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数学建模论文书写

论文是三个人一起合力完成,可以概括为writer、builder和coder,对于论文的各个板块的分工给出我的个人理解

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论文标题

  • 标题简短精炼、高度概括、准确得体,一般不超过20个字
  • 基于所使用的主要模型或者方法作为标题(推荐)
  • 直接使用赛题所给的题目或者要研究的问题作为标题

摘要

  • 不超过一页,文字简练,使读者或评委在不阅读论文全文的情况下就能获得必要的信息
  • 三要素:1.解决了什么问题 2.应用了什么方法 3.得到了什么结果
  • 摘要是数模论文写作中最重要的一部分

开头段

需要充分概括论文内容,一般两到三句话即可,

长度控制在三至五行。

第一句话可以简单交代下题目的背景(可选);

第二句话交代你们所做的事情(必须);

第三句话可以说下解决这个问题的实际意义(少部分有)。

(重要性:第二句话 > 第一句话 > 第三句话)

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例1(19b):
“同心鼓”游戏是一项团队协作能力拓展项目,队员通过
拉绳使鼓抬高,达到使球在鼓面上跳动的目的。本文通过
建立三维物理模型,利用数学物理方法,分析了“同心鼓”游
戏中的物理过程。该问题的研究能为游戏参与者提供指导
性意见,帮助参与者取得更好成绩。

中间段

​ 需要对每个问题分别进行叙述,一般需要包含下面三要素

1.解决了什么问题

​ 有三种方式提出:

  • 直接用一句话概括题目要我们求解的问题。(较少见到)

  • 不单独提出我们要解决的是什么问题,因为在后面的两个要素中也会提到。(最常见到)

  • 可以指出题目中问我们的是什么类型的问题,例如常见的有:预测类、评价类、规划优化类。(极少见到)

2.应用了什么方法

​ 写出对于这个问题的求解思路,并说明你应用的模型,写作时紧扣题目本身

3.得到了什么结果

​ 介绍完时使用建模方法后,一定要加上通过这个方法或者模型得到的结果,一般有以下两种情况

  1. 需要计算出数值答案,例如物理题、规划优化类、预测类

    直接回答该答案即可,如果涉及概率统计,可以考虑加上置信区间;如果是预测类或数值计算类,可以考虑加上误差分析

  2. 开放的问题例如评价类、提建议类、设计方案策略类

​ 摘要中只需要写出主要结论,一定要有明确支持的观点

结尾段(可选写)

​ 可以总结下全文,也可以介绍你的论文的两点,也可以对类似的问题进行适当的推广

关键词

​ 可以放论文中的主要模型,也可以放论文里面出现次数较多,能体现论文的主要内容的词

一、问题重述

​ 将原问题进行整理,将问题背景和题目分开陈述即可

目的是吸引读者读下去,措辞要精炼,文字不可冗长。

​ 绝对不可照抄原题!

在仔细理解了问题的基础上,用自己的语言重新将问题描述一遍。语言需要简明扼要,没有必要像原题一样面面俱到

问题背景

​ 将题目的内容进一步的精简,保留最基础最直观的原貌

问题要求

​ 同样是依照题目精简

二、问题分析

​ 起着承上启下的作用,内容包括:

  • 题目中包含的信息和条件
  • 利用信息和条件对题目做整体分析
  • 确定用什么方法建立模型
  • 分析过程简明扼要,不需要放结论
  • 文字说明的同时用图形或图标列出思维过程

放置位置

  • 放在问题重述后作为单独的一节(出现频率最高)
  • 放在模型假设和符号后面作为单独一节
  • 也可以针对每个问题将其写在模型建立中

三、模型假设

常见情况

  1. 题目明确给出的假设条件

    将题目给出的假设照搬即可

  2. 排除生活中的小概率事件

    例如:和交通运输相关的问题,我们可以假设不存在地质灾难、交通事故等;

  3. 仅考虑问题中的核心因素,不考虑次要因素的影响

    (过于简化的模型会使得你的论文没有优势和亮点)

    考虑传染病的传播规律时,可忽略性别、年龄等因素的影响;

  4. 使用的模型中要求的假设

    例如:

    使用博弈论模型时可以假设参与博弈者都是“理性人”;

    使用Markov模型时可以假设系统或状态具有无后效性;

    使用回归模型时可以假设扰动项服从独立的正态分布;

  5. 对模型中的参数形式(或者分布)进行假设

    (如果能在论文中用数据验证这些假设更好)

    假设人口增长服从阻滞增长模型(Logistic模型);

    假设不考虑环境变动时,某鱼群的自然死亡率为常数;

    假设产品的寿命(或旅客进机场的时间间隔)服从指数分布;

