高中數(shù)學(xué)建模中計(jì)算機(jī)的運(yùn)用探析

　　數(shù)學(xué)建模是應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決社會(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。

　　《數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識》主要刊登：數(shù)學(xué)的最新的理論成果以及其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)、軍事、教育、科研、經(jīng)濟(jì)、金融、決策等工程技術(shù)、自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中的應(yīng)用成果、方法和經(jīng)驗(yàn)。

　　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。”數(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)建模活動(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)建模活動(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)建模”中的應(yīng)用[J].唐山學(xué)院學(xué)報(bào), 2009, (03) :92-93.

　　[2] 梁浩云.數(shù)學(xué)軟件在數(shù)學(xué)建模中的應(yīng)用[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識, 2015, 01 (02) :111-116.