1、1、从一个酵母培养物增长的实验中采集到的数据如下表和下图所示(增长率是根据数值微分三点公式计算所得):时间(小时) 0 1 2 3 4 5 6酵母生物量(克) 9.6 18.3 29.0 47.2 71.1 119.1 174.6增长率(%) 80.2 53.0 49.8 44.6 50. 6 43. 5 39. 6时间(小时) 7 8 9 10 11 12 13酵母生物量(克) 257.3 350.7 441.0 513.3 559.7 594.8 629.4增长率(%) 34.2 26.2 18.4 11.6 7.3 5.9 3.7时间(小时) 14 15 16 17 18酵母生物量(克)
2、 640.8 651.1 655.9 659.6 661.8增长率(%) 1.7 1.2 0.6 0.4 0.2(1)根据以上图表,文字描述酵母生物量的变化过程,并初步分析其原因;(2)请引入合理的简化假设,建立数学建模,描述酵母生物量的变化过程;(3)你建立的模型包含有哪些参数?这些参数的实际意义是什么?如何估计模型中的参数? 2、司机培训课程有这样的“2 秒规则”即在正常驾驶条件下,后车司机从前车经过某一标志开始,默数 2 秒钟之后到达同一标志,而不管车速如何。下表是由美国公路局提供的刹车距离实际观测数据,车速的单位是英里/小时,距离的单位是英尺,时间的单位是秒。 (单位换算:1 英里52
3、80 英尺)反应距离和制动距离的实际观测值刹车距离 d(英尺) 刹车距离 d(英尺)车速 v(英里/小时) 范围 平均值车速 v(英里/小时) 范围 平均值20 4044 42 60 228268 24830 6978 73.5 70 314372 34340 108124 116 80 422506 46450 160186 173请建立数学模型,根据以上数据,经过简单的计算,回答以下问题: (1) “2 秒规则”足够安全吗?(2)有没有更合理的规则?3、建立数学模型,给出计数器读数 n 与录像带转过时间 t 的关系,这样计数器就可以起到记录时间的作用。录像机计数器工作原理如下图。录像带有两
4、个轮盘,一开始录像带缠满左轮盘,右轮盘的轴与计数器相连,右轮转的圈数与计数器读数成正比,开始时右轮盘是空的,计数器读数为 0000。录像带从左往右运动,与小马达相连的主动轮的转数是固定不变的,录像带靠压轮压在主动轮上,录像带的运动速度(线速度)为常数,使得录像机播放出稳定的图像。随着录像带从左向右运动,右轮盘半径增加,转速越来越慢,计数器读数的增长就越来越慢。(1)为了建模,需要引入哪些变量和参数?(2)根据以上分析写出模型假设。(3)建立数学模型(提示:通过计算缠绕在右轮盘上的录像带 m 圈的长度来建模)。(4)模型中可能有很多个参数,并且难以一一直接测量,事实上也没必要那样做。如何辨识模型
5、中的参数?4、汽车配件厂为装配流水线轮换生产若干种部件。每轮换生产一种部件,都因更换设备要付生产准备费(与生产数量无关) 。同一部件的产量大于需求时,因积压资金、占用仓库要付贮存费。今已知装配线对某一部件的日需求量 100 件,该产品的生产准备费为 5000元,贮存费每日每件 1 元。如果配件厂的生产能力远大于需求, 并且不允许出现缺货。(1)请制定该产品的生产计划,即多少天生产一次(称为生产周期) ,每次产量多少,可使每天的平均费用最小。(2)若生产准备费增加 1%,问生产周期变化有多大?左轮盘 右轮盘录像带 磁头计数器主动轮压轮0000录像机计数器工作原理示意图5、1790 至 2000
6、年美国每隔十年的人口统计数据如下表和下图所示(年增长率是根据数值微分三点公式计算所得): (1)根据以上图表,文字描述美国人口的变化过程,并初步分析其原因;(2)请引入合理的简化假设,建立数学建模,描述美国人口的变化过程;(3)你建立的模型包含有哪些参数?这些参数的实际意义是什么?如何估计参数?6、司机培训课程有这样的“1 车长度规则”在正常驾驶条件下,车速是 x 公里/小时,前后车的距离就应该至少 x 米(例如 x=50,60,100)。下表是由美国公路局提供的刹车距离实际观测数据,车速的单位是英里/小时,距离的单位是英尺,时间的单位是秒。 (单位换算:1 英里5280 英尺)年份 1790
7、 1800 1810 1820 1830 1840 1850 1860人口(百万) 3.9 5.3 7.2 9.6 12.9 17.1 23.2 31.4年增长率(%) 2.95 3.11 2.99 2.97 2.91 3.01 3.08 2.45年份 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940人口(百万) 38.6 50.2 62.9 76.0 92.0 106.5 123.2 131.7年增长率(%) 2.44 2.42 2.05 1.91 1.66 1.46 1.02 1.04年份 1950 1960 1970 1980 1990 2000人口(百万)
8、 150.7 179.3 204.0 226.5 251.4 281.4年增长率(%) 1.58 1.49 1.16 1.054 1.09 1.16反应距离和制动距离的实际观测值刹车距离 d(英尺) 刹车距离 d(英尺)车速 v(英里/小时) 范围 平均值车速 v(英里/小时) 范围 平均值20 4044 42 60 228268 24830 6978 73.5 70 314372 34340 108124 116 80 422506 46450 160186 173请建立数学模型,根据以上数据,经过简单的计算,回答以下问题: (1)司机培训课程所教的保持车距规则足够安全吗?(2)有没有更合理的规则?7、设某城市 19921998 年电视机实际销售量和年增长率如下表和下图所示(年增长率是根据数值微分三点公式计算所得):(1)根据以上图表,文字描述销售量的变化过程,并初步分析其原因;(2)请引入合理的简化假设,建立数学建模,描述销售量的变化过程;(3)你建立的模型包含有哪些参数?这些参数的实际意义是什么?如何估计模型中的参数?年份 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998售量(千台) 9.5 17.2 25.4 33.8 36.9 38.6 39.7年增长率(%) 78.4 46.2 32.7 17.0 6.5 3.6 2.0