数模论文写作与软件使用.ppt
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1、卢 楠,数模竞赛论文的写作与编辑软件的使用,2,主要内容,数学建模的基本过程,数学建模竞赛论文的基本结构与写作要点,排版格式方面的要求,如何写好数学建模竞赛论文,3,主要内容,编辑软件的使用word在撰写竞赛论文时的一些排版方法公式编辑器MathType的使用,4,一、数学建模的基本过程,数学建模的基本过程,实际问题,5,(1)建模准备。包括了解问题的实际背景(属于哪一个领 域),明确建模目的(要解决什么问题),收集掌握必 要的数据资料,分析研究对象的主要特征(内在机理或 输入输出)。,(2)模型假设。通过对资料的分析计算,找出起主要作用的 因素,经必要的精炼、简化,提出若干符合客观实际的 假
2、设。,一、数学建模的基本过程,6,(3)模型建立。在所作假设的基础上,利用适当的数学工具 去刻划各变量之间的关系,建立相应的数学结构即 建立数学模型。同一实际问题也可以用不同的数学方法 建立起不同的模型。一般地讲,在能够达到预期目的的 前提下,所用的数学工具越简单越好。,(4)模型求解。利用计算机求出解析解或数值解。,一、数学建模的基本过程,7,(5)模型分析。对求解的结果进行数学上的分析,如结果的误 差分析(误差是否在允许的范围之内)、统计分析(结果 是否符合特定的统计规律)、模型对数据的灵敏度分析(模型结果是否会因为数据的微小改变而发生大的变化)、对模型假设的稳定性分析(模型的结果是否对某
3、一假设非 常依赖)。,(6)模型检验。将求解的结果和分析结果翻译回到实际问题 中,与实际现象、实际数据进行比较,检验是否与实际 吻合。如果不吻合,需要对模型进行修正,重新检查模 型的假设,重新建模。如果吻合较好,则可以将模型推 广并交付实际应用。,一、数学建模的基本过程,8,1、竞赛论文是参加竞赛的凭证,是三天苦战 的结晶。2、竞赛论文是评奖的唯一依据。,因此,必须充分重视竞赛论文的写作,全力写好竞赛论文。,误区一:模型建好就行了,论文是次要的,误区二:论文写得华丽些,模型能用就行。,二、论文的基本结构与写作方法,9,建模与写论文的关系:建立好的数学模型是论文写作的基础。论文写作是建模的表达,
4、是模型的完善。,二、论文的基本结构与写作方法,10,论文写作原则 在模型、算法及结果确定的前提下,数学建模科技论文写作是应把握几个原则:1、良好的写作思路2、规范的科技论文3、人性化的写作,二、论文的基本结构与写作方法,11,人性化的写作记住你写的文章是给评阅人看的,他也是一个有喜 怒哀乐的普通学者!不要把他当作小学生,也不要当作数学家!原则:读者觉得你的文章有思想、思路清楚、逻辑性强,想看的内容很容易找到!(切记第一人称),二、论文的基本结构与写作方法,12,数学建模规范的科技论文的一般结构,二、论文的基本结构与写作方法,摘要问题重述与分析问题假设符号说明模型建立与求解结果分析模型检验模型推
5、广模型评价参考文献和附录,13,分值分布情况分析 模型和算法是关键 摘要部分值得特别关注 假设的合理性、建模的创新性、结果的正确 性、文字描述的清晰性,二、论文的基本结构与写作方法,14,摘要在整个数模论文中占有及其重要的地位,它是评委对你所写论文的第一印象。在全国大学生数学建模竞赛中,组委会对论文摘要提出了专门的要求,再三明文提醒参赛者要注重摘要的写作。在论文的评阅中,摘要是论文是否取得好名次的决定性因素,评委们通过摘要就决定是否继续阅读论文。换句话说,就算论文的其他方面写得再好,摘要不行,论文也不会得到重视或者根本上就没有评委来阅读论文。,二、论文的基本结构与写作方法,15,在摘要中一定要
