本書共分四章,分別為高等數(shù)學(xué)應(yīng)用案例分析、線性代數(shù)應(yīng)用案例分析、概率論與數(shù)理統(tǒng)計應(yīng)用案例分析、數(shù)學(xué)建模應(yīng)用案例分析。案例的選擇主要以軍事背景為主,突出潛艇專業(yè)背景,每個案例包括實際問題、問題的數(shù)學(xué)認識、問題假設(shè)、數(shù)學(xué)建模、結(jié)果分析和進一步討論六個部分,旨在讓學(xué)生體驗從實際問題到問題解決的全過程,并從中提高其解決問題的能力。
“高等數(shù)學(xué)”工程數(shù)學(xué)”是本科科學(xué)文化基礎(chǔ)課程的2門必修課程。學(xué)門課程除掌握數(shù)學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法外,還衢要用高等數(shù)學(xué)知識解決自然科學(xué)、社會科學(xué)、工程技術(shù)與軍事領(lǐng)城中的實際問題,提升抽象思維、邏輯推理和空間想象能力,養(yǎng)成定量分析思維還需要了解用線性代數(shù)和隨機數(shù)行數(shù)學(xué)建模的基本思想和方法,培養(yǎng)抽象思維、邏輯推理、數(shù)據(jù)處理與分析、統(tǒng)計推斷等能力
數(shù)學(xué)基本教材中設(shè)置,目的是檢測課堂教學(xué)目標的達成度。提升綜合運用數(shù)學(xué)知識的能力、數(shù)據(jù)處理分析和建模能力等,還衢結(jié)合教學(xué)要求和教材內(nèi)容,做一定數(shù)量的綜合性強的開放性應(yīng)用題。學(xué)生通過獨立思考和,達到不斷鞏固和深化理解所學(xué)內(nèi)容而培養(yǎng)自覺運用所學(xué)數(shù)學(xué)知識提出問題、分析問題、解決問題的能力,提高數(shù)學(xué)實踐能力和創(chuàng)新能力,養(yǎng)成量化的思維為此,編寫了這本《大學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用案例分析》。
本書共4章,涵蓋高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、軍事數(shù)學(xué)建模主要教學(xué)內(nèi)容。其中章高等數(shù)學(xué)應(yīng)用案例分析,按照一元微積分到多元微積分,選擇了垂直渡河問題、搶險救災(zāi)道路選點問題、飛行員對座椅的壓力問題、戰(zhàn)斗機降落跑道的長度問題、潛艇觀察窗的壓力問題、魚雷打擊敵艦問題、圓錐形的短路徑線問題、警犬緝毒佳搜索路線問題、潛艇艙室空氣污染物評價、電廠冷卻塔的設(shè)計、潮漲潮落時海島露出海面的面積比問題和偵察覆蓋面積問題12個案例;第二章線性代數(shù)應(yīng)用案例分析括標準隊列問題、信息加密問題、數(shù)字圖像的壓縮問題、探測數(shù)據(jù)的處理問題、二維純方位目標跟蹤系統(tǒng)的可觀測性問題、定位問題、南海敵機偵察問題,目標勻速直線運動的判定問題、潛艇派遣問題和敵編隊隊形方向估計問題10個案例;第三章概率論與數(shù)理統(tǒng)計應(yīng)用案例分析括人身意外保險中的概率問題、魚塘中魚數(shù)的估計問題、深水擊沉潛水艇的概率問題、反潛直升機的搜索效率問題、反潛直升機的探測概率問題、直航魚雷位置的散布問題、弱信號的提取問題、魚雷攻擊水面艦艇的危險區(qū)域分布問題、作戰(zhàn)系統(tǒng)維護狀態(tài)問題和作家寫作用詞風格的比較問題10個案例;第四章數(shù)學(xué)建模應(yīng)用案例分析括純方位的目標定位問題、理想聲自導(dǎo)魚雷運動問題、簡單直航魚雷射擊問題、方位變化率目標被動測距問題、遂行編隊飛行中的純方位無源定位問題、垂掃模式下優(yōu)高度確定問題、群協(xié)同無源偵查定位問題、通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與抗毀性問題8個案例。