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全国数学建模大赛B题

2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛

承诺书

我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。

我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。

我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。

我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。

我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。

我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：

我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：

所属学校（请填写完整的全名）：

参赛队员(打印并签名)：1.

指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：

（论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。如填写错误，论文可能被取消评奖资格。）赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：

2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛

编号专用页

赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：

全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：

创意平板折叠桌

摘要

折叠与伸展也已成为家具设计行业普遍应用的一个基本设计理念，占用空间面积小而且家具的功能又更加多样化自然会受到人们的欢迎，着看创意桌子把一整块板分成若干木条，组合在一起，也可以变成很有创意的桌子，就像是变魔术一样，真的是创意无法想象。这样的一个有创意的家具给我们的生活带来了无限的乐趣，

问题一：

问题二：运用几何模型，对折叠桌平铺和完全展开后两个状态进行分析，得到各个变量之间的几何关系，因为折叠桌的设计要考虑产品的稳固性、加工方便、用材最少等方面的因素，但产品稳固性的权重选大于其它方面，所以优先满足产品的稳固性最好的情况，在已知折叠桌高度和圆形桌面直径的条件下，经过实际分析得到，当折叠桌完全展开后，四个最外侧着地的桌腿构成的正方形与桌面圆形外切时，稳固性最大，由此可以通过几何关系求得最外侧桌腿的长度l，进而得到平板的最有尺寸的长度x，再通过考虑对折叠桌进行受力分析，得到钢筋的位置，距离桌脚的距离M，通过Matlab和C语

L，问题二得以解决，言进行编程，得到每根桌腿到中心的距离r和每根桌腿的开槽长度

结果见表1。

问题三：

关键字：几何模型

一、问题重述

某公司生产一种可折叠的桌子，桌面呈圆形，桌腿随着铰链的活动可以平摊成一张平板（如图1-2所示）。桌腿由若干根木条组成，分成两组，每组各用一根钢筋将木条

连接，钢筋两端分别固定在桌腿各组最外侧的两根木条上，并且沿木条有空槽以保证滑动的自由度（见图3）。桌子外形由直纹曲面构成，造型美观。附件视频展示了折叠桌的动态变化过程。

试建立数学模型讨论下列问题：

1.给定长方形平板尺寸为120cm×50cm×3cm，每根木条宽

2.5cm，连接桌腿木条的钢筋固定在桌腿最外侧木条的中心位置，折叠后桌子的高度为53cm。试建立模型描述此折叠桌的动态变化过程，在此基础上给出此折叠桌的设计加工参数（例如，桌腿木条开槽的长度等）和桌脚边缘线（图4中红色曲线）的数学描述。

2.折叠桌的设计应做到产品稳固性好、加工方便、用材最少。对于任意给定的折叠桌高度和圆形桌面直径的设计要求，讨论长方形平板材料和折叠桌的最优设计加工参数，例如，平板尺寸、钢筋位置、开槽长度等。对于桌高70cm，桌面直径80cm的情形，确定最优设计加工参数。

3.公司计划开发一种折叠桌设计软件，根据客户任意设定的折叠桌高度、桌面边缘线的形状大小和桌脚边缘线的大致形状，给出所需平板材料的形状尺寸和切实可行的最优设计加工参数，使得生产的折叠桌尽可能接近客户所期望的形状。你们团队的任务是帮助给出这一软件设计的数学模型，并根据所建立的模型给出几个你们自己设计的创意平板折叠桌。要求给出相应的设计加工参数，画出至少8张动态变化过程的示意图。

二、问题分析

针对问题一：

针对问题二：建立几何模型，得到折叠桌的高度、圆形桌面的直径、长方形平板的尺寸、钢筋的位置和开槽长度之间的几何关系，将折叠桌的稳固性好、加工方便、用材最小转化为几何意义，并作为目标函数，空间图形中的几何关系作为约束条件，建立求解折叠桌的最优设计加工参数的数学模型。在满足几何关系的情况下，折叠桌的体积越小、开槽长度越大，则用材最少；桌腿的横截面积越大、与竖直方向的夹角越小（即与地面越垂直）折叠桌的稳固性越好，承力越大；桌子的设计越简单加工越方便。并在此理解基础上对折叠桌进行受力分析。对于给定的具体桌高和桌面直径，运用Matlab和C 语言进行求解，得到折叠桌的最优设计加工参数的确定值。

针对问题三，建立合适的数学模型，使得设计的软件可根据设定的折叠桌高度、桌面边缘线的形状大小和桌脚边缘线的大致形状，得到所需平板材料的形状尺寸和最优设计参数，并在问题一的基础上，将桌面的形状设计为菱形和椭圆两个形状，在给出相应的设计加工参数的情况下，用Matlab做出动态变化过程的示意图。

三、模型假设

1、

2、假设桌面圆形边缘的小矩形的长度为5cm

3、假设只考虑折叠桌的四分之一部分进行讨论与分析（折叠桌为完全对称图形）

4、假设折叠桌的厚度保值不变

四、符号说明

平板的长

平板的宽

平板的高

折叠桌完全展开后的桌高

五、模型的建立与求解

5.1问题一：

5.1.1模型的建立与求解

5.1.2模型评价

5.2问题二：

问题中要求使产品稳固性好、加工方便、用材最少，所以在满足几何关系的情况下，折叠桌的体积越小、开槽长度越大，则用材最少；桌腿的横截面积越大、与竖直方向的夹角越小（即与地面越垂直）折叠桌的稳固性越好，当外侧四个桌腿形成的正方形与桌面圆形外切时，承力越大；桌子的设计越简单加工越方便。并在此理解基础上对折叠桌进行受力分析。对于给定的具体桌高和桌面直径，运用Matlab和C语言进行求解，得到折叠桌的最优设计加工参数的确定值。

