车为例 (可自选), 给出具体的计算结果, 镜面的轮廓可以沿用现有
7 N2 t! W: |" `0 [的设计. 由于我们只做理论上的研究, 所以在设计时暂不需要考虑和遵循相
+ e `% [9 w' W- c应的国家标准.
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* w: ^) Z* V% X图 1: 变曲率后视镜的例子" y1 }3 F1 n+ j/ N# V
" F% }9 i% j0 _* J/ V4 w1 ?9 g! @" R8 r' y' h6 {
B题 岁月的印记) @; ?% T+ S3 T5 }3 c& X* Z
对同一个人来说, 如果没有过改变面容的疾病、面部外伤或外科手术等经6 [ ?3 G$ }1 j/ C
历, 年轻和年老时的面容总有很大的相似性. 人们在生活中也往往能够分辨
/ ]/ ~: _( a; y. ?4 \5 b" i出来两张不同年龄段的照片是不是同一个人. 当然, 年龄段相差越大, 识别起
$ T5 S/ ~4 Y# a7 D' x8 O `来也就越困难.$ y6 @9 b, p) A) J7 {6 S/ c4 i
第一阶段问题: 请你建立合理的数学模型, 当我们给出两张不同年龄段的面. e4 k$ w8 K; l8 @" c& m: V, X$ I) B
部照片时, 可以通过算法来自动识别是不是同一个人. 为简单起见, 我们可以
7 p- L) T7 B) u% }( n+ R: S: D" D假设两张照片都是标准位置和标准光线下拍摄的, 例如都是一寸证件照.5 d- s0 w; r/ V0 M; Y* F
5 T, e1 R7 {7 J/ l' J
0 a7 Y; b c& H) G7 cC题 移动端考研产品的春天真的到来了吗?
" x& _2 s; i. C N/ C& V8 g- z2017 年的全国硕士研究生招生考试共有 201 万人报名参加,比去年增加
9 a) ^6 |" L6 A; S3 B8 k了 24 万名考生,增加 13.56%。看起来新一轮的考研热潮即将到来,而考研教/ ]# S+ ~; |. I- m* g! e# }
学和培训的市场也发生了巨大的变化。移动互联网时代的到来,使得许多考
" x: W0 s4 i; Y% ~8 Q研教学活动转移到了手机等移动互联网平台。现在的线上学习市场中,纷纷7 H8 s4 J9 u5 E. r
涌现了依托于移动互联网的产品,如教学 app,手机题库,单词本,错题本或" k* _' `! O) D& `
依托于现有移动端视频平台的直播课程等。移动端产品的使用人数较 PC 端" p6 W0 b6 R. ?% H. \: \
更高,使用时长更长。国内某知名考研网站为了深入了解移动端考研产品的
0 `- B$ r2 s) ]+ p市场占有率和发展趋势,开展了网上问卷调查,问卷格式如附件 1 所示。共收
g; @/ x; t3 Y0 z( ?集有效问卷 38182 份,我们从中随机抽取出 10000 份样本形成了附件 2。请+ n" g0 O5 z$ i% l( ~- Q: g
你建立合理的数学模型解决如下问题。
0 L8 p6 i; L+ R5 C; y% z第一阶段问题:
6 c! l# Y1 f$ J4 B! A f8 l/ D' R1. 请依据附件 2 中的数据进行数据挖掘,找出影响移动端考研产品发展0 M5 d" b# Y1 V, H4 N5 x% A" w
的主要因素。$ \/ G; E8 ]0 P* J
2. 请估计移动端考研产品的合理价格区间,预测移动端考研产品的潜在/ ^, D# G) J3 z, T q
市场占有率。
0 E$ v' a8 D* z4 L8 P3. 请选择一个高校相对较多的城市作为研究对象,充分考虑经济、社会0 O: w" o+ k A1 H1 {
情况和考研教育的特点,评价移动端考研产品投放的可行性。; c4 v, O& s$ k9 d( i
- O( D7 z8 |" p' d$ o- ~# ^3 S
D题 教室的合理设计
$ w w1 I3 |8 X" p: a8 Q/ q) g(本题仅限中学组和专科组选用)! c5 n5 _5 |4 t$ N! m. b$ B' i
某培训机构租用了一块如图一所示的场地,由于该机构开设了多种门类8 C% ?! W% Z2 \8 J% @
的课程,所以需要将这块场地通过加入一些隔墙来分割为多个独立的教室和7 I% I t* N2 z1 b5 `8 t3 @
活动区。请你建立有效的数学模型,为该机构完成合理的教室设计。对设计: O+ f' }& y" R
分别提出了三项要求,分列在下面的问题中。
1 d* R) i0 m! T6 k1 N第一阶段问题:0 `9 F1 M/ e+ H8 U$ ^( O
1. 需要分割出 4 个能容纳至少 30 个座位的教室,2 个能容纳至少 4 个3 \( f7 ]8 V$ b1 W+ m0 d
座位的接待室,不少于 10 平方米的储物空间,不少于 10 平方米的休息区,不/ V% z, u m8 }: x5 D
少于 5 平方米的前台接待区。教室之间,教室与接待室之间的出入不能相互
2 W0 C+ c- ^1 D! d, L3 `影响。假定每个座位占用的空间为 0.8 平方米,每个教室的第一排和黑板之
& j2 y; s4 x( }间的距离不能小于 1.5 米。门的开关需要占用 0.6 平方米。为了简单起见,在
- f5 F2 Y# Y5 t/ O7 g设计中可以忽略墙占用的面积。, t' |: Y% _; F. }6 M& o
2. 在要求 1 的基础之上,考虑让教室能容纳的座位数尽可能的多。
/ o O Y4 Z. u+ u6 a* }* ~! s3. 在要求 1 的基础之上,考虑分割出尽可能多的能容纳 30 个座位的教
0 P- i* z& v2 e5 q室。
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/ I, o* q5 B* P8 m9 G' V/ D4 _/ ?0 U F$ u! z
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