數(shù)學(xué)模型

用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述的一類(lèi)模型。數(shù)學(xué)模型可以是一個(gè)或一組代數(shù)方程、微分方程、差分方程、積分方程或統(tǒng)計(jì)學(xué)方程，也可以是它們的某種適當(dāng)?shù)慕M合，通過(guò)這些方程定量地或定性地描述系統(tǒng)各變量之間的相互關(guān)系或因果關(guān)系。除了用方程描述的數(shù)學(xué)模型外，還有用其他數(shù)學(xué)工具，如代數(shù)、幾何、拓?fù)?、?shù)理邏輯等描述的模型。需要指出的是，數(shù)學(xué)模型描述的是系統(tǒng)的行為和特征而不是系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)。

數(shù)學(xué)模型是針對(duì)參照某種事物系統(tǒng)的特征或數(shù)量依存關(guān)系，采用數(shù)學(xué)語(yǔ)言，概括地或近似地表述出的一種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，這種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是借助于數(shù)學(xué)符號(hào)刻劃出來(lái)的某種系統(tǒng)的純關(guān)系結(jié)構(gòu)。從廣義理解，數(shù)學(xué)模型包括數(shù)學(xué)中的各種概念，各種公式和各種理論。因?yàn)樗鼈兌际怯涩F(xiàn)實(shí)世界的原型抽象出來(lái)的，從這意義上講，整個(gè)數(shù)學(xué)也可以說(shuō)是一門(mén)關(guān)于數(shù)學(xué)模型的科學(xué)。從狹義理解，數(shù)學(xué)模型只指那些反映了特定問(wèn)題或特定的具體事物系統(tǒng)的數(shù)學(xué)關(guān)系結(jié)構(gòu)，這個(gè)意義上也可理解為聯(lián)系一個(gè)系統(tǒng)中各變量間內(nèi)的關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)。

數(shù)學(xué)模型所表達(dá)的內(nèi)容可以是定量的，也可以是定性的，但必須以定量的方式體現(xiàn)出來(lái)。因此，數(shù)學(xué)模型法的操作方式偏向于定量形式。

數(shù)學(xué)模型是運(yùn)用數(shù)理邏輯方法和數(shù)學(xué)語(yǔ)言建構(gòu)的科學(xué)或工程模型。

數(shù)學(xué)模型的歷史可以追溯到人類(lèi)開(kāi)始使用數(shù)字的時(shí)代。隨著人類(lèi)使用數(shù)字，就不斷地建立各種數(shù)學(xué)模型，以解決各種各樣的實(shí)際問(wèn)題。對(duì)于廣大的科學(xué)技術(shù)工作者對(duì)大學(xué)生的綜合素質(zhì)測(cè)評(píng),對(duì)教師的工作業(yè)績(jī)的評(píng)定以及諸如訪友，采購(gòu)等日?；顒?dòng)，都可以建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，確立一個(gè)方案。建立數(shù)學(xué)模型是溝通擺在面前的實(shí)際問(wèn)題與數(shù)學(xué)工具之間聯(lián)系的一座必不可少的橋梁。

分布參數(shù)和集中參數(shù)模型

分布參數(shù)模型是用各類(lèi)偏微分方程描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，而集中參數(shù)模型是用線(xiàn)性或非線(xiàn)性常微分方程來(lái)描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。在許多情況下，分布參數(shù)模型借助于空間離散化的方法，可簡(jiǎn)化為復(fù)雜程度較低的集中參數(shù)模型。

連續(xù)時(shí)間和離散時(shí)間模型

模型中的時(shí)間變量是在一定區(qū)間內(nèi)變化的模型稱(chēng)為連續(xù)時(shí)間模型，上述各類(lèi)用微分方程描述的模型都是連續(xù)時(shí)間模型。在處理集中參數(shù)模型時(shí)，也可以將時(shí)間變量離散化，所獲得的模型稱(chēng)為離散時(shí)間模型。離散時(shí)間模型是用差分方程描述的。