5.2.1模型的建立与求解

1、符号说明：

D：桌面直径、平板的宽

l：最外侧桌腿的长度

：最外侧桌腿与水平桌面方向的夹角

M：平铺时钢筋位置距桌脚的水平距离

L：任意桌腿的开槽长度

L：任意桌腿长度

x：完全展开时钢筋到桌腿顶端的距离

①折叠桌的立体图如下：

图2.1：折叠桌的立体图

②平铺时的平面图如下：

图2.2：桌子长方形平铺图

其中，'EE 表示钢筋位置；ST 表示任意一根桌腿的位置；M 表示钢筋位置到水平桌面左侧的距离；0L 表示桌腿ST 开槽长度；L 表示桌腿ST 的长度；0x 表示任意桌腿ST 的开槽左端到连接桌面圆的距离；则 ③完全折叠后侧面的平面图如下：

图2.3：桌子折叠后横截面

其中，AB 表示水平桌面横截面；CD 表示最外侧桌腿记CD l =；θ表示水平桌面与最外侧桌腿的夹角；E 表示钢筋位置，DJ 表示地面；'OO 表示桌子中心线位置；ST 表示任意一根桌腿的位置；CO 、'IO 表示最外侧桌腿CD 与桌面连接处到桌面中心线的距离；则cm IO CO 5.2'==。

考虑到产品稳固性好，则最外侧四个桌腿够成正方形，且与桌面圆形相外切，此时有

22'D AB DO ==,''IO DO DI -=，则

其中，D 表示桌面直径；H 表示桌子折叠后的高度；z 表示桌子的厚度；x 表桌子水平放置时的长度；

由②和③可知，任意桌腿ST 的开槽左端到连接桌面圆的距离为：以及钢筋位置到平铺桌面左侧的距离为：由勾股定理有：且由几何关系有：即而

其中，R ?表示桌面圆半径的微小变化量；a 表示桌面圆半径以2.5cm 为间隔的累加。从而任意桌腿ST 的长度为 ④最外侧桌腿的受力分析：

图2.4：最外侧桌腿的受力分析

其中，θ表示水平桌面与最外侧桌腿的夹角；点Q 表示最外侧桌腿CD 的中点；DE 表示钢筋位置到桌脚的距离；x F ，y F 表示桌面对桌腿的作用力；1F 表示地面对桌腿的支持力；2F 表示钢筋对桌腿的作用力；G 表示桌腿的重力；

则对C 点由力矩的平衡方程，有：

θθθcos sin )(cos 2

12??=?-?+??CD F DE CD F CD G (1)

对P 点由力矩的平衡方程，有：

θθθcos 2

cos )(sin )(1??+?-?=?-?CD

F DE CD F DE CD F y x (2)

对最外侧桌腿CD 由平衡条件，可得：

?+==y x

F G F F F 1

2(3) 将式（3）带入式（2）中可得：

θθθcos )2

sin )(cos )(12?-?=?-?+?-?DE CD

F DE CD F DE CD

G (4) 由式（1）和式（4）对比（以等式左侧为例，右侧相同）可得：即

因此，钢筋位置点E 为最外侧桌腿CD 的中点，即点E 与点Q 重合。 2、当桌高,70=H 桌面直径80=D 时的具体求解：

解得当平板长=x 163.8238cm ，高=z 3cm ，由C 语言程序得钢管的位置距离桌脚的距离cm M 706.39=时满足最优设计参数的要求，此时根据r 的不同求得每根桌腿的开槽长度分别为：

表2.1：1/4桌面圆边缘各桌腿上的开槽长度

5.2.2模型评价

在模型的求解过程中，对于题目中的要求折叠桌的设计应做到产品稳固性好、加工方便、用材最少。结合生活中的实际情况优先考虑了产品稳固性好的因素，没有对加工

方便和用材最少做出很好的诠释，会对结果造成一定的误差。平板的高没有约束条件，故假设与问题一中的高相同，这样也会造成一定的误差。 5.3问题三：

建立数学模型，对桌面形状分别为椭圆和菱形的设计进行作图。 5.3.1模型的建立与求解

⑴软件设计的数学模型： ⑵创意平板折叠桌的设计： ①椭圆的设计参数：

折叠后桌面高H =cm 80，椭圆的长轴长cm a 80=，短轴长cm b 50=，厚度cm h 3=，钢筋固定在桌腿最外侧木条的中心位置。

由问题二的模型可求得最优平板长cm x 180= 用Matlab 编程得到椭圆动态变化过程的示意图： ②菱形的设计参数：

折叠后桌面高H =cm 60，菱形桌面对角线,50cm c =厚度cm h 3=，钢筋固定在桌腿最外侧木条的中心位置。

由问题二模型可求得最优平板长cm x 134=

用Matlab 编程得到菱形动态变化过程的示意图： 5.3.2模型评价

为了简化模型求解，将钢筋固定在桌腿最外侧木条的中心位置，钢筋的任意性会使模型的建立完整性不足，但是最终结果还是比较准确的，用Matlab 编写出来的动态图能很好的体现折叠桌折叠过程中在三维空间的立体变化，是结果更加直观和准确。

