MATLAB数学建模方法与实践第3版卓金武开发实例系列丛书北京航空航天

基本信息

书    名

   MATLAB数学建模方法与实践 第3版

外文书名

出版社

 北京航空航天大学出版社

作    者

 卓金武  王鸿钧

定   价 

 59.00元

出版时间

 2018.07

I S B N

 9787512427273

套装书

 否

引进版

 否

装    帧

 平装

版    次

 3

字    数

 531000

页    数

 310

开    本

 16开

内容简介

本书从数学建模的角度介绍了MATLAB的应用，涵盖了绝大部分数学建模问题的MATLAB求解方法。全书共5篇。第一篇是基础篇，介绍基本概念，包括MATLAB在数学建模中的地位、数学模型的分类及各类需要用到的MATLAB技术，以及MATLAB编程入门；第二篇是技术篇，介绍MATLAB建模的主流技术，包括数据建模技术(数据的准备、常用的数学建模方法、机器学习、灰色预测、神经网络及小波分析)、优化技术(标准规划模型的求解、遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法等全局优化算法)、连续模型、评价型模型以及机理建模的MATLAB实现方法；第三篇是实践篇，以历年全国大学生数学建模竞赛的经典赛题为例，介绍MATLAB在其中的实际应用过程，包括详细的建模过程、求解过程以及原汁原味的竞赛论文；第四篇是赛后重研究篇，主要介绍如何借助MATLAB的工程应用功能将模型转化成产品的技术；第五篇是经验篇，主要介绍数学建模的参赛经验、心得、技巧，以及MATLAB的学习经验，这些经验会有助于竞赛的准备和竞赛成绩的提升，从容参与数学建模活动。本书特别适合作为数学建模竞赛的培训教材或参考用书，也可作为大学“数学实验”“数学建模”“数据挖掘”课程的参考用书，还可供广大科研人员、学者、工程技术人员参考。

目    录

第一篇 基础篇 
第1章 绪 论…………………………… 3 
1.1 MATLAB在数学建模中的地位………… 3 
1.2 正确且高效的MATLAB编程理念…………4 
1.3 数学建模对MATLAB水平的要求…… 4 
1.4 如何提高MATLAB建模水平…… 5 
1.5 小 结……………………………… 6 

