計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)學(xué)建模中的應(yīng)用探討

郭沛正

摘 要：數(shù)學(xué)建模是應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決社會(huì)生產(chǎn)生活中實(shí)際問題的復(fù)雜過程。計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)學(xué)建模的有機(jī)結(jié)合，極大地推動(dòng)了實(shí)際問題的解決，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展。在對數(shù)學(xué)建模和計(jì)算機(jī)技術(shù)的關(guān)系簡要闡述的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探究了計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)學(xué)建模中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù);數(shù)學(xué)建模;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.09.093

0 前言

數(shù)學(xué)作為高中階段學(xué)習(xí)的一門重要學(xué)科，對培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)造性思維具有重要作用。著名數(shù)學(xué)家懷特海曾說：“數(shù)學(xué)就是對于模式的研究?！睌?shù)學(xué)學(xué)科在社會(huì)生產(chǎn)生活中廣泛應(yīng)用，而數(shù)學(xué)模型就是在解決社會(huì)生產(chǎn)生活中的特定問題或者在理論研究中的特定對象時(shí)，按照其內(nèi)在的規(guī)律性，對其進(jìn)行必要的假設(shè)和簡化，并運(yùn)用數(shù)學(xué)語言對其數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表述的過程。在這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力使原來難以解決的復(fù)雜的數(shù)學(xué)建模成為可能，計(jì)算機(jī)逐漸成為數(shù)學(xué)建模過程中不可或缺的工具。

1 數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)技術(shù)

數(shù)學(xué)建模是指人們對在科學(xué)研究、技術(shù)改革、經(jīng)濟(jì)管理等現(xiàn)實(shí)生活中所遇到的實(shí)際問題加以分析、抽象、簡化，用數(shù)學(xué)的語言進(jìn)行描述、用數(shù)學(xué)的方法尋求解決辦法，并通過解釋、驗(yàn)證、修改等多次反復(fù)，最終應(yīng)用于實(shí)際的過程。數(shù)學(xué)建模在交通、物流、建筑工程等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在人們的生產(chǎn)生活中，運(yùn)用數(shù)學(xué)的抽象思維方式，把一些需要解決的難題轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)學(xué)方法，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)來攻克，是解決實(shí)際問題的重要方法和有效途徑。

計(jì)算機(jī)是數(shù)學(xué)建模的重要工具，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了數(shù)學(xué)建?；顒?dòng)。計(jì)算機(jī)的快速運(yùn)算功能，非常適合數(shù)學(xué)建模過程中大量的數(shù)值計(jì)算，從而取代原來需要人工進(jìn)行的繁瑣復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作。計(jì)算機(jī)的大容量貯存功能和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，使得數(shù)學(xué)建模過程中的資料存貯、檢索更為方便、快捷。計(jì)算機(jī)的多媒體功能，讓數(shù)學(xué)建模中一些抽象的問題能通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行直觀的模擬演示。計(jì)算機(jī)軟件的智能化功能，使其能成為我們在數(shù)學(xué)建?；顒?dòng)中的有力助手，幫助著我們進(jìn)行數(shù)學(xué)模型求解。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)學(xué)建模中的具體應(yīng)用

2.1 查詢功能

在實(shí)際數(shù)學(xué)建模過程中，由于建模的程序要求，因此在實(shí)際建模的過程中，要運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來輔助數(shù)學(xué)建模。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，從而全面的將數(shù)學(xué)建模進(jìn)行問題的對策應(yīng)用提升。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用建模下，能夠在計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用輔助下及時(shí)的將數(shù)學(xué)建模中涉及到的問題進(jìn)行查找和解決，并且在解決過程中，能夠清晰的看到數(shù)據(jù)處理和解決的過程。通過其查詢功能的應(yīng)用，能夠及時(shí)的將數(shù)據(jù)代數(shù)應(yīng)用到實(shí)際的問題處理中，因此在數(shù)學(xué)建模中，經(jīng)常將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用和數(shù)學(xué)問題處理相結(jié)合。

2.2 通用數(shù)學(xué)軟件

在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際數(shù)學(xué)問題的建模處理中，有幾款通用的數(shù)學(xué)處理軟件，比如Matlab和Msthematica以及Maple等。這些教學(xué)軟件，在實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中其軟件的使用方法是類似的，并且在實(shí)際教學(xué)應(yīng)用過程中，都能夠在已知條件下進(jìn)行問題的對策推導(dǎo)。并且在實(shí)際問題的推導(dǎo)和處理中，其問題處理的精確度是非常高的，因此在進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用中，經(jīng)常將這幾款通用的教學(xué)軟件用來處理數(shù)學(xué)問題。

