目錄
一.?2023國賽數學建模思路:
賽題發布后會第一時間發布選題建議,思路,模型代碼等
詳細思路獲取見文末名片,9.7號第一時間更新
二.國賽常用的模型算法:
三、算法簡介
四.超重要!!!國賽ABCDE題思路模型代碼獲取見此
一.?2023國賽數學建模思路:
賽題發布后會第一時間發布選題建議,思路,模型代碼等
詳細思路獲取見文末名片,9.7號第一時間更新
二.國賽常用的模型算法:
1、蒙特卡羅算法
該算法又稱隨機性模擬算法,是通過計算機仿真來解決問題的算法,同時可以通過模擬可以來檢驗自己模型的正確性,比較好用的算法。
2、數據擬合、參數估計、插值等數據處理算法
比賽中通常會遇到大量的數據需要處理,而處理數據的關鍵就在于這些算法,通常使用 Matlab 作為工具。
3、線性規劃、整數規劃、多元規劃、二次規劃等規劃類問題
建模競賽大多數問題屬于最優化問題,很多時候這些問題可以用數學規劃算法來描述,通常使用 Lindo、Lingo 軟件實現
4、圖論算法
這類算法可以分為很多種,包括最短路、網絡流、二分圖等算法,涉及到圖論的問題可以用這些方法解決。
5、動態規劃、回溯搜索、分治算法、分支定界等計算機算法
這些算法是算法設計中比較常用的方法,很多場合可以用到競賽中。
6 、最優化理論的三大非經典算法:模擬退火法、神經網絡、遺傳算法
這些問題是用來解決一些較困難的最優化問題的算法,對于有些問題非常有幫助,算法的實現有一定困難。
7 、網格算法和窮舉法
當重點討論模型本身而輕視算法的時候,可以使用這種暴力方案,最好使用一些高級語言作為編程工具。
8 、一些連續離散化方法
很多問題都是從實際來的,數據可以是連續的,而經典計算機架構只認的是離散的數據,因此將其離散化后進行差分代替微分、求和代替積分等思想是非常重要的。
9 、數值分析算法
如果在比賽中采用高級語言進行編程的話,那一些數值分析中常用的算法。比如方程組求解、矩陣運算、函數積分等算法就需要額外編寫庫函數進行調用
10 、圖象處理算法
賽題中有一類問題與圖形有關,即使與圖形無關,論文中也應該要不乏圖片的。這些圖形如何展示,以及如何處理就是需要解決的問題,通常使用 Matlab 進行處理
三、算法簡介
1 、灰色預測模型 ( 一般 )
解決預測類型題目。由于屬于灰箱模型,一般比賽期間不優先使用。滿足兩個條件可用:
①數據樣本點個數 6 個以上
②數據呈現指數或曲線的形式,數據波動不大
2 、微分方程模型 ( 一般 )
微分方程模型是方程類模型中最常見的一種算法。近幾年比賽都有體現,但其中的要求,不言而喻,學習過程中無法直接找到原始數據之間的關系,但可以找到原始數據變化速度之間的關系,通過公式推導轉化為原始數據的關系。
3 、回歸分析預測 ( 一般 )
求一個因變量與若干自變量之間的關系,若自變量變化后,求因變量如何變化; 樣本點的個數有要求:
①自變量之間協方差比較小,最好趨近于 0,自變量間的相關性小;
②樣本點的個數 n>3k+1,k 為預測個數;
4、馬爾科夫預測 ( 較好 )
一個序列之間沒有信息的傳遞,前后沒聯系,數據與數據之間隨機性強,相互不影響;今天的溫度與昨天、后天沒有直接聯系,預測后天溫度高、中、低的概率,只能得到概率,其算法本身也主要針對的是概率預測。
5、時間序列預測
預測的是數據總體的變化趨勢,有一、二、三次指數平滑法(簡單),ARMA(較好)。
6、小波分析預測(高大上)
數據無規律,海量數據,將波進行分離,分離出周期數據、規律性數據;其預測主要依靠小波基函數,不同的數據需要不同的小波基函數。網上有個通用的預測波動數據的函數。
7、 神經網絡 ( 較好 )
大量的數據,不需要模型,只需要輸入和輸出,黑箱處理,建議作為檢驗的辦法,不過可以和其他方法進行組合或改進,可以拿來做評價和分類。
8、 混沌序列預測(高大上)
適用于大數據預測,其難點在于時延和維數的計算。
9、 插值與擬合 ( 一般 )
擬合以及插值還有逼近是數值分析的三大基礎工具,通俗意義上它們的區別在于:擬合是已知點列,從整體上靠近它們;插值是已知點列并且完全經過點列;逼近是已知曲線,或者點列,通過逼近使得構造的函數無限靠近它們。
10、模糊綜合評判 ( 簡單 ) 不建議 單獨 使用
評價一個對象優、良、中、差等層次評價,評價一個學校等,不能排序
11、層次分析法(AHP)( 簡單 ) 不建議 單獨 使用
作決策,去哪旅游,通過指標,綜合考慮作決策
12、 數據包絡(DEA )分析法 ( 較好 )
優化問題,對各省發展狀況進行評判
13、秩和比綜合評價法和熵權法 ( 較好 )
秩和比綜合評價法是評價各個對象并排序,但要求指標間關聯性不強;熵權法是根據各指標數據變化的相互影響,來進行賦權。兩者在對指標處理的方法類似。
14、優劣解距離法(TOPSIS 法) (備用)
其基本原理,是通過檢測評價對象與最優解、最劣解的距離來進行排序,若評價對象最靠近最優解同時又最遠離最劣解,則為最好;否則為最差。其中最優解的各指標值都達到各評價指標的最優值。最劣解的各指標值都達到各評價指標的最差值。
15、投影尋蹤綜合評價法 ( 較好 )
可揉和多種算法,比如遺傳算法、模擬退火等,將各指標數據的特征提取出來,用一個特征值來反映總體情況;相當于高維投影之低維,與支持向量機相反。該方法做評價比一般的方法好。
16、方差分析、協方差分析等 ( 必要 )
方差分析:看幾類數據之間有無差異,差異性影響,例如:元素對麥子的產量有無影響,差異量的多少
協方差分析:有幾個因素,我們只考慮一個因素對問題的影響,忽略其他因素,但注意初始數據的量綱及初始情況。
此外還有靈敏度分析,穩定性分析。
17、線性規劃、整數規劃、0-1 規劃 ( 一般 )
模型建立比較簡單,可以用 lingo 解決,但也可以套用智能優化算法來尋最優解。
18、非線性規劃與智能優化算法握(智能算法至少掌握 1-2 ) 個,其他的了解即可)
非線性規劃包括:無約束問題、約束極值問題
智能優化算法包括:模擬退火算法、遺傳算法、改進的遺傳算法、禁忌搜索算法、神經網絡、粒子群等
其他規劃如:多目標規劃和目標規劃及動態規劃等
19、復雜網絡優化 ( 較好 )
離散數學中經典的知識點——圖論。主要是編程。