導(dǎo)語：最優(yōu)化方法在數(shù)學(xué)建模的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】作為青年一代應(yīng)積極學(xué)習(xí)先進思想，主動尋找生活中存在的知識，數(shù)學(xué)建模作為高等數(shù)學(xué)的一個分支，其具體含義也不容忽視．學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)之前，學(xué)生已經(jīng)具備了獨立思考、自主解題的能力，也具備了邏輯縝密的相關(guān)思想，對微積分簡單運算，概率的相關(guān)知識都有一定的了解，也較容易接受數(shù)學(xué)建模傳遞的內(nèi)容．建模是解決數(shù)學(xué)問題的重要手段，當(dāng)代大學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中要善于將知識建立模型，既便于掌握相關(guān)概念還能夠提升解決實際問題的能力．

【關(guān)鍵詞】最優(yōu)化方法;數(shù)學(xué)建模;應(yīng)用

人類文明的發(fā)展離不開基本的數(shù)字運算，學(xué)生從小就在不同的數(shù)字環(huán)境中遨游，從最基本的加減乘除，過渡到平方開方，簡單的指數(shù)對數(shù)互相轉(zhuǎn)化，這些基本運算能夠處理生活中出現(xiàn)的一些小問題，但隨著年齡的增長，大家所面對的社會環(huán)境和形式也在不斷發(fā)生改變，需要繼續(xù)學(xué)習(xí)新的內(nèi)容來應(yīng)對生活中出現(xiàn)的新問題，大學(xué)生作為國家的希望更應(yīng)該在現(xiàn)有的水平上進行提高．義務(wù)教育階段學(xué)習(xí)的理科知識都稱之為中等教育，大學(xué)階段學(xué)習(xí)的內(nèi)容在難度和包含的范圍上都有了不同程度的擴展，所以，如何讓最優(yōu)化方法在數(shù)學(xué)建模中得到最大化利用是教師和學(xué)生要共同思考解決的難題．

一、最優(yōu)化方法的概念

最優(yōu)化方法也被稱為運籌學(xué)方法，它是指解決最優(yōu)化問題的方法，那什么是最優(yōu)化問題呢?具體是指，在某些約束條件下，決定某些可選擇的變量應(yīng)該如何取值，從而讓選定的目標函數(shù)達到最好的效果．簡單來講，就是利用現(xiàn)在的科技等先進手段從系統(tǒng)出發(fā)，幫助整體達到最好的效果，從而為系統(tǒng)設(shè)計出施工、管理、運行等最佳方案，幫助決策者提供最為科學(xué)的決策依據(jù)．這種方式在如今已經(jīng)被廣泛地運用到公共管理、經(jīng)濟管理、工程建設(shè)、國防等各個領(lǐng)域，在其中充當(dāng)著十分重要的角色．結(jié)合現(xiàn)代的知識，可以簡單地概括為微分學(xué)中求極值，常用的微分公式，等式約束與不等式約束中最優(yōu)化問題等．對大學(xué)生來講，這種方式主要是幫助學(xué)生解決極值問題，尋找它的最大值或者最小值，在消耗較少的資源情況下能夠取得最好的實際效果［1］．

二、數(shù)學(xué)建模的概念

數(shù)學(xué)建模是指根據(jù)實際問題建立相應(yīng)的模型，通過分析這個模型進而進行求解，依據(jù)得出的結(jié)論處理生活中相似的問題．它是一種模擬，利用數(shù)字符號和式子，相關(guān)程序和圖形對抽象的事物進行具體的刻畫，通過它可以解釋某一事物的抽象概念，同時還可以根據(jù)這個模型推測未來這件事情可能發(fā)生的概率，預(yù)測其未來的發(fā)展形勢．它的建立，需要人們在現(xiàn)實生活中具備細微的觀察能力，在靈敏思維的幫助下，有效地結(jié)合大量相關(guān)知識，在腦海中形成具體的思路，從而運用在人們的生活中．

