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数学模型 ■
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“数学模型”是20世纪80年代后期开设的一门新课,尚无公认完整严密的教学体系,也无成熟的标准教材,而且不同学校、不同教员对课程指导思想的理解实际存在很大差异,听课学生对课程的期望也很不相同。这些与传统数学课程显著不同之处使得“数学模型”的教学设计非常困难。根据数学学院的培养目标和学生特点,经过思考、论证和实践,我们对如何建设具有鲜明理科教育特色的“数学模型”课程逐步达成了共识。我们认为,这门课程应该向学生同时展示数学之美与数学之用,引导学生思考数学与科学、数学与现实之间的关系,培养学生用数学语言描述与解决实际问题的能力,同时加深学生对数学本身的理解。
根据上述指导思想,本课以训练思想方法、培养动手能力为目的,重点不在讲授任何特定的数学知识和技巧。这门课的内容分成两个相对独立的板块。第一个板块注重数学的精神、方法和内在特征,通过具体例子分析探讨什么是看待问题的数学观点,重在引导学生“想开去”。第二个板块侧重数学在实际中的应用,结合建模介绍一些典型算法,旨在指导学生“动起来”(动手解决实际问题)。第一板块内容相对稳定,第二板块在内容取舍上任课教员可以适当灵活掌握。这样既可以在一定程度上保持课程稳定,又可以适时增加有意义的新专题使课程常新。这种设想也是出于保持理论与实践之间的均衡的考虑。无论如何,我们认为“数学模型”不应上成简单的解题示范或算法选讲课,应该包含一些对数学本身的形而上思考。算法不应占主导地位,重要的是实际问题的数学描述及其背后的数学思考方式。我们已经按照这个设想开始编写新教材。
考核是教学工作的重要一环。鉴于本课的一个重要目标是培养学生能力,我们不采取期末闭卷考试方式。我们要求每位学生期末独立完成数学建模论文一篇,教员根据论文和平时随堂测验结果评定成绩。写作论文的任务在第一堂课上布置,意在鼓励学生一边学习课程一边思考论文选题,充分发挥自己的数学想象力。写作论文有助于激发学生的科研兴趣和培养学生的科研能力,这与我们的教学目标完全一致。因此,递交期末论文是本课教学活动的有机组成部分。
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数学模型 ■
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刘旭峰 |
姓 名: 刘旭峰
出生年月: 1964年9月26日
职 称: 教授
最高学位: 理学博士
研究方向: 数学物理
学 历:
1979.09-1983.07 福州大学物理系,理学学士学位
1987.09-1989.07 中科院物理所,理学硕士学位
1989.09-1992.07 南开数学所,理学博士学位
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工作经历:
1992.08-1994.07 北京大学数学系,博士后
1994.08-2000.07 北京大学数学系,副教授
2000.08-至今 北京大学数学科学学院,教授
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邓明华 |
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姓 名: 邓明华
出生年月: 1969年5月14日
职 称: 副教授
最高学位: 理学博士
研究方向: 生物信息学
学 历:
1987.09-1991.07 北京大学数学系,理学学士学位
1991.09-1994.07 北京大学数学系,理学硕士学位
1994.09-1998.01 北京大学数学学院,理学博士学位
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工作经历:
1998.04-2003.07 北京大学数学学院,讲师
2001.02-2003.08 美国南加州大学数学系,博士后
2003.08-至今 北京大学数学科学学院,副教授
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| 王鸣 |
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姓 名: 王鸣
出生日期: 1959年02月28日
职 称: 副教授
最高学位: 理学博士
研究方向:
学 历:
1978.03-1982.01 大连工学院应用数学系, 学士学位
1982.02-1984.06 大连工学院应用数学专业,硕士学位
1985.09-1987.06 大连工学院计算力学专业,博士学位
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工作经历:
1984.07-1990.01 大连工学院应用数学研究所, 助教, 讲师
1987.12-1990.01 中国科学院计算中心博士后
1995.12-1996.06 香港理工大学应用数学系,访问学者
1999.01-1999.05 美国宾夕法尼亚州立大学数学系,访问学者
1990.02-至今 北京大学数学科学学院, 副教授
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数学模型 ■
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| 第一学期 |
授课内容 |
第01周 |
第一章 随机现象
§1 样本空间
§2 随机变量
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第02周 |
§3 大数定律
§4 蒙特卡罗算法
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第03周 |
第二章 编码奥妙
§1 熵与互信息
§2 熵编码定理
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第04周 |
§3 海明码
§4 信道编码定理
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第05周 |
国庆放假
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第06周 |
第三章 信息之流
§1 信号与频谱
§2 采样定理
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第07周 |
§3 数据压缩
§4 时间滤波
§5 空间滤波
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第08周 |
第四章 选择机制
§1 价格理论
§2 博弈观点
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第09周 |
§3 均衡定理
第五章 数学理论
§1 基础之争
§2 元数学
§3 哥德尔定理
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第10周 |
第六章 线性规划模型
§1 线性规划模型建立
§2 单纯形法
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第11周 |
§3 线性规划模型相关问题
§4 整数规划模型和分枝定界法
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第12周 |
第七章 动态规划模型
§1 动态规划模型及其求解
§2 DNA序列比对
§3 动态规划应用举例
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第13周 |
第八章 图论与网络模型
§1 图论与网络模型基本概念与算法
§2 最大流问题
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第14周 |
§3 最小费用最大流问题
§4 关键路径分析与项目评审技术
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第15周 |
第九章 马氏模型与隐马氏模型
§1 马氏模型
§2 隐马氏模型简介
§3 隐马氏模型理论
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第16周 |
第十章 分类模型
§1 决策树
§2 人工神经网络模型
§3 支持向量机器
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数学模型 ■
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《数学模型讲义》,雷功炎,北京大学出版社,1999
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数学模型 ■
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1) 姜启源,数学模型,高等教育出版社,1987第一版,1993第二版,2003第三版
2) 刘来福,曾文艺,数学模型与数学建模,北京师范大学出版社,1997第一版,2002第二版
3) 谭永基,俞文(鱼此),数学模型,复旦大学出版社,1997
4) 王树禾,数学模型基础,中国科学技术大学出版社,1996
5) W.F.Lucas, 微分方程模型,国防科技大学出版社,1988
6) W.F.Lucas, 生命科学模型,国防科技大学出版社,1996
7) W.F.Lucas, 离散与系统模型,国防科技大学出版社,1996
8) W.F.Lucas, 政治及有关模型,国防科技大学出版社,1996
9) 叶其孝,大学生数学模型竞赛辅导教材 (一)、 (二)、 (三),湖南教育出版社,1997
10) 李尚志等,数学建模竞赛教程,江苏教育出版社,1996
11) 叶其孝,数学建模教育与国际数学建模竞赛-工科数学专辑,工科数学杂志社,1994
12) 李大潜,中国大学生数学建模竞赛,高等教育出版社,1998
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数学模型 ■
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考核办法:
两次随堂考试和一次期末论文。总成绩以百分制给出,两次随堂考试占30%,期末论文占70%。
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