数学建模论文参考

绝世美人儿
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2021年02月19日 16:09
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2021年2月19日发(作者:体坛风云人物)


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安徽建筑工业学院大学生数学建模竞赛报名表



编号(由活动组织者填写)




队员详细信息(选手题写)








1




组< /p>




2







3














宿





电子信箱















宿





电子信箱















宿





勘查



17#317




姜恩三



性别





安徽建筑工业学院土木工程学院



勘< /p>






年级



大二



工程



17#314


徐可



宿舍电话







性别







安徽建筑工业学院土木工程学院



勘< /p>






年级



大二



工程



17#319


张义



宿舍电话







性别



年级



宿舍电话









大二



安徽建筑工业学院土木工程学院



电子信箱








指导教师:



宫珊珊



数学建模竞赛










本文通 过分析安徽省各校以及全国各赛区建模成绩,构造合理的数学模型,


对安徽省各高校以及 全国各赛区的数学建模竞赛实力进行排序并给出其分布情


况。


最 后依据分析得出的数据为参加全国赛的同学提供了一些有价值的建议。







针对问题一


题目附件中给出了安徽省各高校的建模成绩获奖统计。< /p>


根据此


我们引用层次分析法构建数学模型,


对各高校建模成绩各奖项加权赋值,


得到安


徽赛区各高校建模 成绩排序以及其分布情况。



针对问题二


题目中只给出全国各高校的获奖情况,


没有区分各高校所属哪


赛区,所以我们首先将各高校按所属省或者直辖市分赛区,共分


30

个赛区,利



Excel


软件统计 出的全国各赛区参加


2010


年高教社杯报名及获奖情况。按获


奖比例对国家一、


二等奖加权赋值,


得 到各赛区的本科组与专科组建模成绩。



0

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后两组数据运用加 权赋值方法处理得到此赛区的总评。


得出全国各赛区建模实力


的 排序。



针对问题三





由问题一



、问题二得出的数据,我们从各赛区获奖概率,各


赛区获奖分布 、


队员的分职合作、


心态、


技巧等各方 面提出了自己的意见与建议。



关键词:


层次分析法


数学建模


加权赋值





、问题的重述





“一次参赛,终身受益”


,全国大学 生数学建模竞赛是教育部与中国工业


与应用数学学会举办的全国性大学生竞赛,


是目前参赛人数最多、


最具影响力的


全国性大学 生学科竞赛。请根据


2010


全国赛的报名和获奖情况(见附件 )分别


讨论以下问题:



1.



安徽赛区各高校的数学建模竞赛实力排名及分布情况;



2.



全国各赛区的大学生数学建模竞赛实力排名及分布情况;



3.



通过数据分析为参加全国赛的同学提供一些有价值的建议。





、问题分析



关于问题一



需要对安徽赛区各校建 模成绩科学、合理地排序。首先观察附件


1


中安徽赛区各校各队 的建模成绩


,


从中统计出各高校成绩的汇总。然后针对获奖


的种类,通过层次分析法对国家一、二等奖


省一、二、三等奖进行由 定性到定


量的转化,


并计算出各校的对应得分。


最后,


以得分为标准对高校的成绩进行了


排序。另外, 在对安徽赛区建模成绩进行排序时,由于题中给出


2010


年高 教社


杯报名与获奖情况的数据,


数据中成功参赛仅代表并不能体 现一个学校的建模实


力,即与建模实力无关,因此在考虑实力权重时可忽略。排序只能代 表


2010



时各高校的建模实力。< /p>



关于问题二



给出全国各个赛区的建模成绩科学合理排序。结合附件


2


所给 出


的数据,


我们运用


Excel


软件统计出全国各赛区高校


2010


年高教社 杯获奖情况,


按获奖比列对国家本科组和专科组一、


二等奖加权 赋值,


求出各赛区建模成绩排


序。


考虑 到某些省份或者直辖市未参加建模竞赛的对数较少,


所以将参加队数较

< br>少的省份或者直辖市与周边省赛区合并。


这样全国可分为二十个赛区。

< p>
详情见附



3


;通过加权 之后得到本科组


G1


和专科组


G2


数据,然后将


G1



G2


再进行一


次加权,得到


G


,既是各赛区的最后总得分,依此得分为标准,进行赛区排名。


排名结 果见附表


4


;在对各赛区数学建模竞赛实力的分布上,我们给出 了全国各


赛区得分折线图。



关于问题三



问题三的解决主要是 对问题一与问题二的总结与拓展



在对问题

一、


二经过分析的基础上可以从赛区实力,


南北差异以及各 高校高考时招收学生


分数进行对比。



三、基本假设与符号说明



3.1


基本假设



1.


假设各学校、各队获奖互不影响,相互独立。



2.


假设各赛区评分报奖标准一致。


1


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3.


假设无特殊因素影响各队发挥。


< br>4.


假设建模组委会评分、报奖公正公开。



5.


奖励等级的评定公平、合理



6.