三、最優(yōu)化方法在數(shù)學(xué)建模中的應(yīng)用

(一)線性規(guī)劃．線性規(guī)劃是運籌學(xué)中發(fā)展較快、應(yīng)用廣泛的一個十分重要的分支，在大學(xué)教學(xué)過程中很多專業(yè)都作為必修課程來引導(dǎo)學(xué)生理解相關(guān)知識，并在實際中熟練運用．在數(shù)學(xué)建模中，線性規(guī)劃可以在面對已知的題目條件時進行相應(yīng)地規(guī)劃和整理，例如，在確定一項任務(wù)后，怎樣才能夠利用較少的人力和物力資源較好地完成這項任務(wù)．拿到題目后首先要對已知條件做出分析，必要時繪制出相應(yīng)表格進行輔助觀察，了解題目中的限定條件，根據(jù)條件選擇不同的方法進行計算．(二)非線性規(guī)劃．非線性規(guī)劃的一般形式在教材中都有詳細的描述，但是其中的幾個重點概念，教師在上課時應(yīng)該進行重點強調(diào)．首先要了解所有可行點的集合稱為可行集，還要能夠解釋出嚴格局部極小值點的具體含義，如何才能夠在給定的范圍內(nèi)進行計算．非線性規(guī)劃主要有兩種解法，一種是罰函數(shù)法，其中又分為SUTM外點法和SUTM內(nèi)點法，還有第二類方法是近似規(guī)劃法．學(xué)生在學(xué)習(xí)完這一章節(jié)的內(nèi)容后要能夠自己概括這兩種算法有什么相同點和不同點，分別適合于哪些題目的計算．將這些基礎(chǔ)知識掌握牢固后，根據(jù)課后習(xí)題建立相應(yīng)的模板，從而引申到現(xiàn)實生活中存在的這些現(xiàn)象該如何處理．將理論知識與實踐相互結(jié)合，從而體會到這門學(xué)科在今后的發(fā)展中會起到什么樣的積極作用，在實踐中反思自己出現(xiàn)的問題，并進行改正［2］．(三)整數(shù)規(guī)劃．整數(shù)規(guī)劃分為純整數(shù)規(guī)劃和混合整數(shù)規(guī)劃，其中若是要求全部決策變量必須取整數(shù)時則稱之為整數(shù)規(guī)劃，其中還包含有一種特殊情況即0或1．建立模型前，首先要了解題目的要求和條件，之后設(shè)定決策變量，然后選定衡量目標函數(shù)的數(shù)量指標，最后進行參數(shù)的收集和整理．根據(jù)題目列出約束條件的線性表達關(guān)系式，再列出目標函數(shù)的數(shù)學(xué)表達式．面對題目中給出的條件，要分清具體符號表示的不同含義將每種可能發(fā)生的情況都記錄下來，從而進行合理規(guī)劃．做這些事情的前提是要對相關(guān)概念熟練掌握，其中包含了大量的計算，學(xué)生還要對相應(yīng)的計算軟件和數(shù)據(jù)處理軟件進行深度了解，在準備工作做好的前提下才能夠較為快速準確地建立好相關(guān)模型［3］．

四、結(jié)束語

由此可見，最優(yōu)化方法與數(shù)學(xué)建模之間的聯(lián)系十分密切，而在不同的領(lǐng)域，最優(yōu)化方法的選擇也不盡相同，學(xué)生應(yīng)先從最基本的知識開始學(xué)習(xí)，將相關(guān)概念了解透徹后，再進行結(jié)合．在掌握了不同的方式后，面對不同行業(yè)的不同問題，選擇合適的規(guī)劃建立相應(yīng)的模型，從而解決問題．在掌握理論知識后，還要在實際中加強訓(xùn)練，現(xiàn)實生活中由于種種原因，條件一直是變化的，這也會在模型的建立上產(chǎn)生不同的難度，所以，將最優(yōu)化方法與數(shù)學(xué)建模結(jié)合，能夠更加便利地解決實際中出現(xiàn)的問題，從而推動行業(yè)的進步．

【參考文獻】

［1］葉明昕．基于數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的“導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用”的教學(xué)設(shè)計研究［D］．重慶:重慶師范大學(xué)，2018．

［2］沈冬梅，張勝利．?dāng)?shù)學(xué)建模在常微分方程建模中的應(yīng)用［J］．科技展望，2015(27):196．

［3］孫蕎蕎．?dāng)?shù)學(xué)建模思想在圓錐曲線教學(xué)中的應(yīng)用［D］．西安:西北大學(xué)，2018．

作者:趙偉 單位:喀什大學(xué)