六、模型评价

模型优点：模型缺点：

模型改进：对桌子的合理性进行考虑，例如，保证人在坐着的时候，木条尽量不要阻挡人伸腿。

七、参考文献

[编号]作者，书名，出版地：出版社，出版年。

[编号]作者，论文名，杂志名，卷期号：起止页码，出版年。

[编号]作者，资源标题，网址，访问时间（年月日）。

八、附录

程序1：

运行结果：

程序2：

运行结果：

程序3：

运行结果：

程序4：

运行结果：

程序5：

运行结果：

程序6：

运行结果：

程序7：

运行结果：

程序8：

运行结果：

程序9：

#include

#defineN16

#defineR40.07804885

voidmain()

{

inti,D=80,H=70;

floata=0;

doublex=163.823802,M,CD,H0;

doubleSO[N],S0[N],x0[N],L[N],L0[N];

printf("\n1/4圆上各点到直径的距离:\n");

for(i=0;i

{

SO[i]=sqrt(pow(R,2)-pow(a-40,2));

printf("\t\tSO[%d]=%f\n",i+1,SO[i]);

}

printf("\n--------------------------------------\n\n");

CD=(x-5)/2;

M=CD/2;

printf("钢筋到桌脚的距离:M=%lf\n\n",M);

H0=(CD-M)*(H/CD);

printf("1/4桌腿开槽长度:\n");

for(i=0;i

{

S0[i]=SO[i]-2.5-(CD-M)*sqrt(1-pow(H/CD,2));

x0[i]=sqrt(pow(H0,2)+pow(S0[i],2));

L[i]=(x-2*SO[i])/2;

L0[i]=x0[i]-(L[i]-M);

printf("\t\tL0[%d]=%lf\n",i+1,L0[i]);

}

printf("\n+++++++++++++++++++++++++++++++++++++\n\n");

printf("任一侧1/4桌腿每根桌腿的长度:\n");

for(i=0;i

printf("\t\tL[%d]=%lf\n",i+1,L[i]);

}

运行结果：

2014全国数学建模大赛B题部分答案解题思路与程序代码%?创意平板折叠桌?

clc;?

clear;?

BL0=120;?%?板长?

BK0=50;?%?板宽?

BH0=3;?%?平板厚?

TK0=2.5;?%?木条宽?

ZG0=53;?%?桌子高度?

L1=BL0/2;?%?板半长?

M1=BK0/2;?%?板半宽?

h1=ZG0-BH0;?%?桌面底部距地面高度?

d0=7.8062%6;?%?最外侧木条留出的桌面边沿长度?

d1=d0/2;?%?最外侧木条留出的桌面边沿半长度?

F0=(L1-d1)/2;?%?钢筋初始位置（到木板底边距离）?

R0=25%sqrt(M1^2+d1^2)?%?桌面外半径

%?目标1?=?求最外侧木条折叠角度a0?

%?目标2?=?求第n?根木条开槽位置（F0-->fn）

%?其中fn?表示第n?根木条槽尾到木板底边距离

1.?求最外侧木条旋转角度a0?

%?实现目标1?

L2=L1-d1;??%?最外侧木条长度?

a0=asin(h1/L2);??%?得到a0

2.?求第n?根木条开槽最低位置fn?

%?实现目标2?

%?在两根钢筋所在平面，以两根钢筋对称轴为x?轴，?

%?两根钢筋中点连线为y?轴，?

%?垂直地面向上为z?轴方向建坐标系?

%?n?表示中间偏x?轴正向的木条序号?

for?n=1:10??

?Pnx=n*TK0?%?P点x坐标

Pny=sqrt(R0^2-Pnx^2)?%?P点y坐标

?Pnz=h1/2?%?P点z坐标

?Qnx=n*TK0?%?Q点x坐标

??Qny=L2*cos(a0)/2+d1?%?Q点y坐标

?Qnz=0?%?Q点z坐标?

?PQ=sqrt((Pnx-Qnx)^2+(Pny-Qny)^2+(Pnz-Qnz)^2)? ??fn=L1-Pny-PQ?

end

2015全国大学生数学建模竞赛B题

“互联网+”时代的出租车资源配置摘要随着“互联网+”时代的到来，针对当今社会“打车难”的问题，多家公司建立了打车软件服务平台，并推出了多种补贴方案，这无论是对乘客和司机自身需求还是对出租车行业发展都具有一定的现实意义。本文依靠ISM解释结构、AHP-模糊综合评价、价格需求理论、线性规划等模型依次较好的解决了三个问题。对于问题一求解不同时空出租车资源“供求匹配”程度的问题，本文先将ISM模型里的层级隶属关系进行改进，将影响出租车供求匹配的12个子因素分为时间、空间、经济、其它共四类组合，然后使用经过改进的AHP-模糊综合评价方法建立模型，提出了出租车空载率这一指标作为评价因子的方案，来分析冬季某节假日市南岗区出租车资源“供求匹配”程度。通过代入由1-9标度法确定的各因素相互影响的系数，得出各个影响因素的权重大小，利用无量纲化处理各影响因素，得出最终评判因子为0.3062，根据“供求匹配”标准，得出市南岗区出租车资源“供求匹配”程度处于供需合理状态的结论。同理，也得到了市不同区县、不同时间的供求匹配程度，最后作出市出租车“供求匹配”程度图。对于问题二我们运用价格需求理论建立模型，以补贴前后打车人数比值与空驶率变化分别对滴滴和快的两个公司的不同补贴方案进行求解，依次得到补贴后对应的打车人数及空驶率的变化，再和无补贴时的状态对比，最后得出结论：当各公司补贴金额大于5元时，打车容易，即补贴方案能够缓解“打车难”的状况；当补贴小于5元时，不能缓解“打车难”的状况。对于问题三，在问题二的模型下，建立了一个寻找最优补贴金额的优化模型，利用lingo软件[1]进行求解算出最佳补贴金额为8元，然后将这个值带入问题二的模型进行验证，经论证合理后将补贴金额按照4种分配方案分配给司机乘客。关键词：ISM解释结构模型；AHP-模糊综合评价；价格需求理论；线性规划