6、突出6个方面:问题,方法,模型,算法,结论,特色。简而言之,摘要应该体现用什么方法,解决了什么问题,得出了什么结论。避免有主观评论,一定要突出重点,让人一看就知道这篇论文的目的是什么,做了什么工作,用的什么方法,得到了什么结果,有什么创新和特色。只有这样的摘要才是成功的。具体写摘要的时间一般安排在论文基本完成以后,由一个队 员具体负责,在写出初稿后由其他队员交替阅读提出修改,直到大家满意为止。好的摘要都包含了两个共同的特点:简单与清晰。篇幅在一页之内。,二、论文的基本结构与写作方法,16,好的摘要自成一篇好的文章,要五官具体,短小精悍。评委读了就可以对文章作出评分,甚至不用读你的论文。好摘要可
7、用议论文“三段论”手法成文,具体可分为如下三点:,二、论文的基本结构与写作方法,17,虎头:第一段涉及虎的五官“总问题、总方法、主要模型、软件与算法、总的结论”,语言简明扼要,让人读来,如沐春风。即本文针对大标题问题,使用某某方法,建立某某模型,使用某某软件编程,得到什么样的结果,最后还做出了灵敏度分析和误差分析。猪肚:第二段开始,第三段、第四段、,分别针对每个具体问题,各使用什么方法、建立什么模型、使用什么算法、得到什么结论,内容要充实,语言要准确、简洁明了。豹尾:最后一小段要突出本文的特色,交待灵敏度分析和误差分析的结果好坏,概括评价论文的优点缺点,并在横向和纵向上对模型进行了推广。,二、
8、论文的基本结构与写作方法,18,问题、方法、模型、算法、结果、特色是摘要中重要的六点,齐全就满分。篇幅适当(一页以内),准确、简明,条理清晰。语言规范精练,格式符号要求。务必认真校对。不能过于简略,也不能过于详尽。要突出主要内容。,二、论文的基本结构与写作方法,摘要要求,19,范例一:公交车调度方案的优化模型(2001年全国一等奖摘要)本文建立了公交车调度方案的优化模型,使公交公司在满足一定的社会效益和获得最大经济效益的前提下,给出了理想发车时刻表和最少车辆数。并提供了关于采集运营数据的较好建议。在模型中,对问题1建立了求最大客容量、车次数、发车时间间隔等模型,运用决策方法给出了各时段最大客容
9、量数,再与车辆最大载客量比较,得出载完该时组乘客的最少车次数462次,从便于操作和发车密度考虑,给出了整分发车时刻表和需要的最少车辆数61辆。模型建立模糊分析模型,结合层次分析求得模型带给公司和乘客双方日满意度为(0.941,0.811),根据双方满意度范围和程度,找出同时达到双方最优日满意度(0.8807,0.8807),且此时结果为474次50辆;从日共需车辆最少考虑,结果为484次45辆。,二、论文的基本结构与写作方法,20,对问题2,交待了综合效益目标模型及线性规划法求解。对问题3,采集方法是遵照前门进中门出的规律,运用两个自动记录机对上下车乘客数记录和自动报站机(加报时间信息)作录音
10、结合,给出准确的各项数据,返站后结合日期储存到公司总调度室。关键词:公交调度;模糊优化法;层次分析;满意度,二、论文的基本结构与写作方法,范例一:公交车调度方案的优化模型(2001年全国一等奖摘要),21,范例二:彩票发行方案的最优决策(2002年全国一等奖摘要)目前,彩票在我国得到了迅速健康的发展,并且为我国的福利公益事业的发展做出了很大 贡献。本文针对目前流行的各种不同彩票发行方案,综合分析了各种奖项出现的可能性、奖项和奖金额的设置以及对彩民的吸引力等因素对各方案的影响,建立了三个模型。模型I:利用超几何分布原理,建立了头奖期望模型。依照此模型,得出传统型彩票中方案、乐透型彩票中方案(即)