参考文献………………………………… 6 
第2章 MATLAB数学建模快速入门…… 7 
2.1 MATLAB快速入门……………… 7 
2.1.1 MATLAB概要……………………… 7 
2.1.2 MATLAB的功能…………………… 8 
2.1.3 快速入门案例……………………… 9 
2.1.4 入门后的提高……………………… 15 
2.2 MATLAB常用技巧…………… 16 
2.2.1 常用标点的功能…………………… 16 
2.2.2 常用操作指令……………………… 16 
2.2.3 指令编辑操作键…………………… 16 
2.2.4 MATLAB数据类型………………… 16 
2.3 MATLAB开发模式…………… 18 
2.3.1 命令行模式………………………… 18 
2.3.2 脚本模式…………………………… 18 
2.3.3 面向对象模式……………………… 18 
2.3.4 三种模式的配合…………………… 18 
2.4 小 结…………………………… 19 
参考文献………………………………… 19 
第二篇 技术篇 
第3章 数据的准备……………………… 23 
3.1 数据的获取……………………… 23 
3.1.1 从EXCEL中读取数据……………… 23 
3.1.2 从TXT中读取数据………………… 23 
3.1.3 读取图片…………………………… 26 
3.1.4 读取视频…………………………… 26 
3.2 数据的预处理…………………… 27 
3.2.1 缺失值处理………………………… 28 
3.2.2 噪声过滤…………………………… 29 
3.2.3 数据集成…………………………… 31 
3.2.4 数据归约…………………………… 32 
3.2.5 数据变换…………………………… 32 
3.3 数据的统计……………………… 34 
3.3.1 基本描述性统计…………………… 34 
3.3.2 分布描述性统计…………………… 35 
3.4 数据可视化……………………… 35 
3.4.1 基本可视化………………………… 36 
3.4.2 数据分布形状可视化………………… 37 
3.4.3 数据关联可视化…………………… 38 
3.4.4 数据分组可视化…………………… 40 
3.5 数据降维………………………… 41 
3.5.1 主成分分析(PCA)基本原理………… 41 
3.5.2 PCA应用案例:企业综合实力排序…… 43 
3.5.3 相关系数降维……………………… 46 
3.6 小 结…………………………… 46 
参考文献………………………………… 47 
第4章 MATLAB常用的数据建模方法…………… 48 
4.1 一元回归………………………… 48 
4.1.1 一元线性回归……………………… 48 
4.1.2 一元非线性回归…………………… 50 
4.2 多元回归………………………… 52 
4.3 逐步归回………………………… 54 
4.4 Logistic回归…………………… 55 
4.5 小 结…………………………… 57 
参考文献………………………………… 57 
第5章 MATLAB机器学习方法……… 58 
5.1 MATLAB机器学习概况……… 58 
5.2 分类方法………………………… 59 
5.2.1 K 近邻分类……………………… 59 
5.2.2 贝叶斯分类………………………… 63 
5.2.3 支持向量机分类…………………… 66 
5.3 聚类方法………………………… 70 
5.3.1 K-means聚类……………………… 70 
5.3.2 层次聚类…………………………… 76 
5.3.3 模糊C 均值聚类…………………… 80 
5.4 深度学习………………………… 82 
5.4.1 深度学习的崛起…………………… 82 
5.4.2 深度学习的原理…………………… 82 
5.4.3 深度学习训练过程………………… 83 
5.4.4 MATLAB深度学习训练过程………… 84 
5.5 小 结…………………………… 86 
参考文献………………………………… 86 
第6章 其他数据建模方法……………… 87 
6.1 灰色预测方法…………………… 87 
6.1.1 灰色预测概述……………………… 87 
6.1.2 灰色系统基本理论………………… 87 
6.1.3 经典灰色模型GM(1,1)……………… 89 
6.1.4 灰色预测的MATLAB程序…………… 94 
6.1.5 灰色预测应用实例………………… 95 
6.1.6 灰色预测小结……………………… 98 
6.2 神经网络………………………… 98 
6.2.1 神经网络的原理…………………… 98 
6.2.2 神经网络的实例…………………… 100 
6.2.3 神经网络的特点…………………… 101 
6.3 小波分析………………………… 101 
6.3.1 小波分析概述……………………… 101 
6.3.2 常见的小波分析方法……………… 102 
6.3.3 小波分析应用实例………………… 105 
6.4 小 结…………………………… 107 
参考文献……………………………… 107 
第7章 标准规划问题的MATLAB求解……………… 108 
7.1 线性规划………………………… 108 
7.1.1 线性规划的实例与定义……………… 108 
7.1.2 线性规划的MATLAB标准形式……… 109 
7.1.3 线性规划问题的解的概念…………… 109 
7.1.4 线性规划的MATLAB解法………… 110 
7.2 非线性规划……………………… 113 
7.2.1 非线性规划的实例与定义…………… 113 
7.2.2 非线性规划的MATLAB解法……… 114 
7.2.3 二次规划………………………… 115 
