在高等數(shù)學教學中體現(xiàn)數(shù)學建模思想的方法

1、.在高等數(shù)學教學中表達數(shù)學建模思想的方法1數(shù)學建模在煤礦平安消費中的意義在瓦斯系統(tǒng)的研究過程中，應用數(shù)學建模的手段為礦井瓦斯構建數(shù)學模型，可以為采煤方案的設計和通風系統(tǒng)的建立提供很大的幫助;尤其是對于我國眾多的中小型煤礦而言，因為資金有限而導致平安設施不完善，有的更是沒有平安工程的投入，僅僅建立了極為少量的給風設備，通風系統(tǒng)并不完善。這些煤礦試圖依靠通風量來對瓦斯體積分數(shù)進展調控，這是非常困難的，對瓦斯體積分數(shù)進展預測更是不可能的。很多小煤礦使用的仍舊是非常原始的采煤方法，沒有相關的規(guī)劃;當瓦斯等有害氣體體積分數(shù)升高之后就停頓挖掘，體積分數(shù)下降之后又繼續(xù)進展開采。這種開采方式的工作效率非常低下

2、。只要設計一個充分合理的通風系統(tǒng)的通風量，與采煤速度處于一個動態(tài)的平衡狀態(tài)，就可以在不延誤煤炭開采的同時將礦井內的瓦斯氣體體積分數(shù)控制在一個平安的范圍之內。這樣不僅可以保障工人的平安，還可以保證煤炭的開采效率，每個礦井都會存在著這樣的一個平衡點，這就對礦井瓦斯涌出量判斷的準確性提出更高的要求。2煤礦消費方案的優(yōu)化方法消費方案是對消費全過程進展合理規(guī)劃的有效手段，是一個非常繁復的過程，涉及到的約束因素很多，條理性很差。為了成功解決這個復雜的問題，現(xiàn)將常用的消費方案分為兩個大類。2.1基于數(shù)學模型的方法1數(shù)學規(guī)劃方法這個規(guī)劃方法設計了很多種各具特點的手段，根據(jù)消費方案做出一個虛擬的模型，在這里主要

3、討論的是處于靜止狀態(tài)下所產生的問題。從目前獲得的效果來看，研究的方向正在逐漸從小系統(tǒng)向大系統(tǒng)推進，從過去的單個層次轉換到多個層次。2最優(yōu)控制方法這種方式應用理論上的控制方法對消費方案進展了研究，而在這里主要是針對其在動態(tài)情況下的問題進展討論。2.2基于人工智能方法1專家系統(tǒng)方法專家系統(tǒng)是一種將知識作為根底的為計算機編程的系統(tǒng)，對于某個領域的繁復問題給出一個專家級別的解決方案。而建立一個專家系統(tǒng)的關鍵之處在于，要預先將相關專家的知識等組成一個資料庫。其由專家系統(tǒng)知識庫、數(shù)據(jù)庫和推理機制構成。2專家系統(tǒng)與數(shù)學模型相結合的方法常見的有以下幾種類型：根據(jù)不同情況建立不同的數(shù)學模型，而后由專家系統(tǒng)來進展

4、求解;將復雜的問題拆分為多個簡單的子問題，而后針對建模的子問題進展建模，對于難以進展建模的問題那么使用專家系統(tǒng)來進展處理。在整體系統(tǒng)中兩者可以進展串行工作。3煤礦平安消費中數(shù)學模型的優(yōu)化建立根據(jù)相關數(shù)據(jù)資料來進展模擬，而后再使用系統(tǒng)分析來得出合適建立哪種數(shù)學模型。取幾個具有明顯特征的采礦點進展研究。在煤礦挖掘的過程中瓦斯體積分數(shù)每時每刻都在變化，可以通過通風量以及煤炭采集速度來保證礦中瓦斯體積分數(shù)處在一個平安的范圍之內。假設礦井分為地面、地下一層與地下二層工作面，取地下一層兩個礦井分別為礦井A、礦井B,地下二層分別為礦井C、礦井D.然后對其進展分析。3.1建立簡化模型3.1.1模型構建表達工作

