数学建模 · 中五

什么是数学模型?

数学模型是把真实情境用数学语言(方程、图形或公式)简化表达出来,让你能够对它进行推理并预测会发生什么。

模型是现实的替身

当一个电话配套每月收费 RM30 再加每分钟 RM0.10 时,费用可用 C = 30 + 0.10m 表示,其中 m 是使用的分钟数。这个方程就是模型:它不是电话公司本身,只是一个你能拿来运算的数学版本。

在 SPM 中,模型会以线性方程、二次式或图形出现,用来描述储蓄、距离、面积或增长。

简化是目的,不是缺陷

模型会故意略去某些细节,可能忽略周末、四舍五入或摩擦力,好让重要的关系更容易看清。正因如此,一个模型才能回答像“如果分钟数翻倍会怎样?”

这类问题,而不必从头重算一遍。好的模型只保留恰好足够可信的现实成分,不多也不少。

在题目中认出模型

如果一道题用文字描述一个情境,并要你把它写成方程、图形或公式,它就是在要你建立一个模型。一个常见的误解是以为模型必须像事实一样“正确”;其实它是一种被选定的表示方式,不同的合理假设可以得出稍有不同的模型。

检验的标准不是它是否完美,而是它对所问的问题是否有用。

资料来源:DSKP KSSM Mathematics Form 4 and 5 (Versi English)

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常见问题

数学模型不就是我早就会解的方程吗?

它是用方程、图像或公式来代表一个真实情境,其中的字母代表实际的量,例如时间、费用或距离。这里的新要求是你要自己选择并建立这个表示方式,再检查它是否合理,而不只是套用现成公式。

一个模型怎样才算“好”,而不只是“对”?

好的模型能简洁地抓住关键关系,同时又贴合实际,例如,当费用确实按单位稳定增加时,就适合用线性方程表示。考题有时会要求你判断某个给定模型是否适合所描述的情境,而不只是让你去使用它。

这和普通的应用题有什么不同?

一般应用题通常会引出一个明确的方程去求解。而建模要求你先判断模型应该是什么形式(线性、二次等),再根据描述建立模型,最后加以解释甚至修正,考的是整个过程,而不只是最终答案。

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