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數學模型 |
數學模型是運用數理邏輯方法和數學語言建構的科學或工程模型。數學模型的歷史可以追溯到人類開始使用數字的時代。隨着人類使用數字,就不斷地建立各種數學模型,以解決各種各樣的實際問題。對於廣大的科學技術工作者對大學生的綜合素質測評,對教師的工作業績的評定以及諸如訪友,採購等日常活動,都可以建立一個數學模型,確立一個最佳方案。建立數學模型是溝通擺在面前的實際問題與數學工具之間聯繫的一座必不可少的橋樑。
簡介
數學模型是針對參照某種事物系統的特徵或數量依存關係,採用數學語言,概括地或近似地表述出的一種數學結構,這種數學結構是藉助於數學符號刻劃出來的某種系統的純關係結構。從廣義理解,數學模型包括數學中的各種概念,各種公式和各種理論。因為它們都是由現實世界的原型抽象出來的,從這意義上講,整個數學也可以說是一門關於數學模型的科學。從狹義理解,數學模型只指那些反映了特定問題或特定的具體事物系統的數學關係結構,這個意義上也可理解為聯繫一個系統中各變量間內的關係的數學表達。數學模型所表達的內容可以是定量的,也可以是定性的,但必須以定量的方式體現出來。因此,數學模型法的操作方式偏向於定量形式。在建模過程中,要把本質的東西及其關係反映進去,把非本質的、對反映客觀真實程度影響不大的東西去掉,使模型在保證一定精確度的條件下,儘可能的簡單和可操作,數據易於採集。
評價
用字母、數字和其他數學符號構成的等式或不等式,或用圖表、圖像、框圖、數理邏輯等來描述系統的特徵及其內部聯繫或與外界聯繫的模型。它是真實系統的一種抽象。數學模型是研究和掌握系統運動規律的有力工具,它是分析、設計、預報或預測、控制實際系統的基礎。數學模型的種類很多,而且有多種不同的分類方法。靜態模型是指要描述的系統各量之間的關係是不隨時間的變化而變化的,一般都用代數方程來表達。動態模型是指描述系統各量之間隨時間變化而變化的規律的數學表達式,一般用微分方程或差分方程來表示。經典控制理論中常用的系統的傳遞函數也是動態模型,因為它是從描述系統的微分方程變換而來的(見拉普拉斯變換)。[1]