5、面A瓦斯體積分數(shù)x·1=a1x1+b1u1-c1w1-d1w21式中x1-A工作面瓦斯體積分數(shù);u1-A工作面采煤進度;w1-A礦井所對應的空氣流速;w2-相鄰B工作面的空氣流速;a1、b1、c1、d1-未知量系數(shù)。很明顯A工作面的通風量對自身瓦斯體積分數(shù)所產生的影響要顯著大于B工作面的風量，從數(shù)學模型上反映出來就是要求c1d1.同樣的B工作面x·2和工作面A所在的位置很相似，也就應該具有與之接近的數(shù)學關系式式中x2-B工作面瓦斯體積分數(shù);u2-B工作面采煤進度;w1-B礦井所對應的空氣流速;w2-相鄰A工作面的空氣流速;a2、b2、c2、d2-未知量系數(shù)。CD工作面x&#

6、183;3、x·4都位于B2層的位置，其工作面瓦斯體積分數(shù)不只受到自身開采進度情況的影響，還受到上層AB通風口開闊度的影響。在這里，C、D工作面瓦斯體積分數(shù)就應該和各個通風口的通風量有著密不可分的聯(lián)絡;于是C、D工作面瓦斯體積分數(shù)可以表示為【3】式中x3、x4-C、D工作面的瓦斯體積分數(shù);e1、e2-A、B工作面的瓦斯體積分數(shù);a3、b3、c3、d3-未知量系數(shù)：f1、f2-A、B工作面的瓦斯絕對涌出量。3.1.2系統(tǒng)簡化模型的辨識這個簡化模型其實就是對于參數(shù)的最為初步的求解，也就是在一段時間內的實際測量所得數(shù)據(jù)作為流通量，對上面方程組進展求解操作。而后得到數(shù)學模型，將實際數(shù)據(jù)和預測

7、數(shù)據(jù)進展屢次比賽，再參加相關人員的長期經(jīng)歷經(jīng)歷公式。修正之后的模型照舊使用上述的方法來進展求解，因為A、B工作面根本不會受C、D工作面的影響。3.2模型的轉型及其離散化因為這個工程是一個礦井平安模擬系統(tǒng)，要對數(shù)學模型進展離散型研究，這是使用隨機數(shù)字進展試數(shù)求解的關鍵步驟。離散化之后的模型為【1】在使用原始數(shù)據(jù)來對數(shù)學模型進展辨識的過程中，ui表示開采進度，以t/d為單位，相關風速單位是m/s,k為工作面固定系數(shù)，h為4個工作面平均深度。為了便于將該系統(tǒng)轉化為計算機語言，把開采進度ui從初始的01000t/d范圍，轉變?yōu)?1,那么在數(shù)字化采煤中進度單位1即表示1000t/d,假如ui=0.5就表

8、示每日產煤量500t.諸如此類，工作面空氣流通速度wi的原始取值范圍是04m/s,對其進展數(shù)字化，其新數(shù)值照舊是01,也就表示這wi取1時表示風速為4m/s,假設0.5表示通風口的開通程度是0.5,也就是通風口翻開一半2m/s，wi假如取1那么表示通風口開到最大。按照上述分析來進展數(shù)字化轉換，數(shù)據(jù)都會產生變化，經(jīng)過計算之后可以得到新的參數(shù)數(shù)據(jù)，在計算的過程之中使用01的數(shù)據(jù)是為了方便和計算機語言的轉換，在進展仿真錄入時在01之間的一個有效數(shù)字就會方便很多。開采進度ui的取值范圍01表示的是每日產煤數(shù)量區(qū)間是01000t,而風速wi取值01所表示的是風速取值在04m/s這個區(qū)間之內。3.3模型的

9、應用效果及降低瓦斯體積分數(shù)的措施以上對煤礦消費中的常見問題進展了相關分析，發(fā)現(xiàn)伴隨著時間的不斷增長瓦斯涌體積分數(shù)等都會逐漸衰減，一段時間后就會變得微乎其微，這就說明這類資料存在著一個衰減周期，經(jīng)過長期觀測發(fā)現(xiàn)衰減周期T18h.而后，又研究了會對瓦斯涌出量產生影響的其他因素，發(fā)如今使用炮采這種方式時瓦斯體積分數(shù)會以幾何數(shù)字的速度衰減，使用割煤手段進展采礦時瓦斯會大量涌出，其余工藝在采煤時并不會導致瓦斯體積分數(shù)產生劇烈波動。瓦斯的涌出量伴隨著挖掘進度而提升，近乎于成正比，而又和通風量成反比關系。因為新礦的瓦斯體積分數(shù)比較大，所以要及時將煤運出，盡量縮短在煤礦中滯留的時間，從而減小瓦斯涌出總量。綜上

