数学建模 快速入门
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数据预处理
缺失值
缺失太多:直接删除该指标
最简单处理: 均值、众数插补。定量数据用均值,定性数据用众数。适用对个体精度要求不大的数据
牛顿插值法:根据固定公示构造近似函数,补上缺失值,普适性较强。但在区间边缘处存在不稳定震荡,即龙格现象。不适合对倒数有要求的题目。 适用赛题:热力学温度、地形策零、定位等只追求函数值精准而不关心变化的数据
样条插值法:用分段光滑的曲线去插值,光滑意味着曲线不仅连续,还有连续的曲率。使用赛题:零件加工过,水库水流量,图像基线飘逸,机器人轨迹等对精度要求高、没有突变的数据
分段插值
Hermite插值
异常值
去掉,然后按缺失值处理
怎么找?
正太分布3seigema原则: 满足正太分布
画箱型图: 一般设 [ Q1-1.5*IQR, Q3+1.5*IQR ] 内为正常值 IQR = Q3-Q1. 普遍适用
什么是模型
理论基础
推导过程
最终结论
展现(文字描述、数学公式、图像表格)
论文
摘要(最重要)、问题重述、模型假设、符号说明、模型建立与求解(最长)、模型的优缺点与改进方法、参考文献、附录
摘要:让读者明白 论文研究的问题、用了什么方法、得到什么结果、以及每一部分的大致步骤
问题重述: 不要复制粘贴,避免查重
模型假设和符号说明
模型的建立:一组公示和对公式中每个变量的解释。由简入繁
模型求解: 编程求解,代码放附录
参考文献: 格式要规范
附录: 代码也会查重
整体排版:
各级标题与正文层次分明
正文潘板紧凑,不要大片空白
表格 图片:三线表。表的标题在上方,图名在下方
公式编辑: word 自带公式编辑器
线性规划
Linprog函数
模型化为matlab标准型:目标函数最小值、约束条件小于等于号或等于号
求最大值等价于求最小
[x,fval] = linprog(f,A,b,Aeq,beq,lb.ub)
x返回最优解的变量取值,fval放回目标函数的最优值
f 目标函数的系数列向量
A,b 不等式约束条件的变量系数矩阵和常数项矩阵
Aeq beq 等式约束条件的系数矩阵和常数项矩阵
lb ub 决策变量的最小取值和最大取值
没有的可以不写 尾部的参数可以直接缺省,中间的缺省需要加[]
非线性规划
fmincon
[x,fval] = fmincon( fun, x0, A, b, Aeq, beq, lb, ub, nonlcon )
x返回最优解的变量取值,fval放回目标函数的最优值
fun 单独函数脚本里定义的目标函数
x0 决策变量的初始值
A,b 线性约束的不等式变量系数矩阵和常数项矩阵
Aeq,beq 线性约束的等式变量系数矩阵和常数项矩阵
lb ub 决策变量的最小取值和最大取值
nonlcon 非线性约束,包括不等式和等式
多目标规划
需要衡量每个目标的完成情况,并主管上区分三个目标的重要性,使得整体的完成情况尽量好
正负偏差变量
对每个目标函数都有 d+,d-
至少有一个为零
都是正数
尽可能超过:d-越小越好 尽可能不超过:d+越小越好 恰好达到目标值:d+ + d-越小越好
绝对约束 和 目标约束
绝对约束
是模型中自带的约束条件,必须满足,否则是不可行解
目标约束
是模型中对不等式右端追求的值允许有偏差 尽可能
把所有的目标约束都加上d- - d+变成等式
优先因子
p1,p2,...
主观上确定一个优先因子(查文献 ”经查相关资料可得“)
fgoalattain
序贯算法
Lingo
最短路径
graphshortestpath
[dist,path,pred] = graphshortestpath(DG,src,dst)
DG邻接矩阵
sparse生成稀疏矩阵(n为边数)
S 源矩阵 1*n
D 目矩阵 1*n
W 权值 1*n
src源
dst目的
dist 最短路径的值
path 最短路径经过的节点顺序
pred 到每一个节点的最短路径终点前一个结点
biograph生成图对象
DG
point_name 节点名
ShowWeights 在图当中
on 显示路径长度
view 显示图对象
关于怎么设置图样式,用到了再看
最小生成树
minspantree
G = graph( S, D, W ) 生成一个无向图
plot画图
p = plot( G, 'EdgeLabel', G.Edges.Weight, "MarkerSize", 8, ‘NodeFontSize’, 16, 'EdgeFont', 16 ) 画图 显示边的权值 节点字体大小 边字体大小
highlight( p, T, 'EdgeColor', 'red', "LineWidth", 3 ) 边标红
灰色预测模型
GM(1,1)
数据少,看不出明显规律,适合用灰色预测
构造累加生成序列
生成的新序列看起来像一个指数曲线(直线也),可用一个指数曲线乃至一条直线的表达式来逼近这个新序列 构建一阶常微分方程来求解拟合曲线的函数表达式
为了更合理,可以修正为均值生成序列
进行模型检验




时间序列之AR模型
平稳时间序列: 数据的统计特性不随时间平移而变化,也就是数据可能有变化,但均值和协方差不变
先确定序列是否平稳
平稳性Danie检验
不平稳怎么构造
一阶差分运算
AR(p)自回归模型
用AIC准则求出p
得到新序列的预测值
根据差分运算 求出想要的结果
DAMO开发者矩阵,由阿里巴巴达摩院和中国互联网协会联合发起,致力于探讨最前沿的技术趋势与应用成果,搭建高质量的交流与分享平台,推动技术创新与产业应用链接,围绕“人工智能与新型计算”构建开放共享的开发者生态。
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