生活中數(shù)學(xué)最優(yōu)化問題的研究

1、生活中數(shù)學(xué)最優(yōu)化問題的研究教學(xué)目標(biāo)：1）知識(shí)與技能：能夠把理論與實(shí)踐相結(jié)合，將現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題抽象、歸納并轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)中的最優(yōu)化問題來解決。2）能力目標(biāo)：1、運(yùn)用已掌握的數(shù)學(xué)知識(shí)及其他相關(guān)的知識(shí)，將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題去解決；2、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決題的能力；3、培養(yǎng)學(xué)生探索數(shù)學(xué)問題的能力。3）情感目標(biāo)：1、通過主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、自主探索的過程，讓學(xué)生有發(fā)現(xiàn)、有收獲，從而獲得成功的經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的求知欲；2、培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和創(chuàng)新精神。  參與者特征分析高中生相對(duì)來說獨(dú)立性較強(qiáng)，具有一定的獨(dú)立處理事情的能力，但他們生活經(jīng)驗(yàn)不夠，看待問題欠準(zhǔn)確，往往會(huì)以點(diǎn)概面，不過高中生很容

2、易接受新生事物，只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，相信能使活動(dòng)順利開展。教學(xué)過程：1、深入生活，從生活中取得課題生活中處處充滿著數(shù)學(xué)，處處留心皆數(shù)學(xué)。我們?cè)绯科鸫菜⒀烙玫难栏啵?xì)心的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)，牙膏的包裝有大有小，其價(jià)格也不相同，你想過大小包與其價(jià)格之間的關(guān)系嗎？你吃東西時(shí)，想過營養(yǎng)成份的搭配嗎？你在開燈關(guān)燈時(shí)，想過燈的位置與照明度問題嗎？你在開、關(guān)窗戶時(shí)，想過窗戶的面積與采光量的問題嗎？烈日下，你想過遮陽棚搭建方式與遮擋太陽光線有關(guān)嗎？你在購買商品時(shí)，想過哪兒如何才能買到最便宜的嗎？ 生活中經(jīng)常遇到求利潤最大、用料最省、效率最高、費(fèi)用最少、路線最短、容積最大等問題，這些問題通常稱為優(yōu)化問題。現(xiàn)如

3、今最優(yōu)化問題備受關(guān)注,已滲透到生產(chǎn)、管理、商業(yè)、軍事、決策等各領(lǐng)域。對(duì)于上述問題，有些你也許想過，有些你也許從未想過。這些問題都與數(shù)學(xué)最優(yōu)化問題有關(guān)！這堂課讓我們共同發(fā)現(xiàn)并研究這些數(shù)學(xué)最優(yōu)化問題吧！2、結(jié)合生活、聯(lián)系社會(huì)實(shí)際選擇課題  解決最優(yōu)化問題是一個(gè)發(fā)現(xiàn)、探索的過程，也是我們親身感受問題、尋找解題策略，實(shí)現(xiàn)再創(chuàng)造以及體驗(yàn)數(shù)學(xué)價(jià)值的過程。在這個(gè)過程中，肯定我們的見解不全相同，就讓我們彼此關(guān)心、合作探討、互相評(píng)價(jià)、取得共識(shí)、達(dá)到群體算法多樣化，獲得探索成功的快樂吧。使不同的人在數(shù)學(xué)活動(dòng)中得到不同的收獲，讓我們每個(gè)人都能有所發(fā)展、有所創(chuàng)新，提高創(chuàng)造思維水平高，豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)探索能

4、力。下面我就列舉幾個(gè)生活中數(shù)學(xué)最優(yōu)化問題的例子吧。  一、商品價(jià)格最優(yōu)化問題在生活中，有許多生活必需品需要我們購買，就如媽媽要購買一臺(tái)電磁爐，但如何才能買到最實(shí)惠的呢？于是我們開始為媽媽出謀劃策，前往各大超市調(diào)查這件商品的價(jià)格。我們將收集的信息列成下表：各大超市電磁爐價(jià)目表：超市萬家福家樂福天天新華億價(jià)格（元）399298199498 從上表我們不難發(fā)現(xiàn)天天新最便宜，如果只從價(jià)格方面考慮我們不難得出結(jié)論，媽媽在天天新買最合算。上述這個(gè)問題是一個(gè)很直接也很簡單的數(shù)學(xué)最優(yōu)化問題，我們收集信息分析信息得出結(jié)論，加以使用數(shù)學(xué)最為簡單的加減運(yùn)算，就為媽媽節(jié)省了一筆錢。二、預(yù)算最優(yōu)化問題 在研究

5、過程中，我們不僅需要?jiǎng)幽X，更需要調(diào)查行動(dòng)。學(xué)習(xí)了長方體的表面積后，讓我們來測(cè)算一下粉刷教室的費(fèi)用。  我們首先動(dòng)手測(cè)定教室的粉刷面積，了解市場上涂料價(jià)格如何，需要多少涂料，粉刷的工錢如何計(jì)付，明確了這些因素以后我們就能對(duì)粉刷教室的費(fèi)用做個(gè)初步的結(jié)算。三、分期付款最優(yōu)化問題 現(xiàn)在讓我們來完成一道較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)最優(yōu)化問題，它與時(shí)下流行的分期付款的計(jì)算有關(guān)，為了更加迎合消費(fèi)者的需要，開發(fā)商往往會(huì)提出幾種銷售方案供顧客選擇，如何選最優(yōu)的銷售方案，也是我們研究的關(guān)鍵所在。顧客購買一件售價(jià)為5000元的商品時(shí)，那在一年內(nèi)將款全部付清的前提下，商店又提出了下表所示的幾種付款方案，以供顧客選擇，何種