7.3 整数规划………………………… 117 
7.3.1 整数规划的定义…………………… 117 
7.3.2 0 1整数规划…………………… 117 
7.4 小 结…………………………… 118 
参考文献……………………………… 118 
第8章 MATLAB全局优化算法……… 119 
8.1 MATLAB全局优化概况……… 119 
8.2 遗传算法………………………… 119 
8.2.1 遗传算法的原理…………………… 119 
8.2.2 遗传算法的步骤…………………… 120 
8.2.3 遗传算法的实例…………………… 126 
8.3 模拟退火算法…………………… 128 
8.3.1 模拟退火算法的原理……………… 128 
8.3.2 模拟退火算法的步骤……………… 130 
8.3.3 模拟退火算法的实例……………… 131 
8.4 全局优化求解器汇总…………… 138 
8.5 延伸阅读………………………… 138 
8.6 小 结…………………………… 139 
参考文献……………………………… 139 
第9章 蚁群算法及其MATLAB实现………………… 140 
9.1 蚁群算法的原理………………… 140 
9.1.1 蚁群算法的基本思想……………… 140 
9.1.2 蚁群算法的数学模型……………… 141 
9.1.3 蚁群算法的流程…………………… 142 
9.2 蚁群算法的MATLAB实现…… 142 
9.2.1 实例背景………………………… 142 
9.2.2 算法设计步骤……………………… 144 
9.2.3 MATLAB程序实现………………… 144 
9.2.4 程序执行结果与分析……………… 147 
9.3 算法关键参数的设定…………… 149 
9.3.1 参数设定的准则…………………… 149 
9.3.2 蚂蚁数量………………………… 149 
9.3.3 信息素因子……………………… 151 
9.3.4 启发函数因子……………………… 151 
9.3.5 信息素挥发因子…………………… 151 
9.3.6 信息素常数……………………… 152 
9.3.7 最大迭代次数……………………… 152 
9.3.8 组合参数设计策略………………… 152 
9.4 应用实例:最佳旅游方案(苏北赛2011B)………… 152 
9.4.1 问题描述………………………… 152 
9.4.2 问题的求解和结果………………… 153 
9.5 小 结…………………………… 155 
参考文献……………………………… 155 
第10章 MATLAB连续模型求解方法…………………… 156 
10.1 MATLAB常规微分方程的求解……………………… 156__ 
10.1.1 MATLAB常微分方程的表达方法…… 156 
10.1.2 常规微分方程的求解实例………… 157 
10.2 ODE家族求解器……………… 157 
10.2.1 ODE求解器的分类……………… 157 
10.2.2 ODE求解器的应用实例…………… 158 
10.3 专用求解器…………………… 159 
10.4 小 结………………………… 162 
参考文献……………………………… 162 
第11章 MATLAB评价型模型求解方法………… 163 
11.1 线性加权法…………………… 163 
11.2 层次分析法(AHP)…………… 166 
11.3 小 结………………………… 167 
参考文献……………………………… 167 
第12章 MATLAB机理建模方法…… 168 
12.1 机理建模概述………………… 168 
12.2 推导法机理建模……………… 168 
12.2.1 问题描述………………………… 168 
12.2.2 假设和符号说明………………… 168 
12.2.3 模型的建立……………………… 169 
12.2.4 模型中参数的求解………………… 169 
12.3 元胞自动机———仿真法机理建模…………… 171 
12.3.1 元胞自动机的定义………………… 171 
12.3.2 元胞自动机的MATLAB实现……… 171 
12.4 小 结………………………… 173 
参考文献……………………………… 173 
第三篇 实践篇 
第13章 彩票中的数学问题(CUMCM2002B)…………… 177 
13.1 问题的提出…………………… 177 
13.2 问题2模型的建立…………… 179 
13.2.1 模型假设与符号说明……………… 179 
13.2.2 模型的准备……………………… 179 
13.2.3 模型的建立……………………… 180 
13.3 模型的求解…………………… 181 
13.3.1 求解的思路……………………… 181 
13.3.2 MATLAB程序…………………… 181 
13.3.3 程序结果………………………… 191 
13.4 技巧点评……………………… 192 
参考文献……………………………… 193 
第14章 露天矿卡车调度问题(CUMCM2003B)……… 194 
14.1 问题的提出…………………… 194 
14.2 基本假设与符号说明………… 196 
14.2.1 基本假设………………………… 196 
14.2.2 符号说明………………………… 196 
14.3 问题的分析及模型的准备…… 196 
14.4 数学模型的建立与求解……… 198 
14.4.1 模型的建立……………………… 198 
14.4.2 模型的求解……………………… 199 
14.5 技巧点评……………………… 203 
参考文献……………………………… 203 
第15章 奥运会商圈规划问题(CUMCM2004A)…………… 204 
15.1 问题的描述…………………… 204 