给定的数据准确无误



3.2


符号说明



A


由相对尺度组成的判断矩阵



w


各种奖励权重组成的权向量



CI


矩阵


A


的一致性检验指标



RI


随机一致性指标



CR


一致性比率



注:后文使用的其他符号在相应的文体中自有说明



四、模型建立与求解



4.1


问题一



安徽赛区各高校的数学建模竞赛实力排名及分布情况;



排序模型与求解



高校建模实力直接与 在建模中取得的成绩有关,建模实力与奖励间的关系


如图表示:



指标一



指标二



指标三



指标四



指标五



国一



国二



省一



省二



省三



a1


a2


b1


b2


b3


注:

a1



a2


b1



b2


b3


分别为对应的获奖的数量



首 先,将抽象各项指标转化为数学模型,即构造判断矩阵。在层次分析法


中,为使矩阵中的 各要素的重要性能够进行定量显示,引进了矩阵判断标度



1~ 9


标度法)





a


11


K



A=



M


O



a



n


1


L


尺度



1


含义



a


1


n




M





a


nn



各尺度所对应 的含义如下表所示:



表示两个因素相比,具有相同重要性



2


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3


5


表示两个因素相比,


前者比后者稍重要



表示两个因素相比,


前者比后者明显重




7


表示两个因素相比,


前者比后者强烈重




9


表示两个因素相比,


前者比后者极 端重




2



4



6



8


……



表示上述相邻判断的中间值



对判断矩 阵


A


按列进行归一化,接着按行求和得出列向量


W


,并把列向量


W


归一化的到 向量


w


,此时,得到的


w


向量就是最终的权向量。最后,由每个高校


在各个项目的奖项的个数与权向量 即可得出高校的建模实力


,


由实力水平即可对

< br>各高校进行排名。



各指标所对应的尺度如下表所示:



指标一



9


指标二



7


指标三



5


指标四



3


指标五



1




1



< /p>


1



3


由此可得 矩阵:



1


A=




5



1




7



1




9


3


1


1


3


1


5


1


7

< br>5


3


1


1


3


1


5


7


5


3


1


1


3


9





7






5



< br>


3





1





A


矩阵按列归一化的矩阵:



归一化后的特征向量:



对应求出矩阵


A


的最大特征值


max


=5.0607


当求出权向量后需要 对矩阵


A


进行一致性检验,


由以上数据 对判断矩阵进行


一致性检验。



矩阵< /p>


A


的一致性检验指标为:




A


的一致性指标进行对比的随机一致性指标


RI


如下表:



n


1


2


3


4


5


6


7


8


9


10


11


RI


0


0


0.58


0.9


1.12


1.42


1.32


1.41


1.45


1.49


1.51


将矩阵


A


的一致性指标


CI


与 随机一致性指标


RI


相比,


得到一致性 比率


CR



并将


CR



0.1


进行比较,

< p>
可以得出矩阵


A


的一致性指标的变化范围。



CR


越小


3


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表示 矩阵


A


的一致性越好,当


CR


大于


0.1


时,表示矩阵


A


不能采纳。



CR=CI/RI=0.015175/1.12=0.0135<0.1

< p>
由以上分析的矩阵


A


的一致性好,


w


可以采用并作为各种奖励的权值。



e=0.5028*a1+0.2602*a2+0.1344*b1+0.0678*b2+0.03 48*b3


注:


e


表示某一高校数学 建模竞赛实力相对系数



如:安徽大学


e=1*0.5028+4*0.2602+10*0.1344+3*0.0678+6*0.0348=3 .2998


将题中附表所给数据进行统计并带入有效数据求得安徽赛区


2010


年高教社


杯建模实力排名如附表


1




实力分布如下图表所示:



2010


年安徽赛区参加高教社杯获奖情况与总排名




国家一等


国家二等

< br>省一等


省二等


省三等












安徽大学



1


4


10


3


6


安徽财经大学



6


9


5


3


解放军炮兵学院



1


2


10


1


4


中国科学技术大




1



9


5


4


安徽师范大学



1


4


6


11


安徽建筑大学



1


1


3



4


安庆师范学院



1


2


5


7


安徽工业大学



1


4


2


1


解放军电子工程学院




4


4


2


安徽工程大学




3


3


3


池州学院





3


2


2


合肥师范学院




3


1



淮北师范大学




1


2


4


巢湖学院





2


2



合肥工业大学




1


1


5


安徽理工大学




1


2


2


安徽财经大学商学院




2



2


滁州学院





1


1


3


河海大学文天学院




1


1


3


安徽新华学院




2



1


蚌埠学院





2



1


安徽农业大学





2


4


淮南师范学院




1



4


安徽大学江淮学院




1


1


2


宿州学院






2


3


皖西学院






1


4


阜阳师范学院





2


2


合肥学院






1


3


亳州师范高等专科学校





2


1


安徽绿海商务职业学院






2


芜湖信息技术职业学院






2


4< /p>


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e/


相对系




3.2998


3.2142


2.5742


2.1906


1.5874


1.3054


1.1116


0.9685


0.8784


0.7111


0.6084


0.471


0.4092


0.4044


0.3762


0.3396


0.3384


0.3066


0.3066


0.3036


0.3036


0.2748


0.2736


0.2718


0.24


0.207


0.2052


0.1722


0.1704


0.0696


0.0696


实力排




1


2


3


4


5


6


7


8


9


10


11


12


13


14


15


16


17


18


18


19


19


20


21


22


23


24


25


26


27


28


28

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