共計40個案例。每個案例的講括實際問題、問題的數(shù)學(xué)認識、問題假設(shè)、數(shù)學(xué)建模、結(jié)果分析一步討論6個部分。本書中的“魚雷打擊敵艦問題”“目標勻速直線運動的判定問題”“潛艇派遣問題”“敵編隊隊形方向估計問題”“深水擊沉潛水艇的概率問題”“反潛直升機的探測概率問題”“直航魚雷位置的散布問題”“簡單直航魚雷射擊問題”等案例與潛艇專業(yè)聯(lián)系密切,形成了較為鮮明的潛艇應(yīng)用。
本書由趙建昕負責編寫的原則、指導(dǎo)思想和規(guī)范。章由趙建昕、毛俊超、祖煜然、閆盼盼、楊春雨執(zhí)筆;第二章、第三章由趙建昕、李長文執(zhí)筆;第四章由趙建昕、祖煜然執(zhí)筆;后由趙建昕統(tǒng)稿,
本書參考了軍內(nèi)外院校的多本大學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用案例,借鑒了不少寶貴的驗,特此致謝由于水平限制,書中難免有錯誤或疏漏,敬請讀者提出寶貴修改意見。
編者
22年5月
第一章 高等數(shù)學(xué)應(yīng)用案例分析
第一節(jié) 部隊垂直波河問題
第二節(jié) 搶險救災(zāi)道路選點問題
第三節(jié) 飛行員對座椅的壓力問題
第四節(jié) 戰(zhàn)斗機安全降落跑道的長度問題
第五節(jié) 潛艇觀察窗的壓力問題
第六節(jié) 魚雷打擊敵艦問題
第七節(jié) 圓錐形山包的最短路徑線問題
第八節(jié) 警犬緝毒最佳搜索路線問題
第九節(jié) 潛艇艙室空氣污染物評價
第十節(jié) 電廠冷卻塔的設(shè)計
第十一節(jié) 潮漲潮落時海島露出海面的面積比問題
第十二節(jié) 偵察衛(wèi)星覆蓋面積問題
第二章 線性代數(shù)應(yīng)用案例分析
第一節(jié) 標準隊列問題
第二節(jié) 信息加密問題
第三節(jié) 數(shù)字圖像的壓縮問題
第四節(jié) 探測數(shù)據(jù)的處理問題
第五節(jié) 二維純方位目標跟蹤系統(tǒng)的可觀測性問題
第六節(jié) 衛(wèi)星定位問題
第七節(jié) 南海敵機偵察問題
第八節(jié) 目標勻速直線運動的判定問題
第九節(jié) 潛艇派遣問題
第十節(jié) 敵編隊隊形方向估計問題
第三章 概率論與數(shù)理統(tǒng)計應(yīng)用案例分析
第一節(jié) 人身意外保險中的概率問題
第二節(jié) 魚塘中魚數(shù)的估計問題
第三節(jié) 深水炸彈擊沉潛水艇的概率問題
第四節(jié) 反潛直升機的搜索效率問題
第五節(jié) 反潛直升機的探測概率問題
第六節(jié) 直航魚雷位置的散布問題
第七節(jié) 弱信號的提取問題
第八節(jié) 魚雷攻擊水面艦艇的危險區(qū)域分布問題
第九節(jié) 作戰(zhàn)系統(tǒng)維護狀態(tài)問題
第十節(jié) 作家寫作用詞風格的比較問題
第四章 數(shù)學(xué)建模應(yīng)用案例分析
第一節(jié) 純方位的目標定位問題
第二節(jié) 理想聲自導(dǎo)魚雷運動問題
第三節(jié) 簡單直航魚雷射擊問題
第四節(jié) 方位變化率目標被動測距問題
第五節(jié) 無人機遂行編隊飛行中的純方位無源定位問題
第六節(jié) 無人機垂掃模式下最優(yōu)高度確定問題
第七節(jié) 無人機群協(xié)同無源偵查定位問題
第八節(jié) 通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與抗毀性問題