湖南城市学院 数学与计算科学学院 《数学建模》实验报告 专 业: 学 号: 姓 名: 指导教师: 成 绩: 年 月 日 实验一 初等模型 实验目的:掌握数学建模的基本步骤,会用初等数学知识分析和解决实际问题。 实验内容:A、B两题选作一题,撰写实验报告,包括问题分析、模型假设、模型构建、模型求解和结果分析与解释五个步骤。 A题 飞机的降落曲线 在研究飞机的自动着陆系统时,技术人员需要分析飞机的降落曲线。根据经验,一架水平飞行的飞机,其降落曲线是一条S 形曲线。如下图所示,已知飞机的飞行高度为h,飞机的着陆点为原点O,且在整个降落过程中,飞机的水平速度始终保持为常数u。出于安全考虑,飞机垂直加速度的最大绝对值不得超过g/10,此处g 是重力加速度。 (1)若飞机从0xx 处开始下降,试确定出飞机的降落曲线; (2)求开始下降点0x 所能允许的最小值。 y u h O 0x x 一、 确定飞机降落曲线的方程 如图所示,我们假设飞机降落的曲线的方程为I dcxbxaxxf23)( 由题设有 hxff)(,0)0(0。 由于曲线是光滑的,所以f(x)还要满足0)(,0)0(0 xff,代入f(x) 可以得到 023)()(0)0(0)0(0200020300cbxaxxfhdcxbxaxxfcfdf 得 ,0,0,3,22030dcxhbxha 飞机的降落曲线为 )32()(23020xxxxhxf 二、 找出最佳着陆点 飞机的垂直速度是关于时间t 的导数,所以 dtdxxxxxhdtdy)66(2020 其中 dtdx 是飞机的水平速度,,udtdx 因此 )(60220xxxxhudtdy 垂直加速度为 )12(6)12(6020202022xxxhudtdxxxxhudtyd 记 ,)(22dtydxa则126)(0202xxxhuxa,0,0 xx 因此,垂直加速度的最大绝对值为 2026)(maxxhuxa 0,0 xx 设计要求 106202gxhu ,所以ghux600 (允许的最小值) 实验二 优化模型 实验目的:理解优化模型的三要素,掌握优化模型建模求解步骤与方法。 实验内容:A、B中任选一题,C、D题中任选一题,撰写实验报告,包括问题分析、模型假设、模型构建、模型求解和结果分析与解释五个步骤。 A题 梯子长度问题 一楼房的后面是一个很大的花园. 在花园中紧靠着楼房有一个温室,温室伸入花园2m,高3m,温室正上方是楼房的窗台. 清洁工打扫窗台周围,他得用梯子越过温室,一头放在花园中,一头靠在楼房的墙上. 因为温室是不能承受梯子压力的,所以梯...