6、方案最實(shí)惠。分幾次付清付款方法首期所付款額付款總額與一次性付款差額3次購買后四個(gè)月第一次付款，每四個(gè)月付一次款1775.8元5327元327元6次購買后2個(gè)月第一次付款，后每兩個(gè)月付一次款，購買后12個(gè)月是第6次付款880.8528528512次購買后一個(gè)月第一次付款，每一個(gè)月付一次款438.6元5263元263元 注 規(guī)定月利率為0.8，每月利息按復(fù)利計(jì)算方案一：設(shè)每期所付款額x元，那么到最后一次付款時(shí)付款合部本利和為元 另外，5000元商品在購買后12個(gè)月后的本利和為元。得解得1775.8元方案2：=880.8元 方案3：=438.6元不難得出第三種方案時(shí)間既寬松而且更實(shí)惠。&#

7、160;四、成本最低化問題一項(xiàng)工程或一個(gè)公司，除了追求效率最大化以外，另一個(gè)方面就是盡可能地降低成本， 這也是數(shù)學(xué)最優(yōu)化問題在生活中的應(yīng)用的一個(gè)體現(xiàn)。如：一建筑工程隊(duì)，需用3尺，4尺長的甲、乙兩種短竹竿各100根，用10尺長的竹竿來截取，至少要用去原材料幾根？怎樣最合算？  針對(duì)上述問題，我們列出三種截法：（1） 3尺兩根和4尺一根，最省原材料，全部利用。（2）3尺三根，余一尺。（3）4尺兩根，余兩尺。 顯然，為省材料，盡量使用方法（1），這樣，50根原材料可截得100根，3尺的竹竿和50根4尺竹竿，還差50根4尺的竹竿最好選擇方法（3），這樣所需原材料最少，只需要25根即

8、可，這樣，至少需要用去原材料75根。尋求優(yōu)化是人類的一種本能，不僅是人類，整個(gè)大自然中都充斥著這一現(xiàn)象。像蜜蜂所造的蜂窩，更是省到家了，其結(jié)構(gòu)的巧妙，能如此省材料更讓人折服。在人們的日常生活中，優(yōu)化的要求也比比皆是，消費(fèi)時(shí)，如何花盡可能少的錢辦盡可能多的事，出行時(shí)，如何走最短的路程到達(dá)目的地，等等?？偠灾?，在經(jīng)濟(jì)如此發(fā)展，競爭如此劇烈，資源日漸緊張的今天，人們做任何事，無不望求事半功倍之術(shù)，以求或提效、或增收、或節(jié)約等等。可見最優(yōu)化在日常生活中遠(yuǎn)處不在，足以顯示其重要性。再如：在我們的班級(jí)中有9位老師帶領(lǐng)50位學(xué)生到桃源洞開展觀光活動(dòng)時(shí)，我們得一門票價(jià)格表：成人票12元/人，學(xué)生票6元/人，

9、團(tuán)體票（10人以上）每人9元，為求省錢，我們幾位同學(xué)進(jìn)行了探討，得出以下三種典型方案： （1）“普通”方案： 12×9+6×50=408（元） （師買成人票，生買學(xué)生票） （2）“奉獻(xiàn)”方案： 9×（9+50）=531（元）或408+3×（509）=531（元）   （購買團(tuán)體票） （3）“創(chuàng)新”方案： 9×10+6×50=390（元） （師與一生買團(tuán)體票，其余買學(xué)生票） 顯然，創(chuàng)新方案更為實(shí)惠。由上可見，生活中的優(yōu)化問題與數(shù)學(xué)知識(shí)有著千絲萬縷的聯(lián)系。面對(duì)富有挑戰(zhàn)性、開放性的現(xiàn)實(shí)問題，我們能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)親身探索實(shí)踐、合作交流得到創(chuàng)造性解決的方案。當(dāng)我們用最優(yōu)化的方法來解決實(shí)際問題的時(shí)候，就能夠從中體會(huì)到探索成功的喜悅，同時(shí)也能激起我們對(duì)生活的最優(yōu)化問題再探索的欲望?！窘處燑c(diǎn)評(píng)】數(shù)學(xué)無處不在，現(xiàn)實(shí)生活中充滿數(shù)學(xué)。本組同學(xué)能夠把理論與實(shí)踐相結(jié)合，將現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題抽象、歸納并轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題來解決，這對(duì)學(xué)好數(shù)學(xué)和用好數(shù)學(xué)是一次很好地嘗試和鍛煉，必將對(duì)今后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生較好的促進(jìn)作用。在決策科學(xué)化，定量化的呼聲日益高漲的今天，用最優(yōu)化方法解決定量決策問題無疑是符合時(shí)代潮流和形勢(shì)發(fā)展需要的。用最優(yōu)化方法解決決策問題包括兩個(gè)基本步驟：首先，需要把實(shí)際決策問題翻譯，