本書定位于夯實數(shù)學建;A,采用主流編程方法和簡潔代碼實現(xiàn)常用的數(shù)學建模算法,以案例為導向,圍繞數(shù)學建模知識體系展開。全書分5篇,共11章。前兩章是數(shù)學建模基礎篇,包括數(shù)學建模介紹、數(shù)學建模的一般流程(初等模型)、如何從算法到編程實現(xiàn)(層次分析法與自定義函數(shù));接著按算法板塊組織內(nèi)容,包括微分方程模型篇(人口模型、傳染病模型)、優(yōu)化模型篇(規(guī)劃模型、投資優(yōu)化策略、優(yōu)化模型進階)、評價模型篇(經(jīng)典評價模型、模糊理論)、預測模型篇(常規(guī)預測模型、時間序列分析)。本書有配套源碼資源和電子課件。
本書可作為高等院校數(shù)學建模的入門教材,也可作為數(shù)學建模指導教師的參考資料,還可作為其他相關行業(yè)人員、科研人員使用數(shù)學模型解決實際問題的參考用書。
前言
數(shù)學建;A篇。1
第1章 數(shù)學建模概述 / 2
1.1 什么是數(shù)學建!。2
1.2 數(shù)學建模算法與實現(xiàn) / 4
1.2.1 數(shù)學建模算法分類。4
1.2.2 數(shù)學建模算法實現(xiàn)語言 / 5
1.3 數(shù)學建模的一般流程。5
1.3.1 問題提出 / 5
1.3.2 明確問題。6
1.3.3 模型假設。7
1.3.4 建立模型。7
1.3.5 模型求解 / 9
1.3.6 結果分析。10
1.3.7 論文寫作 / 13
1.4 數(shù)學建模的應用領域。18
1.4.1 能力培養(yǎng)。18
1.4.2 運籌優(yōu)化。19
1.4.3 機器學習。20
1.4.4 金融投資 / 22
1.4.5 科學研究。23
1.4.6 數(shù)學建模競賽 / 24
思考題1。30
第2章 從算法到編程實現(xiàn) / 31
2.1 如何從算法到代碼。31
2.2 以層次分析法為例。32
2.2.1 AHP算法步驟。34
2.2.2 案例:旅游地選擇。37
思考題2。44
第3章 微分方程模型篇 / 45
人口模型。46
3.1 Malthus人口模型 / 46
3.1.1 指數(shù)增長模型。46
3.1.2 案例:預測美國人口。48
3.2 Logistic人口模型。52
3.2.1 阻滯增長模型 / 52
3.2.2 案例:預測電影累計票房。55
3.3 Leslie模型。59
思考題3。63
第4章 傳染病模型。64
4.1 SI/SIS模型 / 65
4.1.1 SI模型。65
4.1.2 SIS模型 / 68
4.2 SIR模型 / 72
4.2.1 模型建立。72
4.2.2 模型求解 / 73
4.3 艙室模型。76
4.3.1 艙室模型建模方法。76
4.3.2 SEIR模型。77
4.4 案例:SARS的傳播規(guī)律 / 79
4.4.1 時變SIR模型。79
4.4.2 模型求解 / 80
思考題4。86
優(yōu)化模型篇 / 87
第5章 規(guī)劃模型。89
5.1 線性規(guī)劃。91
5.1.1 線性規(guī)劃模型 / 91
5.1.2 案例:生產(chǎn)計劃問題建!。93
5.2 (混合)整數(shù)規(guī)劃 / 98
5.2.1 (混合)整數(shù)規(guī)劃模型。98
5.2.2 運輸問題兼談Lingo語法 / 99
5.2.3 案例:生產(chǎn)與存儲問題。103
5.3 非線性規(guī)劃。105
5.4 目標規(guī)劃。109
思考題5。113
第6章 投資優(yōu)化策略。115
6.1 二次規(guī)劃。115
6.2 多目標規(guī)劃。117
6.3 馬科維茨均值-方差模型 / 121
6.3.1 基本的投資組合。122
6.3.2 雙目標的帕累托尋優(yōu)。126
思考題6 / 128
第7章 優(yōu)化模型進階。129
7.1 優(yōu)化建模技術。129
7.1.1 處理特殊目標函數(shù)。129
7.1.2 處理特殊約束。132