10、所述，降低工作面瓦斯體積分數(shù)常用手段有以下幾種：將采得的煤快速運出，使其在井中停留的時間最短;增大工作面的通風量;控制采煤進度，同時也可以控制瓦斯的涌出量。4結語宋以后，京師所設小學館和武學堂中的老師稱謂皆稱之為“教諭。至元明清之縣學一律循之不變。明朝入選翰林院的進士之師稱“教習。到清末，學堂興起，各科老師仍沿用“教習一稱。其實“教諭在明清時還有學官一意，即主管縣一級的教育生員。而相應府和州掌管教育生員者那么謂“教授和“學正?！敖淌凇皩W正和“教諭的副手一律稱“訓導。于民間，特別是漢代以后，對于在“校或“學中傳授經(jīng)學者也稱為“經(jīng)師。在一些特定的講學場合，比方書院、皇室，也稱老師為“院長、西席、講

11、席等?！敖虝壬峙率鞘芯傩兆顬槭煜さ囊环N稱呼，從最初的門館、私塾到晚清的學堂，“教書先生那一行當怎么說也算是讓國人景仰甚或敬畏的一種社會職業(yè)。只是更早的“先生概念并非源于教書，最初出現(xiàn)的“先生一詞也并非有傳授知識那般的含義。?孟子?中的“先生何為出此言也？；?論語?中的“有酒食，先生饌；?國策?中的“先生坐，何至于此？等等，均指“先生為父兄或有學問、有德行的長輩。其實?國策?中本身就有“先生長者，有德之稱的說法?？梢姟跋壬夥钦嬲摹袄蠋熤猓故桥c當今“先生的稱呼更接近。看來，“先生之根源含義在于禮貌和尊稱，并非具學問者的專稱。稱“老師為“先生的記載，首見于?禮記?曲禮?，有“從于先

12、生，不越禮而與人言，其中之“先生意為“年長、資深之傳授知識者，與老師、老師之意根本一致。應用數(shù)學建模的手段對礦井在采礦過程中涌出的瓦斯體積分數(shù)進展了模擬及預測，為準確預測礦井瓦斯體積分數(shù)提供了一個新的思路，對煤礦平安高效消費提供了幫助，有著重要的現(xiàn)實意義。觀察內容的選擇，我本著先靜后動，由近及遠的原那么，有目的、有方案的先安排與幼兒生活接近的，能理解的觀察內容。隨機觀察也是不可少的，是相當有趣的，如蜻蜓、蚯蚓、毛毛蟲等，孩子一邊觀察，一邊提問，興趣很濃。我提供的觀察對象，注意形象逼真，色彩鮮明，大小適中，引導幼兒多角度多層面地進展觀察，保證每個幼兒看得到，看得清?？吹们宀拍苷f得正確。在觀察過程中指導。我注意幫助幼兒學習正確的觀察方法，即按順序觀察和抓住事物的不同特征重點觀察，觀察與說話相結合，在觀察中積累詞匯，理解詞匯，如一次我抓住時機，引導幼兒觀察雷雨，雷雨前天空急劇變化，烏云密布，我問幼兒烏云是什么樣子的，有的孩子說：烏云像大海的波浪。有的孩子說“烏云跑得飛快。我加以肯定說“這是烏云滾滾。當幼兒看到閃電時，我告訴他“這叫電光閃閃。接著幼兒聽到雷聲驚叫起來，我抓住時機說：“這就是雷聲隆隆。一會兒下起了大雨，我問：“雨下得怎樣?幼兒說大極了，我就舀一盆水往下一倒，作比較觀察，讓幼兒掌握“傾盆大雨這個詞。雨后，我又帶幼兒