某侦察员了解到如下信息:某荒岛的北岸有一片草地,草地上有一棵橡树和一棵松树,还有一座木头架,从木头架走到像树是m米,从像树向右拐个直角再走m米时打个桩,然后再回到木头架,朝松树走去,记住所走的距离,到了松树向左拐个直角再走这么多路,也打个桩,在两个桩的正当中挖掘,就可以取出一份重要的文件
但当他来到草地一看,木头架不见了,怎么办
在科学探索、日常生活等社会实践中,人们常遇到这样的问题,当对其直接解决较为繁杂或遇到阻力时,依据已经取得的关于实际问题原型的事实材料,可建立一个同原型某些方面类似的模型,如,地球仪就是地球的一个模型
像这种针对或参照某种客观事物的主要特征、主要关系,用形式化的数学语言,抽象概括地或近似的表述出来的数学结构,称之为数学模型
我们现在来解决前面提出的问题
首先,我们把这个岛看成一个复平面,像树和松树看成两点
ABCTDP如图,过这两点画一轴线(实轴),过两点连线的中点作与实轴垂直的虚轴,为了简化问题,可将两树距离的一半作为单位长度
这样,松树位于实轴上的+1点,设为B点,像树则在-1点,设为A点,由于不知道木头架在何处,不防用T表示它的位置,第一根桩设为C点,第二根桩设为D点
现在我们要确定的是CD中点P的位置,更明确一点,就是要解决下述数学问题:如图,已知A(-1,0),B(1,0),AC=AT,BD=BT,且AC垂直于AT,BD垂直于BT,求CD中点P的坐标
请同学们自己解答此问题
由上述例子可以归纳出,数学模型方法可以分为三步:第一,把具体材料中的空间形式和数量关系,抽象化为数学问题,建立适当的数学模型
第二,分析数学模型,求出数学解
第三,把数学解应用到实际中去,检验和评价
一、根据约束条件建立数学模型例1、八个人参加一个会议,每个人都与其它七人握一次手,问总共握手几次
分析:解决该问题的思考方法之一就是建立模型,用八个人分别代表八边形的八个顶