7.1.3 分段線性函數(shù)建模。133
7.2 案例:露天礦生產(chǎn)車輛安排 / 134
7.2.1 問題分析與假設。136
7.2.2 基于整數(shù)規(guī)劃的最優(yōu)調運方案 / 137
7.2.3 最優(yōu)調運方案下的派車計劃。143
7.2.4 多目標規(guī)劃模型的序貫解法 / 146
思考題7。149
評價模型篇。150
第8章 經(jīng)典評價模型。152
8.1 數(shù)據(jù)指標預處理。152
8.1.1 指標的一致性處理。152
8.1.2 指標的無量綱化處理。154
8.1.3 定性指標的量化。156
8.2 主客觀賦權法 / 158
8.2.1 層次分析法。158
8.2.2 熵權法。159
8.2.3 主成分法。160
8.2.4 動態(tài)加權法 / 163
8.3 理想解法。165
8.3.1 算法原理 / 165
8.3.2 案例:河流水質評價。167
8.4 數(shù)據(jù)包絡分析。168
8.4.1 DEA相關概念 / 169
8.4.2 CCR模型。170
8.4.3 BCC模型 / 174
8.4.4 帶非期望產(chǎn)出的SBM模型。176
思考題8 / 178
第9章 模糊理論。179
9.1 模糊理論基礎。180
9.1.1 模糊集與隸屬函數(shù)。180
9.1.2 模糊運算。184
9.2 模糊綜合評價 / 186
9.2.1 算法步驟。186
9.2.2 案例:耕作方案模糊評價。188
9.3 灰色關聯(lián)分析 / 197
9.3.1 算法原理。197
9.3.2 案例:運動員訓練與成績。198
9.3.3 優(yōu)勢分析 / 200
9.3.4 灰色關聯(lián)評價。201
思考題9 / 202
預測模型篇。203
第10章 常規(guī)預測模型。204
10.1 線性回歸 / 204
10.1.1 一元線性回歸。204
10.1.2 多元線性回歸。207
10.1.3 回歸模型檢驗。208
10.1.4 案例:銷售利潤預測。213
10.2 線性回歸進階。221
10.2.1 梯度下降法。221
10.2.2 非線性回歸。225
10.2.3 逐步回歸。231
10.3 廣義線性模型。233
10.3.1 Logistic回歸及案例。234
10.3.2 泊松回歸。237
10.4 灰色預測。239
10.4.1 GM(1,1)模型。240
10.4.2 案例:SARS疫情對旅游業(yè)的影響 / 244
思考題10。247
第11章 時間序列分析。248
11.1 預備知識。249
11.1.1 差分與延遲 / 249
11.1.2 平穩(wěn)性。249
11.1.3 時間序列分析的一般步驟。252
11.2 確定性分解。253
11.2.1 確定性分解算法。253
11.2.2 案例:出口額數(shù)據(jù)確定性分解建!。253
11.3 指數(shù)平滑法。255
11.3.1 簡單指數(shù)平滑。255
11.3.2 Holt線性指數(shù)平滑。256
11.3.3 Holt-Winters 季節(jié)指數(shù)平滑 / 256
11.3.4 案例:出口額數(shù)據(jù)指數(shù)平滑建!。257
11.4 SARIMA模型。259
11.4.1 幾種典型的隨機過程 / 259
11.4.2 從 ARMA 到 SARIMA 模型。260
11.4.3 案例:出口額數(shù)據(jù)SARIMA建模。263
11.5 GARCH模型。267
11.5.1 金融時間序列的異方差性。267
11.5.2 GARCH 族模型。268
11.5.3 案例:Intel股票數(shù)據(jù)GARCH建!。270
思考題11。275
附錄。276
附錄A MATLAB編程簡單語法。276
附錄B 二分法尋優(yōu)。281
附錄C 向量化編程。283
附錄D Logistic分岔與混沌。284
附錄E MATLAB求解線性規(guī)劃。288
附錄F 正態(tài)性變換 / 290
參考文獻。292