数学建模,可以说是一个让纯粹数学家变成物理学家、生物学家、经济学家甚至心理学家等的过程,也是用数学语言描述实际现象的过程。
数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学,在它产生和发展的历史长河中,一直是和各种各样的应用问题紧密相关的。应用数学去解决各类实际问题,就是数学建模。
在经济决策科学化、定量化呼声日渐高涨的今天,经济数学建模更是无处不在。如生产厂家可根据客户提出的产品数量、质量、交货期、交货方式、交货地点等要求,根据快速报价系统(根据厂家各种资源、产品工艺流程、生产成本及客户需求等数据进行数学经济建模)与客户进行商业谈判。
在金融领域的数学应用,被称为金融数学或数理金融学,旨在利用数学工具研究金融现象,通过数学模型进行定量分析,以求找到金融活动中的潜在规律并用以指导实践活动。
涉及金融与经济的建模题常见的有投资问题、住房贷款问题、分期付款问题、证券问题等。一般的做法是通过数学建模将此类题型转化为初等数学中的常用知识点来解决,如数列问题、幂函数问题、不等式问题等。
举个投资的例子:
例如(购房贷款):小李年初向银行贷款20万元用于购房。已知购房贷款的年利率优惠为10%,按复利计算。若这笔贷款要求分10次等额归还,每年一次,并从借款后次年年初开始归还,问每年应还多少元(精确到1元) ?
分析与思考:
已知贷款数额、贷款利率、归还年限,要求出每年的归还额。本题即可化为求每年的归还额与贷款数额、贷款利率、归还年限的关系。
不妨先把这个问题作一般化处理。设某人向银行贷款元M0,年利率为α,按复利计算(即本年的利息记入次年的本金生息),并从借款后次年年初开始每次k元等额归还,第n次全部还清。
那么,一年后欠款数M1=(1+α)M0-k
两年后欠款数M2=(1+α)M1-k =(1+α)2M0-k[(1+α)+1]
……………
n年后欠款数Mn=(1+α)Mn-1-k=(1+α)M0-
由Mn=0可得k
这就是每年归还额与贷款数额、贷款利率、归还年限之间的关系式。
对于上述购房问题,将α=0.1,M0=200 000,n=10代入得 k= ≈32 549.6(元)
故每年应还32550元。
在这里,建模的关键就在于:将求每年的归还额与贷款数额、贷款利率、归还年限的关系化为数列计算问题。
目前,生活中的众多领域都与数学建模密切相关。只要我们理论联系实际,分析具体情况建立数学模型,就会起到事半功倍的作用,提高学习工作效率,终生获益。
数学建模是一门应用性极强的学科,集数学、统计、计算机于一身,经济的快速发展更是离不开计算数学建模的应用。数学建模可以培养人的思维逻辑能力,在各行各业发挥着越来越重要的作用。
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