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数学 · 数学建模

定义变量和假设

你一上来就列方程,评分的老师却问字母代表什么。

处理建模题时,先写下每个字母代表什么、用什么单位,以及你假设了什么。这三行写清楚,后面的答案就很容易检查。

这一课是数学建模的第一课,属于SPM数学。下一步是为真实情境选择简单模型。

开头三行写什么?

依次写变量、单位和假设。

  1. 变量: 每个会变化的量用一个字母表示。
  2. 单位: 每个字母的单位,例如RM、公里或分钟。
  3. 假设: 你当作固定或忽略不计的部分。

题目给了字母,就用题目的字母。

例子:学校旅行租一辆小巴

学校租一辆小巴。租车公司每天收RM120,另外每行驶一公里收RM0.80。老师想知道一趟行程的总费用。

变量: 设d为行驶的公里数,C为总费用(RM)。

假设: 整趟行程每公里的收费相同,没有过路费和停车费,司机的时间已包含在RM120之内。

模型: C = 120 + 0.8d。

当d = 150公里时,C = 120 + 0.8 × 150 = 120 + 120 = RM240。

模型的每一部分都对应上面的一行。120是固定费用,0.8是每公里的收费,假设则说明答案在什么情况下可以信任。

会丢分的错误

常见的失误,是一开始就写方程,没有任何定义。评分的人看不出0.8是每公里,还是每分钟。

步骤 错误做法 正确做法
开头 C = 120 + 0.8d 设C为总费用(RM),d为路程(公里)
假设 没有写 收费固定,没有过路费和停车费
答案 240 150公里的行程费用是RM240
风险 出现过路费,答案就错,而且没有任何警告 假设指出了模型在哪里失效

没有写明的假设看起来像正确的答案,直到过路费出现为止。

自我检测

园丁每次上门收RM35,另外每工作一小时收RM12。定义变量,写出两个假设和模型,并求工作3小时的费用。

答案

设h为工作的小时数,T为总费用(RM)。

假设:每小时的收费固定,没有材料费或交通费等额外收费。

模型:T = 35 + 12h。

h = 3时:T = 35 + 12 × 3 = 35 + 36 = RM71。

接下来学什么?

继续读为真实情境选择简单模型,再读说明模型的局限并改进模型。建模练习可以让你检验整个系列。

如果整理模型时总在代数上卡住,可以用代数步骤修复训练器 (英文)。想让老师检查你的开头几行,可以了解线上一对一数学补习。

常见问题

为什么一定要定义变量?

像C = 120 + 0.8d这样的方程,要先说明C是以RM为单位的费用,d是以公里为单位的路程,才有意义。清楚的定义有分,也能避免后面混淆单位。

模型中的假设是什么?

假设是为了能计算而接受的简化,例如速率固定、没有额外收费。每个假设写一句话,因为它告诉读者模型在什么情况下可以信任。

要写几个假设?

只写会影响答案的。大多数SPM题目写两三个清楚的假设就够了,不必列出一长串无关紧要的点。

可以换变量的字母吗?

可以,但要定义你选的字母,并且前后一致。题目已经给了字母,就用题目的字母。

如果你的建模答案在开始计算之前就丢了分,一对一数学课可以让老师看你的头三行,说明评分的人期待在那里看到什么。

  • 为孩子安排线上一对一课程,由经验丰富的老师授课。
  • 第一堂是一小时试听课,RM50 起。学费在预约前就先谈好。
  • 对老师满意就继续上课,每堂约 1.5 小时;不满意可以要求换老师。