2015年全国大学生数学建模C题月上柳梢头

2015高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛下载）。我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括、电子、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。我们参赛选择的题号（从A/B/C/D中选择一项填写）：我们的报名参赛队号（12位数字全国统一编号）：参赛学校（完整的学校全称，不含院系名）：参赛队员(打印并签名) ：1. 2. 3.

指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：日期：年月日（此承诺书打印签名后作为纸质论文的封面，注意电子版论文中不得出现此页。以上容请仔细核对，特别是参赛队号，如填写错误，论文可能被取消评奖资格。）赛区评阅编号（由赛区组委会填写）： 2015高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：

送全国评奖统一编号（由赛区组委会填写）：全国评阅统一编号（由全国组委会填写）：此编号专用页仅供赛区和全国评阅使用，参赛队打印后装订到纸质论文的第二页上。注意电子版论文中不得出现此页，即电子版论文的第一页为标题和摘要页。月上柳梢头

2015全国大学生数学建模竞赛D题答案

2015高教社杯全国大学生数学建模竞赛D题评阅要点 [说明]本要点仅供参考，各赛区评阅组应根据对题目的理解及学生的解答，自主地进行评阅。本题的难点在于通过学习国家相关政策文件，理解真实案例中一次项目规划中的各种约束条件，以此为基础建立成本核算体系，借助各类模型或算法，衡量并调整众筹筑屋规划方案，以实现不同目标的优化问题。评阅时请关注如下方面：建模的准备工作（对题目的正确理解，文献查询，核算模型的依据），模型的建立、求解、求解方法的灵活性和分析方法，计算程序的可运行性，结果的表述，合理性分析及其模型的拓广。问题1：众筹筑屋规划方案Ⅰ的核算流程需熟悉众筹筑屋的新型房地产形势，包括结合实际需求，考虑容积率约束，考虑税务和预估纯收益，这其中包括土地增值税的计算、对取得土地使用权所支付的金额、开发成本、开发费用、与之有关的税金、其它扣除项目等核算，并对核算方式进行说明，应该有文献支持。原始方案（规划方案Ⅰ）的核算: 结合附件中的数据，使用已建立的核算模型对原始开发方案进行一次核算，给出建设规划方案Ⅰ的总购房款、增值税、纯利润、容积率、总套数等计算结果。问题2：考虑参筹者平均购买意愿最大的建设规划方案建立模型，给出合理的约束项和目标函数，并解释。注意考虑必要的套数上下限约束和目标函数的非线性。选取合适的算法进行求解，并对结果给出合理的解释。问题3：项目能成功执行的建设规划方案对问题2中的方案进行核算，得出投资回报率低于25%的结论，对方案进行改进。建立或修改得到新模型，包含投资回报率需达到25%的约束，建立单目标非线性整数优化问题，注意目标函数与约束中均存在非线性，同时目标函数中存在分段的特性，寻求算法并求解，对于求解结果进行合理解释。

2012-2015数学建模国赛题目

（请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”） A题葡萄酒的评价确定葡萄酒质量时一般是通过聘请一批有资质的评酒员进行品评。每个评酒员在对葡萄酒进行品尝后对其分类指标打分，然后求和得到其总分，从而确定葡萄酒的质量。酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量有直接的关系，葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标会在一定程度上反映葡萄酒和葡萄的质量。附件1给出了某一年份一些葡萄酒的评价结果，附件2和附件3分别给出了该年份这些葡萄酒的和酿酒葡萄的成分数据。请尝试建立数学模型讨论下列问题： 1. 分析附件1中两组评酒员的评价结果有无显著性差异，哪一组结果更可信？ 2. 根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级。 3. 分析酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系。 4．分析酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标对葡萄酒质量的影响，并论证能否用葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量？附件1：葡萄酒品尝评分表（含4个表格）附件2：葡萄和葡萄酒的理化指标（含2个表格）附件3：葡萄和葡萄酒的芳香物质（含4个表格）