11、设计较为合理;总体而言,乐透型彩票的方案 头奖期望最大,方案设计最为合理。,二、论文的基本结构与写作方法,22,范例二:彩票发行方案的最优决策(2002年全国一等奖摘要)模 型II:综合考虑影响方案合理性的各种因素,建立了高项奖中奖概率、总中奖概率、奖项的设置以及奖金分配的多目标决策模型,求解得到:方案19的加权目 标函数值最大,在所有方案中它是最合理的一个方案;“传统型”彩票方案14中,方案4较为合理;“传统型”彩票方案(14)的加权目标函数值总体 上小于“乐透型”方案(529),从普遍意义上讲,“乐透型”方案相对优于“传统型”;对于(从 中选)型的方案,相同时,为35、30、32、33、3
12、4时它们的合理性依次递减。模型III:考虑到彩票市场供给与需求的关系,并结合彩票管理部门与彩民双方的满意度,建立了多目标最优决策模型。通过彩票市场供给、需求随销售的走势,找到了均衡点,同时利用计算机编程,搜索出了更优的彩票发行方案。,二、论文的基本结构与写作方法,23,本文还从的变化对模型的灵敏性作了准确分析,以及从单式投注向复式投注、适当提高总奖金额等方面为设置彩票发行方案作了进一步讨论。最后据此模型,向彩票管理部门提出了更为积极、实用的彩票发行建议;并从充分认识彩票、入市动机及心态、策略和技巧等三个方面对彩民摸彩、投彩提出了科学的参考意见。关键词:机率;期望;多目标决策;超几何分布;满意度
13、,二、论文的基本结构与写作方法,范例二:彩票发行方案的最优决策(2002年全国一等奖摘要),24,举例:(1998年全国竞赛A题,投资的收益和风险),市场上有n种资产(如股票,债券)Si,i=1,2,n供投资者,选择,某公司有数额M的一笔相当大的资金投资,经评估若购买Si,其平均收益率为ri,风险损失率为qi,考虑到投资越分散,总的风险越小,公司确定,当用这笔资金购买若干种资产时,总体风险可用所投资的Si中最大的一个风险来度量。,购买Si要付交易费,费率为pi,并且当购买额不超过给定值ui时,交易费按购买ui计算(不买当然无须付费)。,另外,假定同期银行存款利率是r0,且既无交易费又无风险。(
14、r0=5%),二、论文的基本结构与写作方法,25,试设计投资组合方案使净收益尽可能大风险尽可能小。,二、论文的基本结构与写作方法,已知n=4时,相关数据如下:,26,试就一般情况对以上问题进行讨论,并利用以下数据进行计算。,二、论文的基本结构与写作方法,27,模型的建立,决策变量,多目标规划模型,购买Si投资费用,建模,设存银行数额x0,则,投资项目Si的净收益,投资组合的净收益,二、论文的基本结构与写作方法,28,投资组合风险,投资总额,双目标规化模型,二、论文的基本结构与写作方法,29,下面将利用主要目标法将双目标规划转化为单目标规划,方案1.将主要目标设为投资收益,即固定风险水平,优化收
15、益。,这样把多目标规划变成一个单目标规划。,根据投资者承受风险的程度不同,若给定一个界限a,使最大的一个风险满足,单目标规化模型,二、论文的基本结构与写作方法,30,令M1,将已知数据代入上述模型,从a=0开始,以步长a=0.001逐次增加,代入上述模型,可得,结论,1)风险越大,收益越大,2)在a=0.006附近有一个转折点,在这一点左边,风险增加很少时候,利润增长很快;在这一点右边,风险增加很大时,利润增长很缓慢。,二、论文的基本结构与写作方法,31,对于风险和收益没有特殊偏好的投资者来说,应该选择曲线的拐点作为最优投资组合,大约是a=0.006,R=0.2,所应对的投资方案为:,二、论文
