在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中體現(xiàn)數(shù)學(xué)建模思想的方法

1、.在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中表達數(shù)學(xué)建模思想的方法1數(shù)學(xué)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(yīng)用數(shù)學(xué)建模的手段為礦井瓦斯構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，可以為采煤方案的設(shè)計和通風(fēng)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(dǎo)致平安設(shè)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(fēng)設(shè)備，通風(fēng)系統(tǒng)并不完善。這些煤礦試圖依靠通風(fēng)量來對瓦斯體積分?jǐn)?shù)進展調(diào)控，這是非常困難的，對瓦斯體積分?jǐn)?shù)進展預(yù)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(guān)的規(guī)劃;當(dāng)瓦斯等有害氣體體積分?jǐn)?shù)升高之后就停頓挖掘，體積分?jǐn)?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(shè)計一個充分合理的通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)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(nèi)的瓦斯氣體體積分?jǐn)?shù)控制在一個平安的范圍之內(nèi)。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(zhǔn)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(fù)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(fù)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(xué)模型的方法1數(shù)學(xué)規(guī)劃方法這個規(guī)劃方法設(shè)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?fàn)顟B(tài)下所產(chǎn)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(zhuǎn)換到多個層次。2最優(yōu)控制方法這種方式應(yīng)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(lǐng)域的繁復(fù)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(guān)鍵之處在于，要預(yù)先將相關(guān)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(gòu)成。2專家系統(tǒng)與數(shù)學(xué)模型相結(jié)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(xué)模型，而后由專家系統(tǒng)來進展

4、求解;將復(fù)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(xué)模型的優(yōu)化建立根據(jù)相關(guān)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(xué)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?jǐn)?shù)每時每刻都在變化，可以通過通風(fēng)量以及煤炭采集速度來保證礦中瓦斯體積分?jǐn)?shù)處在一個平安的范圍之內(nèi)。假設(shè)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(gòu)建表達工作

5、面A瓦斯體積分?jǐn)?shù)x·1=a1x1+b1u1-c1w1-d1w21式中x1-A工作面瓦斯體積分?jǐn)?shù);u1-A工作面采煤進度;w1-A礦井所對應(yīng)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(fēng)量對自身瓦斯體積分?jǐn)?shù)所產(chǎn)生的影響要顯著大于B工作面的風(fēng)量，從數(shù)學(xué)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(yīng)該具有與之接近的數(shù)學(xué)關(guān)系式式中x2-B工作面瓦斯體積分?jǐn)?shù);u2-B工作面采煤進度;w1-B礦井所對應(yīng)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?jǐn)?shù)不只受到自身開采進度情況的影響，還受到上層AB通風(fēng)口開闊度的影響。在這里，C、D工作面瓦斯體積分?jǐn)?shù)就應(yīng)該和各個通風(fēng)口的通風(fēng)量有著密不可分的聯(lián)絡(luò);于是C、D工作面瓦斯體積分?jǐn)?shù)可以表示為【3】式中x3、x4-C、D工作面的瓦斯體積分?jǐn)?shù);e1、e2-A、B工作面的瓦斯體積分?jǐn)?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(nèi)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(xué)模型，將實際數(shù)據(jù)和預(yù)測

7、數(shù)據(jù)進展屢次比賽，再參加相關(guān)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(zhuǎn)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(xué)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(guān)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(xué)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(guān)風(fēng)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(zhuǎn)化為計算機語言，把開采進度ui從初始的01000t/d范圍，轉(zhuǎn)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(chǎn)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(fēng)速為4m/s,假設(shè)0.5表示通風(fēng)口的開通程度是0.5,也就是通風(fēng)口翻開一半2m/s，wi假如取1那么表示通風(fēng)口開到最大。按照上述分析來進展數(shù)字化轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)都會產(chǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)煤數(shù)量區(qū)間是01000t,而風(fēng)速wi取值01所表示的是風(fēng)速取值在04m/s這個區(qū)間之內(nèi)。3.3模型的

9、應(yīng)用效果及降低瓦斯體積分?jǐn)?shù)的措施以上對煤礦消費中的常見問題進展了相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)伴隨著時間的不斷增長瓦斯涌體積分?jǐn)?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(chǎn)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?jǐn)?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(dǎo)致瓦斯體積分?jǐn)?shù)產(chǎn)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(fēng)量成反比關(guān)系。因為新礦的瓦斯體積分?jǐn)?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?jǐn)?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(fēng)量;控制采煤進度，同時也可以控制瓦斯的涌出量。4結(jié)語宋以后，京師所設(shè)小學(xué)館和武學(xué)堂中的老師稱謂皆稱之為“教諭。至元明清之縣學(xué)一律循之不變。明朝入選翰林院的進士之師稱“教習(xí)。到清末，學(xué)堂興起，各科老師仍沿用“教習(xí)一稱。其實“教諭在明清時還有學(xué)官一意，即主管縣一級的教育生員。而相應(yīng)府和州掌管教育生員者那么謂“教授和“學(xué)正?！敖淌凇皩W(xué)正和“教諭的副手一律稱“訓(xùn)導(dǎo)。于民間，特別是漢代以后，對于在“?；颉皩W(xué)中傳授經(jīng)學(xué)者也稱為“經(jīng)師。在一些特定的講學(xué)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(xué)堂，“教書先生那一行當(dāng)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(xué)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。可見“先生之原意非真正的“老師之意，倒是與當(dāng)今“先生的稱呼更接近?？磥?，“先生之根源含義在于禮貌和尊稱，并非具學(xué)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(yīng)用數(shù)學(xué)建模的手段對礦井在采礦過程中涌出的瓦斯體積分?jǐn)?shù)進展了模擬及預(yù)測，為準(zhǔn)確預(yù)測礦井瓦斯體積分?jǐn)?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(nèi)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(nèi)容。隨機觀察也是不可少的，是相當(dāng)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(dǎo)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。看得清才能說得正確。在觀察過程中指導(dǎo)。我注意幫助幼兒學(xué)習(xí)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(jié)合，在觀察中積累詞匯，理解詞匯，如一次我抓住時機，引導(dǎo)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(dāng)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