探讨大学生数学建模竞赛论文的写作要点
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作者: 王淑玲 刘 刚 王艳艳 杭 丹
摘 要: 数学建模竞赛的论文是建模全过程的呈现,本文就大学生数学建模竞赛论文的写作,提出了几点建议。
关键词: 大学生数学建模 论文写作 要点
半个多世纪以来,随着计算机技术的迅速发展,数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用,而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透,所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。
不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题,还是与其它学科相结合形成交叉学科,首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型,并加以计算求解。数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用可谓是如虎添翼。
一、数学建模竞赛论文的重要性
全国大学生数学建模竞赛是教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会共同主办的面向全国大学生的群众性科技活动,目的在于激励学生学习数学的积极性,提高学生建立数学模型和运用计算机技术解决实际问题的综合能力,鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,开拓知识面,培养创造精神及合作意识,推动大学数学教学体系、教学内容和方法的改革。当我们完成一个数学建模的全过程后,就把所做的工作进行小结,写成论文,竞赛评审委员们主要是根据论文来评阅我们的数学建模过程。因此,数学建模论文的写作显得尤为重要。
二、数学建模竞赛论文的写作方法
下面就论文的各部分的书写提出一些方法和建议。
(一)摘要
摘要应把论文的主要思路、结论和模型的特色讲清楚,让人看到论文的新意。摘要又称概要,内容提要。摘要是以提供文献内容梗概为目的,不加评论和补充解释,简明、确切地记述文献重要内容的短文。其基本要素包括研究目的、方法、结果和结论。具体地讲就是研究工作的主要对象和范围,采用的手段和方法,得出的结果和重要的结论,有时也包括具有情报价值的其它重要的信息。摘要应具有独立性和自明性,并且拥有与文献同等量的主要信息,即不阅读全文,就能获得必要的信息。对一篇完整的论文都要求写随文摘要,摘要的主要功能有以下几点。
1.让读者尽快了解论文的主要内容,以补充题名的不足。现代科技文献信息浩如烟海,读者检索到论文题名后是否会阅读全文,主要就是通过阅读摘要来判断,所以,摘要担负着吸引读者和将文章的主要内容介绍给读者的任务。
2.为科技情报文献检索数据库的建设和维护提供方便。论文发表后,文摘杂志或各种数据库对摘要可以不作修改或稍作修改而直接利用,从而避免他人编写摘要可能产生的误解、欠缺甚至错误。
(二)问题提出和假设的合理性
模型假设是建立数学模型中非常关键的一步,关系到模型的成败和优劣。所以,我们应该细致地分析实际问题,从大量的变量中筛选出最能表现问题本质的变量,并简化它们的关系。这部分内容就应该在论文的“问题的假设”部分中体现。由于假设一般不是实际问题直接提供的,它们因人而异,所以在撰写这部分内容时要注意以下几方面:
1.论文中的假设要以严格、确切的数学语言来表达,使读者不致产生任何曲解。
2.所提出的假设确实是建立数学模型所必需的,与建立模型无关的假设只会扰乱读者的思考。
3.假设应验证其合理性。假设的合理性可以从分析问题过程中得出,例如从问题的性质出发作出合乎常识的假设;或者由观察所给数据的图像,得到变量的函数形式;也可以参考其他资料由类推得到。对于后者我们应指出参考文献的相关内容。
(三)模型的建立
在作出假设后,我们就可以在论文中引进变量及其记号,抽象而确切地表达它们的关系,通过一定的数学方法,最后顺利地建立方程式或归纳为其他形式的数学问题,此处,一定要用分析和论证的方法,即说理的方法,让读者清楚地了解得到模型的过程。上下文之间我们切忌逻辑推理过程中跃度过大,影响论文的说服力,需要推理和论证的地方,应该有推导的过程而且应该力求严谨;引用现成定理时,要先验证满足定理的条件。论文中用到的各种数学符号,必须在第一次出现时加以说明。总之,我们要把得到数学模型的过程表达清楚,使读者获得判断模型科学性的一个依据。
(四)模型的计算与分析
把实际问题归结为一定的数学问题后,我们就要求解或进行分析。在数值求解时,我们应对计算方法有所说明,并给出所使用软件的名称或者给出计算程序(通常以附录形式给出)。我们还可以用计算机软件绘制曲线和曲面示意图,来形象地表达数值计算结果。基于计算结果,我们可以用由分析方法得到一些对实践有所帮助的结论。
有些模型(例如非线性微分方程)需要作稳定性或其他定性分析。这时我们应该指出所依据的数学理论,并在推理或计算的基础上得出明确的结论。
在模型建立和分析的过程中,带有普遍意义的结论我们可以用清晰的定理或命题的形式陈述出来。结论使用时要注意的问题,我们可以用助记的形式列出。对于定理和命题,我们必须写清结论成立的条件。
(五)模型的讨论
对所作的数学模型,我们可以作多方面的讨论。例如可以就不同的情景,探索模型将如何变化,或可以根据实际情况,改变文章一开始所作的某些假设,指出由此数学模型的变化。我们还可以用不同的数值方法进行计算,并比较所得的结果。有时我们不妨拓广思路,考虑由于建模方法的不同选择而引起的变化。
通常,我们应该对所建立模型的优缺点加以讨论比较,并实事求是地指出模型的使用范围。
参考文献:
[1]周义仓,赫孝良.数学建模实验[M].西安:西安交通大学出版社,2007.
[2][美]M.克莱因.古今数学思想[M].上海:上海科学技术出版社,1981.
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