16、的基本结构与写作方法,32,方案2.将主要目标设为降低风险,即固定收益,优化风险。,求解时,也可以给k一个初值及步长,逐次增加k并求解模型,直到无解。,二、论文的基本结构与写作方法,33,(2)线性加权平均法,这种方法的关键是如何给出适当的权因子,层次分析法等方法可以用于解决这一问题。,用这种方法求解时,应当给出多组不同权系数下的结果,并对这些结果进行分析比较。,二、论文的基本结构与写作方法,34,利用线性加权平均法求解此例(1998年全国竞赛A题,投资的收益和风险)。,解:引入权因子,则原双目标规划模型可转化为:,以下是权因子取不同值时,得到的几组结果,二、论文的基本结构与写作方法,35,该
17、题论文的要完成的基本工作:,二、论文的基本结构与写作方法,问题分析,建立模型1双目标规划模型,36,该题论文的应有的计算结果:,二、论文的基本结构与写作方法,求解模型2:固定风险求最大收益时,对于不同的风险阈值,求出取得相应最大收益的投资组合(列表),绘出风险收益曲线,找出收益转趋平稳的临界值。,求解模型3:固定收益求最小风险时,对于不同的风险阈值,求出取得相应最大收益的投资组合(列表),绘出收益风险曲线,找出收益徒增的临界值。,求解模型4:根据不同的权因子取值,计算相应的投资方案。,注:无论对哪个模型进行求解,在列表给出结果或绘制曲线后,一定要对结果进行分析,得出相应的结论。,37,学生完成
18、的摘要举例(一):,二、论文的基本结构与写作方法,本文讨论关于投资组合的问题,首先根据题中所给数据用线性规划方法,应用多目标决策方法建立模型,并通过简化,成为一个单目标线性规划问题,计算后得到一个合乎公司要求的尽可能大的净收益。然后对投资者的承受能力进行分析,得出一个风险承受能力与最大净收益的比例图,再根据资者的风险承受能力制定其投资组合方案.,你觉得这篇摘要写的如何?不足之处有哪些?,虎头:本文针对大标题问题,使用某某方法,建立某某模型,使用某某软件编程,得到什么样的结果,最后还做出了灵敏度分析和误差分析。猪肚:分别针对每个具体问题,各使用什么方法、建立什么模型、使用什么算法、得到什么结论,
19、内容要充实,语言要准确、简洁明了。豹尾:最后一小段要突出本文的特色,交待灵敏度分析和误差分析的结果好坏,概括评价论文的优点缺点,并在横向和纵向上对模型进行了推广。,38,学生完成的摘要举例(二):,二、论文的基本结构与写作方法,对市场上的多种风险资产和一种无风险资产(存银行)进行组合投资策略的设计需要考虑两个目标:总体收益尽可能大和总体风险尽可能小,而这两个目标在一定意义上是对立的。本文给出组合投资方案设计的一个线性规划模型。主要思路是通过线性加权综合两个设计目标,假设在投资规模相当大的基础上,将交易费函数近似线性化,通过决策变量的选取化解风险函数的非线性。模型的最大优点是:计算过程稳定性好,
20、速度快。我们对各种加权因子,求得了最优化决策方案,从而得到问题的有效投资曲线。根据有效投资曲线,投资者可以由自己的主观偏好,直观的选择自己的投资方向。,你觉得这篇摘要写的如何?不足之处有哪些?,39,学生完成的摘要举例(三):,二、论文的基本结构与写作方法,在市场经济结构多元化发展的今天,在投资市场中,投资者经常要面对问题就是在变化的风险损失率,平均收益率影响下如何进行合理、有效的投资,从而使得投资者的利益最大化。如何进行合理、有效的投资组合?这是一个投资的分散组合与风险之间的不确定关系。现在根据题目所给出的背景条件,我们认为在影响投资组合是否成功的因素有如下几个:风险损失率,平均收益率、资金
