本書較第2版的主要變化
在《MATLAB在數(shù)學(xué)建模中的應(yīng)用》第2版出版2年后,也就是2016年,跟北京航空航天大學(xué)出版社陳守平老師討論再版的規(guī)劃,當(dāng)時(shí)就感覺受到書名的限制,有些內(nèi)容不容易展開。有幾位從事數(shù)學(xué)建模教育工作的讀者也曾發(fā)郵件反饋內(nèi)容的設(shè)置問題,其中一點(diǎn)就是能不能調(diào)整書名。所以本書的一個(gè)主要變化是調(diào)整了書名,使其外延更廣闊,而且部分院校在選用作為教材時(shí)可以避免書名局限的問題;還有一個(gè)最重要的原因,經(jīng)歷兩版后,由于數(shù)學(xué)建模和MATLAB的發(fā)展都很快,內(nèi)容上也希望有個(gè)全新的變化。
本書的第二大主要變化就是內(nèi)容,絕大多數(shù)的篇章不同于以前的版本。本書將內(nèi)容分為5個(gè)部分,思路是按照基礎(chǔ)、技術(shù)、實(shí)踐、內(nèi)容重研究、經(jīng)驗(yàn)展開的;主題的技術(shù)部分是按照數(shù)學(xué)建模的類型展開的,將數(shù)學(xué)模型分為數(shù)據(jù)、優(yōu)化、連續(xù)、評(píng)價(jià)、機(jī)理建模5個(gè)類型。MATLAB技術(shù)的介紹也是按照這5類展開,介紹的技術(shù)正好是5類問題需要的建模方法以及這些方法的MATLAB實(shí)現(xiàn)。此安排更便于讀者準(zhǔn)備競(jìng)賽,有利于快速對(duì)數(shù)學(xué)建模有個(gè)全面的認(rèn)識(shí),也有利于快速建立對(duì)數(shù)學(xué)建模的興趣和信心。
“賽后重研究篇”是新加的內(nèi)容,其想法與競(jìng)賽組委會(huì)設(shè)立賽后重研究的初衷一致,數(shù)學(xué)建模是非常有用的技術(shù),不能止步于競(jìng)賽,而是應(yīng)該讓數(shù)學(xué)建模在科研和產(chǎn)業(yè)界發(fā)揮更大、更實(shí)質(zhì)性的作用。MATLAB作為主要的數(shù)學(xué)建模實(shí)現(xiàn)工具,大家往往更關(guān)心其科學(xué)計(jì)算本身,而并沒有注意它還有系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、代碼生成等產(chǎn)品開發(fā)功能,只要將數(shù)學(xué)模型遷移到Simulink中,借助基于模型的設(shè)計(jì)理念,就可以很快將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品,所以在“賽后重
研究篇”,重點(diǎn)介紹如何借助MATLAB實(shí)現(xiàn)從數(shù)學(xué)模型向產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化�，F(xiàn)在的讀者思路更開闊,而且有豐富的智能硬件可以應(yīng)用,如何將模型、工具與智能經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來,從而真正地進(jìn)行創(chuàng)新、產(chǎn)品研發(fā),對(duì)于很多讀者來說,是非常有意義的事。
本書特色
縱觀全書,可發(fā)現(xiàn)本書的特點(diǎn)鮮明,主要表現(xiàn)在:
(1) 方法務(wù)實(shí),學(xué)以致用。本書介紹的方法都是數(shù)學(xué)建模中的主流方法,都經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn),具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。對(duì)于每種方法,本書基本都給出了完整、詳細(xì)的源代碼,這對(duì)于讀者來說,具有非常大的參考價(jià)值,很多程序可供讀者直接套用并加以學(xué)習(xí)。
(2) 知識(shí)系統(tǒng),結(jié)構(gòu)合理。本書的內(nèi)容編排從基本概念與技術(shù),到真題實(shí)踐,再到重研究和競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn),使得概念、技術(shù)、實(shí)踐、經(jīng)驗(yàn)四位一體,自然形成全書的知識(shí)體系。而對(duì)于具體的技術(shù),也是脈絡(luò)清晰、循序漸進(jìn),按照數(shù)據(jù)建模、優(yōu)化、連續(xù)、評(píng)價(jià)、機(jī)理建模展開,內(nèi)容上整體是從基礎(chǔ)技術(shù)入手,再到融會(huì)貫通。正因?yàn)橛型暾闹R(shí)體系,讀者讀起來才有很好的完整感,從而更利于理解數(shù)學(xué)建模的知識(shí)體系,這對(duì)于學(xué)習(xí)是非常有幫助的。