（请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”） B题太阳能小屋的设计在设计太阳能小屋时，需在建筑物外表面（屋顶及外墙）铺设光伏电池，光伏电池组件所产生的直流电需要经过逆变器转换成220V交流电才能供家庭使用，并将剩余电量输入电网。不同种类的光伏电池每峰瓦的价格差别很大，且每峰瓦的实际发电效率或发电量还受诸多因素的影响，如太阳辐射强度、光线入射角、环境、建筑物所处的地理纬度、地区的气候与气象条件、安装部位及方式（贴附或架空）等。因此，在太阳能小屋的设计中，研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设是很重要的问题。附件1-7提供了相关信息。请参考附件提供的数据，对下列三个问题，分别给出小屋外表面光伏电池的铺设方案，使小屋的全年太阳能光伏发电总量尽可能大，而单位发电量的费用尽可能小，并计算出小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量、经济效益（当前民用电价按0.5元/kWh计算）及投资的回收年限。在求解每个问题时，都要求配有图示，给出小屋各外表面电池组件铺设分组阵列图形及组件连接方式（串、并联）示意图，也要给出电池组件分组阵列容量及选配逆变器规格列表。在同一表面采用两种或两种以上类型的光伏电池组件时，同一型号的电池板可串联，而不同型号的电池板不可串联。在不同表面上，即使是相同型号的电池也不能进行串、并联连接。应注意分组连接方式及逆变器的选配。问题1：请根据山西省大同市的气象数据，仅考虑贴附安装方式，选定光伏电池组件，对小屋（见附件2）的部分外表面进行铺设，并根据电池组件分组数量和容量，选配相应的逆变器的容量和数量。问题2：电池板的朝向与倾角均会影响到光伏电池的工作效率，请选择架空方式安装光伏电池，重新考虑问题1。问题3：根据附件7给出的小屋建筑要求，请为大同市重新设计一个小屋，要求画出小屋的外形图，并对所设计小屋的外表面优化铺设光伏电池，给出铺设及分组连接方式，选配逆变器，计算相应结果。附件1：光伏电池组件的分组及逆变器选择的要求附件2：给定小屋的外观尺寸图

2012-2015数学建模国赛题目

2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目（请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”） A题葡萄酒的评价确定葡萄酒质量时一般是通过聘请一批有资质的评酒员进行品评。每个评酒员在对葡萄酒进行品尝后对其分类指标打分，然后求和得到其总分，从而确定葡萄酒的质量。酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量有直接的关系，葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标会在一定程度上反映葡萄酒和葡萄的质量。附件1给出了某一年份一些葡萄酒的评价结果，附件2和附件3分别给出了该年份这些葡萄酒的和酿酒葡萄的成分数据。请尝试建立数学模型讨论下列问题： 1. 分析附件1中两组评酒员的评价结果有无显著性差异，哪一组结果更可信？ 2. 根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级。 3. 分析酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系。 4．分析酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标对葡萄酒质量的影响，并论证能否用葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量？附件1：葡萄酒品尝评分表（含4个表格）附件2：葡萄和葡萄酒的理化指标（含2个表格）附件3：葡萄和葡萄酒的芳香物质（含4个表格）

2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目（请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”） B题太阳能小屋的设计在设计太阳能小屋时，需在建筑物外表面（屋顶及外墙）铺设光伏电池，光伏电池组件所产生的直流电需要经过逆变器转换成220V交流电才能供家庭使用，并将剩余电量输入电网。不同种类的光伏电池每峰瓦的价格差别很大，且每峰瓦的实际发电效率或发电量还受诸多因素的影响，如太阳辐射强度、光线入射角、环境、建筑物所处的地理纬度、地区的气候与气象条件、安装部位及方式（贴附或架空）等。因此，在太阳能小屋的设计中，研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设是很重要的问题。附件1-7提供了相关信息。请参考附件提供的数据，对下列三个问题，分别给出小屋外表面光伏电池的铺设方案，使小屋的全年太阳能光伏发电总量尽可能大，而单位发电量的费用尽可能小，并计算出小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量、经济效益（当前民用电价按0.5元/kWh 计算）及投资的回收年限。

2012-2015数学建模国赛题目

2015数学建模国赛论文设计A题

利用影子确定视频拍摄地点和日期的建模和算法摘要本文研究的问题是如何通过分析视频中物体的太阳影子变化，确定视频拍摄的地点和日期。建模整体思路是，先建立一系列分析用到的物理量，设定一些假设和约束条件，使得问题求解有可行性，之后对这些物理量进行演绎。建模使用的软件平台主要是matlab ，分析用到的主要参量是太阳赤纬、时角、高度角、方位角、纬度，分析过程当中用到的方法有，建立物理概念，明确物理意义，比如引用天球坐标系的概念，在天球坐标系的基础上进行物理分析，通过对建立的参变量进行物理关系的推导，形成公式体系进行求解，对题目所给予的影子坐标数据进行适当变换处理，使用matlab 进行合理的拟合，对于用公式法和方程法没法顺利解决的问题使用穷举法作为解题的补充，对于视频中坐标的取法用到了坐标转换的思想。其中主要公式有 1.cos sin sin cosh A δω= 2.tanh H L = 3. sinh sin sin cos cosh cos A ?δ? -= 4. sinh=cos Ωcos φcos δ+sin φsin δ 第一问，通过物理量变换，先求出高度角，进而得到影子长度与时间变化关系。第二问，拟合点求经度，取点套公式求纬度。第三问，方程思想，过程复杂，采用穷举法近似实现求解。第四问，难点在于通过视频分析，得到影子端点的变化坐标，进而将问题转化成第二问，已知日期（太阳赤纬），时间（时角），求解经度纬度。关键词：天球坐标系物理量演绎分析 matlab 数据拟合分析二元方程组近似穷举法坐标转换思想