21、投资的组合数、银行利率、交易费率接着分析这5个因素对投资收益的影响。用线性规划的方法对投资收益的资金组合问题进行建模,我们建立的是双目标规划模型。我们得到了这样的结论:要想得到收益就要冒一定的风险,不可能收益最大而风险最小。而风险高到一定得程度(本题是0.03),收益基本不再上升,甚至还会下降。,40,学生完成的摘要举例(三)(续):,二、论文的基本结构与写作方法,对模型进行简化求解后得到投资项目的个数n=4时,最大收益即最优解为:26989.35元;当n=15时,求的最优解为:34574.54元;并且对所得的结果进行分析;再对风险和收益进行二次拟合后,最后得出影响资金投资组合的因素的误差分析
22、以及建议:当投资项目风险均较小时,建议投资方多投资;当投资项目风险均较大时,根据投资方的风险承受能力选取一个合适风险度c0,当风险度小于c0时,建议投资,当风险度大于c0时,建议存款。分析过程中我们还得出了这样的结论:投资越分散,总的风险越小。在误差分析中:分析了风险损失率qi、平均收益率ri、费率pi、交易费ui、银行利率、投资总额M和资金投资的组合数Si对总收益的影响。,41,二、论文的基本结构与写作方法,风险投资是指“由专业投资媒体承受风险,向有希望的公司或项目投入资本,并增加其投资资本的附加价值”,它资意味着在期望得到高收益的同时,也必须承受高风险。本文基于经济学中的风险分散原理,研究
23、了合理安排投资组合,以达到规避风险的同时获得最大利润的方法。首先本文根据“收益尽可能大,且风险尽可能小”的要求建立了一个双目标规划模型。通过实例计算表明,极小化风险与极大化收益正如鱼与熊掌一样,无法兼得。为解决这一问题,本文采取了以下两种方法:,首先,采用主要目标法,将双目标规划模型转化为两个单目标规划模型。一个是通过设定风险上限阈值k,求在风险一定的条件下,保证组合收益最大化的投资组合方案,称之为模型2;,摘要范例(续):,42,二、论文的基本结构与写作方法,另一个是通过设定收益下限阈值,求在保证收益条件下,组合风险最小的投资组合方案,称之为模型3。另外,本文还通过将风险损失与收益进行线性加
24、权的方法,将双目标规划模型转化为单目标规划模型,称之为模型4.,本文利用Lingo软件分别对问题1和问题2的三种模型进行了求解。对于模型2求出了不同风险上限阈值下收益最大的投资组合。结果显示,风险阈值越大,投资组合收益越大,当风险上限阈值超过*时,组合收益将趋于平稳,不再增加。本文对上述计算结果进行了二次曲线拟合,建立了风险收益关系曲线。对于模型3,本文求出了不同收益下限阈值对应的组合风险最小的投资组合。结果也显示要想收益越大,必须承担更大的风险,基于上述计算结果,本文也进行了二次曲线拟合,建立了收益风险关系曲线。,摘要范例(续):,43,摘要范例(续):,二、论文的基本结构与写作方法,对于上
25、述三种模型的求解结果,本文都进行了详细地分析和比较,它们的计算结果不仅相互对应,而且也都反映了风险越高,收益越大,一定风险下,合理安排投资项目可以获得最大的收益。,最后,本文还讨论了银行利率、平均收益率、风险损失率对模型求解结果的影响。,44,本文对调查数据进行了统计分析,在此基础上求出各商区人流量百分比和分布规律,然后进行MS网点的设计,建立了三个模型,并进行了仿真检验。对问题一,分析得到不同年龄段观众在出行、就餐、消费等方面存在较大差别,因此依照年龄段按照性别的不同,分别对出行、就餐、消费等三个方面总结出观众概率分布的8条规律。,二、论文的基本结构与写作方法,范例三:奥运会临时MS超市网点
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