数学建模 · 中五
文字如何变成数学模型?
把文字变成模型,意思是找出未知量、理解字母代表哪些量,并读懂那些把它们连起来的关系词(“每”、“总共”、“两倍”),从而写成方程或图形。
字母代表什么
建模的起点,是弄清楚每个变量代表什么、带着什么单位,例如 t 代表以小时计的时间,d 代表以公里计的距离。这是一种选择,而不是自动的:字母代表的是题目中真正会变化的量。
理解为什么要先写“设 x 为笔的数目”,就能让整份解答清楚易读、也方便给分。
关系词承载着运算
日常用词其实藏着数学:“每”指向乘法,“总共”和“一共”指向加法,“两倍”就是 ×2,而“是”或“收费”通常代表等号。像“德士收费 RM4 再加每公里 RM2”这样的句子对应 F = 4 + 2k,因为“加”是相加,“每公里”是乘以公里数。
能听出这些信号,正是一道文字题之所以能被翻译成数学的关键。
假设是模型的一部分
文字题很少是完整的,所以模型总是建立在假设之上,比如某个速率保持不变、忽略税、时间从零开始。一个常见的误解是把这些当成隐藏的附加项;其实一个没被注意到的假设,往往正是日后答案出错的原因。
把假设说出来(“假设速度恒定”)是在理解这个模型,而不是最后才加上的装饰。
资料来源:DSKP KSSM Mathematics Form 4 and 5 (Versi English)
常见问题
怎样找出该用字母表示的未知量?
找出题目要你求的量,或随情境变化而变化的量,通常是被描述为“变动”或以“经过 x 天/件后”提问的那个量。清楚地设定它(例如设 x 为物品数量),因为模型的其余部分都建立在这个设定是否正确之上。
“每”“共”“两倍”这些字眼到底告诉我什么?
“每”表示单位量,要乘以变量;“共/总”表示把几个部分相加;“两倍”“三倍”则表示乘以对应的倍数。把句子里每个关系词依序翻译成对应的运算,才能把文字正确转化为方程或图像。
把文字转化为模型时最常犯的错误是什么?
最常见的是把变量之间的依赖关系弄反,例如把费用写成物品数量的函数,但题目实际上是把物品数量与时间联系起来。要始终确认题目固定了哪个变量、模型应该输出哪个变量,否则即使运算正确,关系颠倒了模型也是错的。