1.问题重述与分析如何确定视频的拍摄地点和拍摄日期是视频数据分析的重要方面，太阳影子定位技术就是通过分析视频中物体的太阳影子变化，确定视频拍摄的地点和日期的一种方法。 1.建立影子长度变化的数学模型，分析影子长度关于各个参数的变化规律，并应用你们建立的模型画出2015年10月22日北京时间9:00-15:00之间天安门广场（北纬39度54分26秒,东经116度23分29秒）3米高的直杆的太阳影子长度的变化曲线。分析：模型的参数有经度（地方时），纬度，日期（太阳赤纬）如果能够根据这三个变量建立相关模型，则地球上任意地点任意时刻的物体影子的形状和方位都能够确定 2.根据某固定直杆在水平地面上的太阳影子顶点坐标数据，建立数学模型确定直杆所处的地点。将你们的模型应用于附件1的影子顶点坐标数据，给出若干个可能的地点。分析：这属于一个模型的逆过程，根据已经得到的影子的轨迹形状、日期来推断地点 3.根据某固定直杆在水平地面上的太阳影子顶点坐标数据，建立数学模型确定直杆所处的地点和日期。将你们的模型分别应用于附件2和附件3的影子顶点坐标数据，给出若干个可能的地点与日期。分析：第三问与第二问的不同在于第二问有具体的日期，而第三问中并没有具体的日期这就为求解带来了一定的不确定性和难度 4．（1）附件4为一根直杆在太阳下的影子变化的视频，并且已通过某种方式估计出直杆的高度为2米。请建立确定视频拍摄地点的数学模型，并应用你们的模型给出若干个可能的拍摄地点。（2）如果拍摄日期未知，你能否根据视频确定出拍摄地点与日期？分析：根据视频提取某一时刻的影子的长度，视角之间的转换关系，方向的确定都是值得分析的地方 2.模型约定与假设本文采用如下假定： 1．太阳光线视为平行光

2015年美国数学建模比赛题目

PROBLEM A: Eradicating Ebola The world medical association has announced that their new medication could stop Eb ola and cure patients whose disease is not advanced. Build a realistic, sensible, and us eful model that considers not only the spread of the disease, the quantity of the medici ne needed, possible feasible delivery systems, locations of delivery, speed of manufac turing of the vaccine or drug, but also any other critical factors your team considers ne cessary as part of the model to optimize the eradication of Ebola, or at least its current strain. In addition to your modeling approach for the contest, prepare a 1-2 page non-technical letter for the world medical association to use in their announcement. 世界医学协会日前宣布，其新的药物可以阻止埃博拉病毒和治愈患者的疾病（这种疾病没有恶化）。请建立一个现实的、合理的，并且有用的模型。该模型不仅应该考虑如下因素：病毒的传播，所需的药量，可行的输送系统，输送地点，疫苗或药品的制造速度；也应该考虑其他的你们认为建模时必要的因素。这些因素用以优化埃博拉病毒的根除，或者至少优化[①. 埃博拉病毒的目前的分类，strain: 病毒株，这里strain是血统的意思；②埃博拉病毒目前的控制，strain，有抑制之意。] 除了你的建模及其方法，要为世界医学协会出具1-2页的非技术性文档。 PROBLEM B: Searching for a lost plane Recall the lost Malaysian flight MH370. Build a generic mathematical model that cou ld assist "searchers" in planning a useful search for a lost plane feared to have crashed in open water such as the Atlantic, Pacific, Indian, Southern, or Arctic Ocean while fl ying from Point A to Point B. Assume that there are no signals from the downed plane . Your model should recognize that there are many different types of planes for which we might be searching and that there are many different types of search planes, often using different electronics or sensors. Additionally, prepare a 1-2 page non-technical paper for the airlines to use in their press conferences concerning their plan for future searches. 回想一下失联了的马来西亚航班MH370。建立一个通用的数学模型，可以为恐已坠毁的失联飞机规划一个有用的模型以辅助“搜索者”在开阔水域搜索，例如大西洋，太平洋，印度洋，南或北冰洋，这里假设从A点飞行到B点。假定没有从被击落的飞机信号。模型应认识到，当我们搜索的时候可能有许多不同的飞机型号，并且由于经常使用不同的电子器件或传感器，会有不同类型的搜索飞机方法。另外，准备一个1-2页的非技术论文，为航空公司在其新闻发布会提出自己未来的搜寻计划。 ICM PROBLEMS PROBLEM C: Managing Human Capital in Organizations

2015年校数学建模题目B题_DNA序列

2015年“深圳杯”数学建模夏令营 B题：DNA序列的k-mer index 问题这个问题来自 DNA序列的k-mer index问题。给定一个DNA序列，这个系列只含有4个字母ATCG，如 S =“CTGTACTGTAT”。给定一个整数值k，从S的第一个位置开始，取一连续k个字母的短串，称之为k-mer（如k= 5，则此短串为CTGTA），然后从S的第二个位置，取另一k-mer（如k= 5，则此短串为TGTAC），这样直至S的末端，就得一个集合，包含全部k-mer 。如对序列S来说，所有5-mer为｛CTGTA，TGTAC，GTACT，TACTG，ACTGT，TGTAT｝通常这些k-mer需一种数据索引方法，可被后面的操作快速访问。例如，对5-mer来说，当查询CTGTA，通过这种数据索引方法，可返回其在DNA序列S中的位置为｛1，6｝。问题现在以文件形式给定 100万个 DNA序列，序列编号为1-1000000，每个基因序列长度为100 。（1）要求对给定k，给出并实现一种数据索引方法，可返回任意一个k-mer所在的DNA序列编号和相应序列中出现的位置。每次建立索引，只需支持一个k值即可，不需要支持全部k值。（2）要求索引一旦建立，查询速度尽量快，所用内存尽量小。（3）给出建立索引所用的计算复杂度，和空间复杂度分析。（4）给出使用索引查询的计算复杂度，和空间复杂度分析。（5）假设内存限制为8G，分析所设计索引方法所能支持的最大k值和相应数据查询效率。