    假设单位时间内排队的人数(或机器出现的故障数)服从泊松分布;

    假设生产出来的产品某参数(例如重量、大小)服从ܰ(ߤ, ߪଶ ),且各产品独立。

  6. 和题目联系很紧密的一些假设,主要是为了简化模型

    这类假设与题目以及建立的模型结合的很紧密,需要我们深入挖掘

四、符号说明

​ 本部分时对模型中使用的重要变量进行说明,一般排版时要放到一张表格中

注意:

  1. 不需要把所有变量都放到这个表里面,模型中用到的临时变量可以不放
  2. 文章中首次出现这些变量时也要进行解释,不然会降低文章可读性
  3. 一般采用“三线表”的形式,即“符号”、“定义”以及“单位

模型准备(不常见)

​ 本部分可以介绍你论文中要用到的模型理论或者背景知识

​ 很少见到有单独把这个内容抽出来作为单独一个部分的优秀论文,因为这部分的内容可以放在模型建立里面

五、模型的建立与求解

模型建立:将原问题抽象成用数学语言的表达式,大多数时候我们都是使用别人已经建立好的模型

模型求解:把实际问题归结为一定的数学模型后,就要利用数学模型求解所提出的实际问题了,一般需要借助计算机软件进行求解,比如Matlab、Spss、Lingo、Excel、Stata、Python等等;求解结果应该龟蛋准确并且醒目,若求解结果过长,最好编入附录里

物理类问题中模型的建立

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优化类问题中模型的建立

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使用别人已经建立好的模型

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模型建立的要求

  1. 必须要有数学模型:即数学公式组成的一套数学结构、或者是一套数学的解决方案等
  2. 模型要求表达完整、正确和简明
  3. 模型要有实用性,要能求解出来,以能够解决问题为原则

注意事项

  1. 如果用到了启发式算法求解的话,一定要简要写明算法步骤,并要结合具体的问题来阐明计算的思路
    • 算法简介
    • 初始可行解
    • 新解的产生
    • 关键函数及参数的确定
    • 求解结果及分析
  2. 求解的结果应该在论文中突出的展示出来,有具体答案的问题直接放上数值计算结果即可;如果是开放类问题的话,一定要对结果进行阐明和解释,如果能加上美观整洁的图表就更好了

六、模型的分析与检验

模型的分析

​ 建模比赛中模型分析主要有两种:

  1. 灵敏度分析

    ​ 研究与分析一个系统(或模型)的状态或输出变化对系统参数或周围条件变化的敏感程度的方法。通用步骤为:

    控制其他参数不变的情况下,改变模型中某个重要参数的值,然后观察模型的结果的变化情况

  2. 误差分析

    ​ 分析模型中的误差来源,或者估算模型中存在的误差,一般用于预测问题或者数值计算类问题

模型的检验

​ 模型检验可分为两种:

  1. 使用模型之前进行的检验
  2. 使用了模型后对模型的结果进行的检验

七、模型的评价、改进和推广

​ 本部分的标题需要根据你的内容进行调整,例如:如果你没有写模型推广的话,就直接把标题写成模型的评价与改进。很多论文也把部分的内容直接统称为“模型评价”部分。

​ 主要包括三个部分:

  1. 模型的评价

    主要写模型的优缺点

  2. 模型的改进

    主要是针对模型中缺点有哪些可以改进的地方

  3. 模型的推广

    将原题的要求进行扩展,进一步讨论模型的实用性和可行性

其中,优缺点是必须要写的内容,改进与推广建议写,这部分对于整个论文的作用在于画龙点睛

八、参考文献

​ 所有引用他人或公开资料(包括网上资料)的成功必须按照科技论文的规范列出参考文献,并在正文引用处予以标注

​ 作用有三:

  1. 反映出真是的科学依据
  2. 体现严肃的科学态度,分清是自己的观点或成果还是别人的观点或成果
  3. 对前人的科学成果表示尊重,同时也知名引用资料的处处,便于检索

注意事项

  • 引用内容需要在正文中标识出来
  • 不要引用别人的博客
  • 不能引用前辈论文里面的内容!

附录

​ 附录内容应该包括支撑材料的文件列表

  1. 建模所用的全部完整、可运行的源程序代码(含EXCEL、SPSS等软件的交互命令)
  2. 自主查阅使用的数据资料(赛题中提供的原始数据除外)
  3. 较大篇幅中间结果的图表等
  4. 所有文件中不能有显示参赛者身份和所在学校及赛区的信息
  5. 某一问题的详细证明或求解过程
  6. 自己在网上找到的数据
  7. 比较大的流程图
  8. 较繁杂的图标或计算结果