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如何对数学模型进行综合性检验和求解?

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,暂无简介 2019-08-17回答

在研究过程中,建立数学模型以后,就要对数学模型进行综合性检验,看看是不是合理,与实际问题是否一致;再考虑一下 ,建立数学模型过程中的一些抽象和简化是否合理;最后,还要研究所建立的数学模型靠现有的数学手段(包括电子计算机)能否解出来。这些工作就是对所建立的数学模型的种综合 性的检验,不进行这 种综合检验就盲目求解,往往会陷人困境,或勉强解出,也无法对解的结果做出评价和说明。


例如,建立微分方程的数学模型时,就首先要研究方程是否合理,然后还要研究:①方程解的存在性;②方程解的唯一性;③方 程解的稳定性。一个方程无论它多么完美,但如果无解,虽然从数学角度讲无解也是解,但无解的数学模型就很难说明要研究的化学问题。还有些模型,虽然有解,但用电子计算机计算也要算几十上百年.那也是没有实际意义的。其次是判定方程解是否确定,如果我们建立了一个数学模型,它的解是不确定的,那这样的模型仍然不能回答我们的实际问题。最后是讨论定解的条件,看是否有失之毫厘,差之千里的情况。

对数学模型进行认真的检验之后,就可以进行求解了。求解的办法很多,主要有:

①对于比较简单的数学模型,可以直接求解,因为一些简单方程,现有的数学手段就能对付它求解比较容易。

②对于复杂的数学模型,可以用电子计算机来计算。例如,量子化学和分子设计中的一些计算,就是要靠电子计算机来完成。又如,“四色定理”的证明,未用电子计算机之前一直没有解决,后来用电子计算机计算,就顺利解决了。当然,电子计算机也不是万能的。例如,有人提出要设计一个必胜的围棋数学模型,每走一步,就需要推演和计算1012次用最快的电子计算机计算也要算上2000年。这样的数学模型,也许理论上是合理的,但实际上是行不通的。

③在求解中进-步忽略和假定,完成数学模型解。有些数学模型,在计算过程中,如不根据实际问题进行忽略和假定.就根本无法进行下去,这就只好在计算中引进-些 假定,做出合理的一些理想化、绝对化。经过这样的处理,数学模型就可以解出来了。但是,这样的解,必须与实际实验情况相对照,才能判别其是否正确,因为从数学逻辑上,我们已经做了假定和化繁为简的工作,这就是说其推演并不是绝对符合逻辑的,所以其结果的可靠性,必须以实验为判据。如果经过多次检验和对照证明,我们运算中的忽略、简化、假定是可行的,那么这种数学模型的求解方法就算成功了。

 
 
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