（6）按重要性由高到低排列，将依据以下几点，来评价索引方法性能?索引查询速度 ?索引内存使用 ?8G内存下，所能支持的k值范围 ?建立索引时间

数学建模竞赛试题 2015

A题飞越北极 2000年6月，扬子晚报发布消息：“中美航线下月可飞越北极，北京至底特律可节省4小时”，摘要如下： 7月1日起，加拿大和俄罗斯将允许民航班机飞越北极，此改变可大幅度缩短北美与亚洲间的飞行时间，旅客可直接从休斯敦，丹佛及明尼阿波利斯直飞北京等地。据加拿大空中交通管制局估计，如飞越北极，底特律至北京的飞行时间可节省4个小时。由于不需中途降落加油，实际节省的时间不止此数。假设：飞机飞行高度约为10公里，飞行速度约为每小时980公里；从北京至底特律原来的航线飞经以下10处： A1 (北纬31度，东经122度)； A2 (北纬36度，东经140度)； A3 (北纬 53度，西经165度)； A4 (北纬62度，西经150度); A5 (北纬 59度，西经140度)； A6 (北纬 55度，西经135度)； A7 (北纬 50度，西经130度)； A8 (北纬 47度，西经125度)； A8 (北纬 47度，西经122度)； A10 (北纬 42度，西经87度)。请对“北京至底特律的飞行时间可节省4小时“从数学上作出一个合理的解释，分两种情况讨论：

（1）设地球是半径为6371千米的球体；（2）设地球是一旋转椭球体，赤道半径为6378千米，子午线短半轴为6357千米。

B题：DNA限制性图谱的绘制绘制DNA限制性图谱是遗传生物学中的重要问题。由于DNA分子很长，目前的实验技术无法对其进行直接测量，所以生物学家们需要把DNA分子切开，一段一段的来测量。在切开的过程中，DNA片段在原先DNA分子上的排列顺序丢失了，如何找回这些片段的排列顺序是一个关键问题。为了构造一张限制性图谱，生物学家用不同的生化技术获得关于图谱的间接的信息，然后采用组合方法用这些数据重构图谱。一种方法是用限制性酶来消化DNA分子。这些酶在限制性位点把DNA链切开，每种酶对应的限制性位点不一样。对于每一种酶，每个DNA分子可能有多个限制性位点，此时可以按照需要来选择切开某几个位点（不一定连续）。DNA分子被切开后，得到的每个片段的长度就是重构这些片段的原始顺序的基本信息。在多种获取这种信息的实验方法中，有一种广泛采用的方法：部分消化（the partial digest, PDP）方法。在PDP中，采用一种酶，通过实验得到任意两个限制性位点之间片段的长度。假设与使用的酶对应的限制性位点有n个，通过大量实验，可得到n+2个点（n个位点加上两个端点）中任意两点之间的距离，共2 C个值。然后用这22+n C个距离来重构n个限制性位点的位n 2 + 置(解不一定唯一，两个端点对应于最长的距离)。若?X是线段上的点集X中所有点之间距离的集合，PDP就是给定?X求X。下图给出了一个例子。

2015年B题数学建模_滴滴打车模型分析

2015 数学建模B题（公选课）后打车时代究竟能走多远 --基于数学分析的打车软件盈利模式的评估体系 1．摘要打车软件作为新兴的交易平台，增加了交易机会。且与街头扬招方式相比，打车软件优势也很明显，它可以让出租车司机迅速找到它的客户。出租车正在寻找客人而“空跑”。打车软件的出现则改变了这种信息不对称，大大降低了司机的“空载率”，减少了司机和乘客之间的交易成本——司机扫街和乘客扫街的时间成本。其次，改变了支付方式。传统现金交易有两个弊病，一是安全性。另外，大量现金交易增加了司机的交易成本：时不时收到假钞，蒙受经济损失；每周几次到银行存钱也增加了时间成本。这些优势就使得打车软件极具有盈利的可能，只有软件找到用户并增强对他们的粘性，就有许多渠道来针对他们来盈利。随着近两年打车软件的兴起，从原先40多款打车软件的百花齐放演变成现在的嘀嘀、快的双雄争霸，市场竞争也趋于白热化。2014年伊始，嘀嘀打车和快的打车进入史上空前的“烧钱大战”，在高峰期甚至达到2月17日乘客返现10—15元，新司机首单立奖50元，而且每单都有补贴十块。目前两大打车软件纷纷将针对乘客的补贴降至3元/单，对司机端的补贴，嘀嘀是5元/单，快的4元/单。部分城市的嘀嘀打车更已取消“立减优惠”，取而代之的是“用嘀嘀添新衣”的广告或改送购物网站现金券。那么，在后打车时代，滴滴打车这类打车软件还能走多远了？我们通过对打车软件盈利模式的研究来探索这个问题。关键词：空载率，支付方式，交易成本，后打车时代2．模型的假设 ①打车软件开拓的市场基本成熟，大公司的投资也不再，补贴也不再，利用生活服务来增强对用户的粘性。 ②假设软件公司为用户提高的生活服务质量日趋完善，出租车司机的

