HiMCM美国数学建模竞赛超越了传统数学竞赛的范畴,HiMCM竞赛是一个综合性平台,能够在全方位提升学生的团队协作能力、数学建模技巧、英语沟通表达及编程技术等多方面能力。
参与HiMCM并取得荣誉,不仅是对学生综合素质的一次高度认可,更为他们的留学申请增添了一枚重量级的砝码,显著增强个人简历的竞争力!
题目:
蒲公英:朋友?敌人?两者?都不是?
蒲公英(Taraxacum officinale)原产于欧亚大陆,现已遍布世界各地。这种植物因其鲜黄色的花朵和独特的“绒球”种子头而易于识别。每一颗种子都附着在一个降落伞状的结构上,这种结构被称为“蒴果”,它有助于风的传播。
如果一个处于“绒球”阶段的蒲公英靠近一块开放的一公顷土地,请创建一个数学模型来预测蒲公英在1、2、3、6和12个月内的扩散情况。确保您的模型涵盖了不同气候条件(如温带、干旱和热带气候)对蒲公英生长的影响。
蒲公英、人类和其他植物之间的关系是复杂的。由于这种植物能够在各种环境中茁壮成长,有些人将其视为讨厌的杂草或外来物种。相反,蒲公英的每一部分都是可食用的,并且这种植物具有丰富的药用和烹饪历史。制定一个数学模型来计算外来物种的“影响因子”。该模型应综合考虑多个变量,包括植物的特征和它对环境造成的危害的性质和程度。
A.使用您的模型计算蒲公英的影响因子来测试您的模型。
B.应用您的模型来确定您选择的两个其他植物物种的影响因子,这些物种通常被认为是外来的。请务必确定每个植物物种的入侵区域。
HIMCMPDF解决方案(不超过25页)应包括:
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一页总结表
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目录
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您的完整解决方案
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参考文献列表
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人工智能使用报告(如果使用,不计入25页限制)
*注意:HiMCM提交没有特定的最低页数要求。您可以使用最多25页来完成所有解决方案工作和您要包含的任何其他信息(例如:图纸、图表、计算、表格)。接受部分解决方案。
我们允许谨慎使用AI,例如ChatGPT,尽管创建解决方案不是必需的。
如果选择使用生成性AI,必须遵守COMAP AI使用政策。这将导致需要在PDF解决方案文件末尾添加的额外AI使用报告,并且不计入解决方案的25页总页数限制。
题目:
电动公交车在全球城市中的普及是朝向可持续城市交通的重要一步。随着对空气污染和气候变化的担忧日益加剧,许多城市被迫重新考虑对传统柴油公交车的依赖。根据彭博新能源财经最近的一份报告,电动公交车将在公共交通领域占据主导地位,到2032年将成为全球道路上所有公交车的多数。
中国是世界上大部分电动公交车的所在地,这是由政府优先考虑电动汽车和严格排放标准的政策推动的。
世界各地的城市(例如哥伦比亚波哥大、美国纽约和德国柏林)也在努力将电动公交车纳入其车队,尽管步伐更为缓慢。
电动公交车从长远来看具有成本效益。政府激励措施,例如美国2023年两党基础设施法案为电动公交车项目拨款17亿美元,进一步推动了电动公交车的采用。
然而,挑战包括高昂的初始成本、充电基础设施开发、漫长的充电时间和潜在的续航里程限制。
构建一个模型来帮助城市了解转向全电动公交车车队对生态环境的影响。确定一个拥有(至少)50万人口的大都市区,该地区目前没有全电动公交车车队。将您的模型应用于您选择的地区。
资金很重要。构建一个关注转向电动公交车带来的财务影响的模型。您的模型应考虑潜在的外部资金,涵盖高达50%的过渡成本。将您的财务模型应用于您在前一个问题中使用的相同大都市区。
大都市区的交通官员正在探索逐渐将车队从燃油发动机公交车转变为电动公交车的途径。假设目标是在2033年之前拥有全电动车队,请利用您之前开发的模型制定一个10年路线图,城市交通管理部门可以利用该路线图来规划其电动公交车车队更新。将您的模型(或新模型)应用于您在前一个问题中使用的相同大都市区,并将其应用于您选择的另外两个大都市区。
写一封一页的信给您选择的一个大都市区的交通官员,详细说明您对他们转向电动公交车的建议。
答题规则
与2023 HiMCM 题目A的规则相同。
HiMCM竞赛奖项设置
参与himcm介绍的团队每年有着丰厚的奖项和荣誉等待着他们,himcm参赛队伍的解决方案由COMPA组织专家评阅,最后评出各个奖项,各个奖项的比例如下:
■ 特等奖(Outstanding Winner):获奖队伍数量不超过队伍总数的1%
■ 决赛入围奖(Finalist):获奖队伍数量不超过队伍总数的7%
■ 一等奖(Meritorious):获奖队伍数量约占队伍总数的12%
■ 二等奖(Honorable Mentioned):获奖队伍数量约占队伍总数的31%
■ 参与奖(Successful Participate):成功完成建模论文的队伍
HIMCM奖项是对参赛团队的成果和创新精神的认可和表彰,也是他们朝着更高目标不断追求的动力来源之一。
在A First Course in Mathematical Modeling这本教材中出现的数学建模五步法,应该是大家耳熟能详的,这里给大家分享一下:
Part.1第一步
提出问题
Part.2第二步
选择建模方法
Part.3第三步
推导模型的公式:
1、 将第一步中得到的问题重新表达成第二步选定的建模方法所需要的形式.
2、 你可能需要将第一步中的一些变量名改成与第二步所用的记号一致.
3、 记下任何补充假设,这些假设是为了使在第一步中描述的问题与第二步中选定的数学结构相适应而做出的。
Part.4第四步
求解模型:
1、 将第二步中所选方法应用于第三步得到的表达式.
2、 注意你的数学推导,检查是否有错误,你的答案是否有意义.
3、 采用适当的技术.计算机代数系统,图形,数值计算的软件等都能扩大你能解决问题的范围,并能减少计算错误.
Part.5第五步
回答问题用非技术性的语言将第四步的结果重新表述。
HIMCM这个流程图便是基于模型解决问题的一般流程,数学建模五步法与其相比更加精简,更适合在数学建模学术活动中应用,而该流程在实际生活中也更具指导意义!
HiMCM竞赛是什么
HiMCM有别于普通的数学竞赛,是一场全程以团队为单位的比赛;此外,它对学生解决实际问题的能力,编程能力,团队合作以及文书写作等综合能力有比较大的考验,而himcm其中难度最大的点在于学生在数学思维上的灵活应用。
每年全球有来自20个国家和地区的近1000支中学生队伍参与himcm竞赛的挑战,全球累计参与人数超过40000人。
参加HiMCM竞赛的学生在申请本科时,能够通过获得奖项来体现他们在数学建模方面的才能和成就。特别是获得M奖及以上的学员,他们的优异表现将有助于他们在申请世界知名院校时与其他竞争者区分开来。
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