前 言
数学是研究现实世界中数量关系和空间形式的科学,数学的应用不仅在其经典的领域——工程技术、经济领域有着越来越重要的作用,而且不断地向一些新的领域渗透。20世纪以来,随着科学技术和计算机技术的发展,人们对解决各类问题的要求越来越精确,数学科学的地位也发生了巨大的变化,数学也成为当代科技发展的一个重要组成部分,数学也开始变成一种能够普遍实施的技术,“高技术本质上是数学技术”的观点已被越来越多的人所接受。
数学建模课程自20世纪80年代进入我国大学以来,课程建设发展迅猛。我国于1992年开始开展全国大学生数学建模竞赛活动,迄今已有20年,数学建模竞赛受到了全国各界的普遍关注。20年的建模实践表明,综合运用数学知识、理论和方法解决实际问题,是当代大学生必不可少的技能,是培养具有竞争力、可持续发展的高素质人才的必不可少的手段。现在,越来越多的企业在招聘人才时,对学生的数学建模能力的要求也变高,很多数学类的本科生也因其良好的数学建模能力进入一些优秀企业工作。
教育应该面向经济与社会发展的实际需要,因此越来越多的高等学校开设数学建模课程,一些学校将数学建模课程在专业培养方案中确定为学位课程,从教学法规上确定了数学建模课程的重要基础性地位。
数学建模课程的建设是一项系统工程,它涉及师资队伍、教学内容、教学方法与手段、教材建设等方面,其中教材建设是重要的一环。作者多年来在从事数学建模教学以及指导大学生参加数学建模竞赛的培训实践的同时,收集了大量的教学资料,积累了丰富的经验,为了满足数学建模精品课程建设的需要,编写了这本书。
本书的主要内容分为七章:第一章介绍数学建模的基本概念及应用,第二章介绍了微分动力系统建模的方法及其在建模中的应用,第三章介绍了优化建模的方法及其应用,第四章介绍了数据处理的基本知识及其在建模中的应用,第五章从数据分析的角度阐述常用的数据建模方法及其应用,第六章对综合评价方法建模技巧以及应用进行了阐述,第七章综合论述了常用的数学建模算法的设计及应用。书后的附录对一些常用的计算软件的使用进行了介绍。
本书的特点主要有以下几个方面:一是内容精练,实例丰富。本书的内容具体针对常用的数学建模方法进行论述,并将部分全国大学生数学建模竞赛的试题作为案例讲述建模方法的应用,论述严谨。二是注重阐述解决实际问题时数学建模的分析与方法,对学生科学思维方式和创造能力的培养有一定的指导价值。三是提供了学生学习时课外素材的选择范例,能起到以点带面的效果,学生的自主学习能力在本书的教学实践中可得到良好的训练。本书的知识内容、范围、深度及广度能满足理工科学生对数学建模能力培养的要求,适合于在一定取舍下40左右学时的本科生教学要求。
本书的出版得到了东南大学出版社的支持与帮助,在此表示感谢。
由于作者水平有限,书中内容的选取、结构与案例选取及分析方面难免有遗漏和不当之处,恳请同行专家、使用本教材的师生以及其他读者提出宝贵意见,以便我们做进一步的改进。