15.2 基本假设、符号说明及名词约定………… 204 
15.2.1 基本假设………………………… 204 
15.2.2 符号说明………………………… 205 
15.2.3 名词约定………………………… 205 
15.3 问题的分析与模型的准备…… 205 
15.3.1 基本思路………………………… 206 
15.3.2 基本数学表达式的构建…………… 206 
15.4 设置MS网点数学模型的建立与求解…………… 207 
15.4.1 模型的建立……………………… 207 
15.4.2 模型的求解……………………… 208 
15.5 设置MS网点理论体系的建立……210 
15.6 商区布局规划的数学模型…… 212 
15.6.1 模型的建立……………………… 212 
15.6.2 模型的求解……………………… 212 
15.7 模型的评价及使用说明……… 217 
15.8 技巧点评……………………… 217 
参考文献……………………………… 218 
第16章 交巡警服务平台的设置与调度问题(CUMCM2011B)…… 219 
16.1 问题的提出与分析…………… 219 
16.2 基本假设……………………… 219 
16.3 问题1模型的建立与求解…… 220 
16.3.1 交巡警服务平台管辖范围分配……… 220 
16.3.2 交巡警的调度…………………… 223 
16.3.3 最佳新增交巡警服务平台的设置…… 224 
16.4 问题2模型的建立和求解…… 231 
16.5 模型的评价与改进…………… 231 
16.6 技巧点评……………………… 231 
参考文献……………………………… 231 
第17章 葡萄酒的评价问题(CUMCM2012A)……… 232 
17.1 问题的提出…………………… 232 
17.2 问题1模型的建立与求解…… 232 
17.2.1 问题1的分析…………………… 232 
17.2.2 差异显著性评判………………… 233 
17.2.3 评价结果稳定性………………… 236 
17.3 问题2模型的建立与求解…… 238 
17.3.1 问题2的基本假设和分析………… 238 
17.3.2 葡萄酒质量分级………………… 239 
17.3.3 葡萄酒理化指标分级……………… 244 
17.3.4 两种分级结果的分析……………… 249 
17.4 问题3模型分析……………… 249 
17.5 问题4模型分析……………… 249 
17.6 论文点评……………………… 249 
参考文献……………………………… 250 
第18章 出租车补贴方案优化问题(CUMCM2015B)…… 251 
18.1 问题描述……………………… 251 
18.2 问题分析……………………… 251 
18.3 模型假设与符号说明………… 252 
18.4 问题1模型的建立与求解…… 252 
18.4.1 指标的确立……………………… 252 
18.4.2 里程利用率理想值的确定………… 253 
18.4.3 供求比率理想值的确定…………… 254 
18.4.4 供求匹配模型的建立……………… 255 
18.4.5 模型求解方法…………………… 256 
18.4.6 模型求解结果与分析……………… 260 
18.5 问题2模型的建立与求解…… 261 
18.5.1 模型准备………………………… 261 
18.5.2 缓解程度判断模型的建立………… 263 
18.5.3 模型求解及结果分析……………… 265 
18.6 问题3模型的建立与求解…… 266 
18.6.1 分区域动态实时补贴模型的建立…… 266 
18.6.2 模型求解及结果分析……………… 267 
18.7 模型的评价、改进及推广……… 269 
参考文献……………………………… 270 
第19章 开放小区对道路通行影响的问题(CUMCM2016)…… 271 
19.1 问题重述……………………… 272 
19.2 问题分析……………………… 272 
19.3 模型假设与符号说明………… 273 
19.3.1 假设内容………………………… 273 
19.3.2 假设可行性……………………… 273 
19.3.3 符号说明………………………… 274 
19.4 模型的建立与求解…………… 274 
19.4.1 问题1模型的建立与求解………… 274 
19.4.2 问题2模型的建立与求解………… 277 
19.4.3 问题3模型的建立与求解………… 279 
19.4.4 问题4…………………………… 293 
19.5 模型评价与改进……………… 293 
参考文献……………………………… 294 
第四篇 赛后重研究篇 
第20章 MATLAB基于模型的产品开发流程…………… 297 
20.1 Simulink简介………………… 297 
20.2 Simulink建模实例…………… 298 
20.2.1 Simulink建模方法………………… 298 
20.2.2 锂电池建模的实现………………… 298 
20.3 在Simulink中使用MATLAB数据和算法………… 303 
20.4 基于模型设计的思想………… 304 
20.5 小 结………………………… 305 
第五篇 经验篇 
第21章 数学建模参赛经验…………… 309 
21.1 如何准备数学建模竞赛……… 309 
21.2 数学建模队员应该如何学习MATLAB …………………… 310 
21.3 如何才能在数学建模竞赛中取得好成绩…………………… 312 
21.4 数学建模竞赛中的项目管理和时间管理……………………… 313 
21.5 一种非常实用的数学建模方法:目标建模法…………………… 315 
21.6 延伸阅读:MATLAB在高校的授权模式……………………… 316