(3) 案例實(shí)用,易于借鑒。本書選擇的案例都是來自數(shù)學(xué)建模中的經(jīng)典案例和真實(shí)競(jìng)賽題,并且?guī)в袛?shù)據(jù)和程序,所以很容易讓讀者對(duì)案例產(chǎn)生共鳴,同時(shí)可以利用案例的程序進(jìn)行模仿式學(xué)習(xí),所帶的程序也有助于提高讀者的學(xué)習(xí)效率。
(4) 理論與實(shí)踐相得益彰。本書的每個(gè)方法,除了理論講解,都配有一個(gè)典型的應(yīng)用案例,讀者可以通過案例加深對(duì)理論的理解,同時(shí)理論也讓案例的應(yīng)用更有說服力。技術(shù)的介紹都以實(shí)現(xiàn)實(shí)例為目的,同時(shí)提供大量技術(shù)實(shí)現(xiàn)的源程序,方便讀者學(xué)習(xí)。本書注重實(shí)踐和應(yīng)用,秉承務(wù)實(shí)、貼近讀者的寫作風(fēng)格。
(5)內(nèi)容獨(dú)特,趣味橫生,文字簡(jiǎn)潔,易于閱讀。很多方法和內(nèi)容都是同類書籍中所沒有的,這無疑增加了本書的新穎性和趣味性。另外,在保證描述精準(zhǔn)的前提下,我們摒棄了那些刻板、索然無味的文字,讓文字既有活力,又更易于閱讀。
如何閱讀本書
全書內(nèi)容分為五個(gè)部分,故成五篇。
第一篇(基礎(chǔ)篇)主要介紹一些基本概念和知識(shí),包括MATLAB在數(shù)學(xué)建模中的地位、數(shù)學(xué)模型的分類及各類需要用到的MATLAB技術(shù),以及MATLAB編程入門。
第二篇(技術(shù)篇)是技術(shù)的主體部分,系統(tǒng)介紹了MATLAB建模的主流技術(shù)。這個(gè)部分又按照數(shù)學(xué)建模的類型分為五個(gè)方面:
(1) 第3~6章主要講數(shù)據(jù)建模技術(shù),包括數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備、常用的數(shù)學(xué)建模方法、機(jī)器學(xué)習(xí)、灰色預(yù)測(cè)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及小波分析。
(2) 第7~9章主要介紹優(yōu)化技術(shù),包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃模型的求解、MATLAB全局優(yōu)化技術(shù),由于蟻群算法也是比較經(jīng)典的全局優(yōu)化算法,但不包含在全局優(yōu)化工具箱中,所以單獨(dú)介紹了這個(gè)算法。
(3) 第10章介紹了連續(xù)模型的MATLAB求解方法。
(4) 第11章介紹的是評(píng)價(jià)型模型的求解方法。
(5) 第12章介紹的是機(jī)理建模的MATLAB實(shí)現(xiàn)方法。
第三篇(實(shí)踐篇),以歷年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的經(jīng)典賽題為例,介紹MATLAB在其中的實(shí)際應(yīng)用過程,包括詳細(xì)的建模過程、求解過程以及原汁原味的競(jìng)賽論文,不僅讓讀者體會(huì)MATLAB的實(shí)戰(zhàn)技能,也能增強(qiáng)讀者的建模實(shí)戰(zhàn)水平。
第四篇(賽后重研究篇),主要介紹如何借助MATLAB的工程應(yīng)用功能,將模型轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品,并通過在轉(zhuǎn)化過程中強(qiáng)化反饋,倒逼模型和算法的提升。因?yàn)橛泻芏嗄Ｐ筒煌ㄟ^產(chǎn)品化,是很難發(fā)現(xiàn)其中缺陷的。
第五篇(經(jīng)驗(yàn)篇),主要介紹數(shù)學(xué)建模的參賽經(jīng)驗(yàn)、心得、技巧,以及MATLAB的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)有助于競(jìng)賽的準(zhǔn)備和競(jìng)賽成績(jī)的提升,至少讓讀者更從容地參與數(shù)學(xué)建�；顒�(dòng)。