2.3 Lingo和Lindo的最優(yōu)化計(jì)算應(yīng)用

Lingo是現(xiàn)代化數(shù)學(xué)教學(xué)中，經(jīng)常用來解決二次線性數(shù)學(xué)規(guī)劃問題。在其實(shí)際軟件應(yīng)用中，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行專門的整化和帶入，并且在實(shí)際應(yīng)用過程中，能夠及時(shí)而又明確的將數(shù)學(xué)建模中的問題進(jìn)行整理解答。因此在現(xiàn)代化的工業(yè)發(fā)展中，經(jīng)常用Ligo軟件來處理工業(yè)生產(chǎn)中的產(chǎn)品應(yīng)用物料配比，通過Ligo軟件處理的數(shù)據(jù)能夠及時(shí)而又準(zhǔn)確的將數(shù)據(jù)對比之間的表述關(guān)系繪制在圖形表述中。在財(cái)經(jīng)管理中也經(jīng)常將該軟件應(yīng)用到實(shí)際問題處理中，在Ligo和Lido軟件應(yīng)用過程中，應(yīng)該注重對問題的處理策略，要從全局角度出發(fā)，這樣才能夠使得問題的處理和解決能夠滿足基本的數(shù)據(jù)處理要求。

2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件應(yīng)用

在數(shù)學(xué)建模過程中，經(jīng)常會(huì)運(yùn)用到數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)問題，因此需要在實(shí)際教學(xué)過程中，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)處理軟件來解決數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的問題，這樣才能夠在實(shí)際問題的處理統(tǒng)計(jì)中，全面而又有效的將相關(guān)的問題處理借助在統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件中。在當(dāng)前數(shù)學(xué)建模教學(xué)中常見的統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件有以下幾種：一是BIM公司提供的SPSS，這款軟件在實(shí)際應(yīng)用過程中，能夠及時(shí)的進(jìn)行專門的測算，同時(shí)還能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)信息應(yīng)用的參數(shù)設(shè)置和數(shù)學(xué)問題處理的線性結(jié)構(gòu)構(gòu)建，在構(gòu)建過程中，能夠?qū)?shù)學(xué)問題的處理邏輯進(jìn)行理論分析和結(jié)果驗(yàn)證試驗(yàn)[3]。同時(shí)在統(tǒng)計(jì)學(xué)處理軟件的應(yīng)用下還能夠及時(shí)的將數(shù)學(xué)處理中的圖形繪制問題處理好。

2.5 繪圖軟件應(yīng)用

在數(shù)學(xué)建模中，經(jīng)常會(huì)遇到一些比較繁瑣和復(fù)雜的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在處理過程中，是比較麻煩的，但是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用下，能夠及時(shí)的將這些數(shù)學(xué)問題進(jìn)行轉(zhuǎn)變和整合。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用，能夠及時(shí)的將數(shù)學(xué)建模中的數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖，并且在繪圖過程中，能夠及時(shí)的將數(shù)據(jù)處理中的一些表格和數(shù)據(jù)進(jìn)行樹狀圖和表格繪制。在現(xiàn)代化數(shù)學(xué)教學(xué)模型構(gòu)建繪圖中，常用到的繪圖軟件有PS、Mya、Flash以及其他的繪圖軟件等。通過這些繪圖軟件的應(yīng)用，能夠及時(shí)的將數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的圖形繪制進(jìn)行表述。在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用下的繪圖具有更加明顯的直觀性，能夠快速的看出數(shù)學(xué)問題顯示。

3 結(jié)語

綜上所述，在數(shù)學(xué)建模中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，不僅能利用計(jì)算機(jī)快速運(yùn)算能力有效解決復(fù)雜的計(jì)算問題，同時(shí)計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的問題處理能力可以進(jìn)一步提升數(shù)學(xué)建模的求解的準(zhǔn)確性和直觀性。信息時(shí)代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)將在數(shù)學(xué)建模中起到更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]馮玉芬.計(jì)算機(jī)技術(shù)在“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”與“數(shù)學(xué)建?！敝械膽?yīng)用[J].唐山學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，（03）：92-93.

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