年国赛建模B题

年国赛建模B题 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】

2015高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目（请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”） B题“互联网+”时代的出租车资源配置出租车是市民出行的重要交通工具之一，“打车难”是人们关注的一个社会热点问题。随着“互联网+”时代的到来，有多家公司依托移动互联网建立了打车软件服务平台，实现了乘客与出租车司机之间的信息互通，同时推出了多种出租车的补贴方案。请你们搜集相关数据，建立数学模型研究如下问题： (1)试建立合理的指标，并分析不同时空出租车资源的“供求匹配”程度。 (2)分析各公司的出租车补贴方案是否对“缓解打车难”有帮助？ (3)如果要创建一个新的打车软件服务平台，你们将设计什么样的补贴方案，并论证其合理性。 1选取几个打车平台的补贴方案去分析，比如：快的打车补贴变化 2014年1月20日快的打车乘客车费返现10元，司机奖励10元 2014年2月17日快的打车乘客返现11元，司机返5-11元[10] 2014年2月18日快的打车乘客返现13元[11] 2014年3月4日快的打车乘客返现10元/单，司机端补贴不变[6] 2014年3月5日快的打车乘客补贴金额变为5元

2014年3月22日快的打车乘客返现3—5元 2014年5月17日软件乘客补贴“归零” 2014年7月9日，将司机端补贴降为2元/单。[12] 2014年8月9日，滴滴、快的两大打车软件再出新规，全面取消司机端现金补贴。滴滴打车 1月10日，滴滴打车乘客车费立减10元、司机立奖10元 2月17日，滴滴打车乘客返现10-15元，新司机首单立奖50元 2月18日，滴滴打车乘客返现12至20元 3月7日，滴滴打车乘客每单减免随机“6-15元” 3月23日，滴滴打车乘客返现3-5元 5月17日，打车软件乘客补贴“归零” 7月9日，软件司机端补贴降为2元/单 8月12日，滴滴打车取消对司机接单的常规补贴 2分析传统出租车公司的补贴方案 3最后一定要联系到是否对“缓解打车难”有帮助上，结论是：有一定帮助，但并未完全解决问题（），同时产生了新的问题。注意要用数据和案例论证，不能自己在那空口说。这样就为下一问铺垫好了。 (3)如果要创建一个新的打车软件服务平台，你们将设计什么样的补贴方案，并论证其合理性。创建新平台肯定是让你解决现有方案的不足，所以针对第二问中的结论，在你的新方案中论述怎样解决那些问题，形成新方案（可以下载那

2015年最新美国数学建模试题原题-ICM-D

2015 ICM Problem D Is it sustainable? Problem background One of the largest challenges of our time is how to manage increasing population and consumption with the earth’s finite resources. How can we do this while at the same time increasing equity and eradicating poverty? Since the beginning of the modern envi ronmental movement in the 1960’s, balancing human needs with the earth’s health has been a topic of considerable debate. Are economic development and ecosystem health at odds? In order to reconcile this difficult balance, the concept of sustainable develo pment was introduced in the 1980’s. Sustainable development is defined by the 1987 Brundtland Report as “development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs.” Since its conception, sustainable development has become a goal for international aid agencies, planners, governments, and non-profit organizations. Despite this, striving towards a sustainable future has never been more imperative. The United Nations (UN) predicts the world’s population will level at 9 billion people by 2050. This, coupled with increased consumption, places a significant strain on the earth’s finite resources. Understanding that the earth is a system that connects both time and space is critical to sustainable development. Development must focus on needs (e.g., reducing the vulnerability of the world’s poor) and limitations (e.g., the environment’s ability to detoxify wastes). In 2012, the UN conference on sustainable development recognized that: “that poverty eradication, changing unsustainable and promoting sustainable patterns of consumption and production and protecting and managing the natural resource base of economic and social development are the overarching objectives of and essential requirements for sustainable development.” Decreasing personal poverty and vulnerability, encouraging economic development, and maintaining ecosystem health are the pillars of sustainable development. Problem statement The International Conglomerate of Money (ICM) has hired you to help them use their extensive financial resources and influence to create a more sustainable world. They are particularly interested in developing countries, where they believe they can see the greatest results of their investments. Task 1: Develop a model for the sustainability of a country. This model should provide a measure to distinguish more sustainable countries and policies from less sustainable ones. It can also serve to inform the ICM on those countries that need the most support and intervention. Some factors may include human health, food security, access to clean water, local environmental quality, energy

2015年美国数学建模竞赛第二次模拟赛题B题

Problem B Outlook of Car-to-Car Tech SAN FRANCISCO -- After more than a decade of research into car-to-car communications, U.S. auto safety regulators took a step forward today by unveiling their plan for requiring cars to have wireless gear that will enable them to warn drivers of danger. These vehicle-to-vehicle (V2V) transmitters and software could save thousands of lives and prevent hundreds of thousands of crashes each year by providing cars with information they never will be able to gather simply from cameras and sensors. “Safety is our top priority, and V2V technology represents the next great advance in saving lives,” Transportation Secretary Anthony Foxx said in an announcement. “This technology could move us from helping people survive crashes to helping them avoid crashes altogether.” Requirement 1: Present a mathematical model to discuss the reduction of the number of traffic accidents and road fatalities/injuries in San Francisco by V2V technology. Requirement 2: Determine the maximum number of cars in San Francisco due to the V2V technology. Requirement 3: Discuss the benefits of V2V technology to alleviate road congestion. Requirement 4: Provide your recommendation to the government.