其中,前三篇為本書的重點(diǎn)內(nèi)容,建議重點(diǎn)研讀;第四篇為選讀內(nèi)容,適合賽后對(duì)研究或模型產(chǎn)品化感興趣的讀者;第五篇可以了解一下,在實(shí)際準(zhǔn)備數(shù)學(xué)建模的過程中,如果遇到問題,可以再重新閱讀此篇。
讀者對(duì)象
數(shù)學(xué)建模參賽者; 數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)建模等學(xué)科的教師和學(xué)生;
從事數(shù)學(xué)建模相關(guān)工作的專業(yè)人士;
需要用到數(shù)學(xué)建模技術(shù)的各領(lǐng)域的科研工作者;
希望學(xué)習(xí)MATLAB的工程師或科研工作者,因?yàn)楸緯拇a都是用MATLAB編寫的,所以對(duì)于希望學(xué)習(xí)MATLAB的讀者來說,也是一本很好的參考書;
其他對(duì)數(shù)學(xué)建模和MATLAB感興趣的人士。
致讀者
致教師
本書系統(tǒng)地介紹了MATLAB數(shù)學(xué)建模技術(shù),可以作為數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)建模、統(tǒng)計(jì)、金融等專業(yè)本科生或研究生的教材。書中的內(nèi)容雖然系統(tǒng),但也相對(duì)獨(dú)立,教師可以根據(jù)課程的學(xué)時(shí)和專業(yè)方向,選擇合適的內(nèi)容進(jìn)行課堂教學(xué),其他內(nèi)容則可以作為參考。授課部分,一般會(huì)包含第一篇、第二篇,如果課時(shí)較多,則可以增加其他章節(jié)中一些項(xiàng)目案例的學(xué)習(xí)。
在進(jìn)行課程備課的過程中,如果您需要書中一些電子資料作為課件或授課支撐材料,可以直接給筆者發(fā)郵件(70263215@qq.com)說明您需要的材料和用途,筆者會(huì)根據(jù)具體情況,為您提供力所能及的幫助。
致學(xué)生
作為21世紀(jì)的大學(xué)生,數(shù)學(xué)建模是一項(xiàng)基本技能,尤其是對(duì)以后有志于做科研工作的學(xué)生來說更應(yīng)掌握。數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽是非常好的競(jìng)賽,不僅可以學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)建模這一技能,而且還可以認(rèn)識(shí)很多優(yōu)秀的小伙伴,跟這些小伙伴們一起備戰(zhàn)建模,相信也會(huì)感受到別樣且有意義的大學(xué)生活。
致專業(yè)人士
對(duì)于從事數(shù)學(xué)建模的專業(yè)人士,盡可以關(guān)注整個(gè)數(shù)學(xué)建模技術(shù)體系,因?yàn)楸緯闹R(shí)體系是當(dāng)前數(shù)學(xué)建模書籍中體系相對(duì)完善的。此外,書中的算法案例和項(xiàng)目案例,也算是本書的特色,值得借鑒。
配套資源
配套程序和數(shù)據(jù)
為了方便讀者學(xué)習(xí),作者將提供書中使用的程序和數(shù)據(jù),下載地址為:
http://www.ilovematlab.cn/thread-550185-1-1.html
如下載遇到問題,也可以直接發(fā)郵件至70263215@qq.com 與作者聯(lián)系。
配套教學(xué)課件
為了方便教師授課,我們也開發(fā)了本書配套的教學(xué)課件,如有需要,可以與作者聯(lián)系。
勘誤和支持
由于編寫時(shí)間倉促,加之作者水平有限,所以書中錯(cuò)誤和疏漏之處在所難免。在此,誠懇地期待廣大讀者批評(píng)指正。如果您有什么建議,也可以直接將建議發(fā)送至以上郵箱。在技術(shù)之路上如能與大家互勉共進(jìn),我們也倍感榮幸! 對(duì)于書中出現(xiàn)的問題,將在論壇的勘誤部分進(jìn)行修正, 勘誤地址為:
http://www.ilovematlab.cn/thread-550189-1-1.html
致 謝
感謝MathWorks官方文檔提供了最全面、最深入、最準(zhǔn)確的參考材料,強(qiáng)大的官方文檔支持也是其他資料所無法企及的,同時(shí)感謝MATLAB中文論壇為本書提供的交流討論專區(qū)。感謝北京航空航天大學(xué)出版社陳守平老師一直以來的支持和鼓勵(lì),使我們順利完成全部書稿。書中可能還存在值得商榷甚至錯(cuò)漏之處,我們一定會(huì)用心改進(jìn)。在此,誠懇地期待并感謝廣大讀者繼續(xù)批評(píng)指正。
作 者
2018年1月
書單推薦
