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本書從數學建模的角度介紹了MATLAB的應用，涵蓋了絕大部分數學建模問題的MATLAB求解方法。全書共5篇。第一篇是基礎篇，主要介紹一些基本概念和知識，包括MATLAB在數學建模中的地位、數學模型的分類及各類需要用的MATLAB技術，以及MATLAB編程入門；第二篇是技術篇，系統介紹MATLAB建模的主流技術，包括數據建模技術(數據的準備、常用的數學建模方法、機器學習方法、灰色預測方法、神經網絡方法以及小波分析方法)、優(yōu)化技術(標準規(guī)劃問題的求解、遺傳算法、模擬退火算法、蟻群算法等全局優(yōu)化算法)、連續(xù)模型、評價模型以及機理建模的MATLAB實現方法；第三篇是實踐篇，以歷年中國大學生數學建模競賽(CUMCM)的經典賽題為例，介紹MATLAB在其中的實際應用過程，包括詳細的建模過程、求解過程以及原汁原味的競賽論文；第四篇是賽后重研究篇，主要介紹如何借助MATLAB的工程應用功能將模型轉化成產品；第五篇是經驗篇，主要介紹數學建模的參賽經驗、心得、技巧，以及MATLAB的學習經驗，這些經驗會有助于競賽的準備和競賽成績的提升，至少讓參賽者能夠更從容地參與數學建�；顒印�

本書特別適合作為數學建模競賽的培訓教材或參考用書，也可作為大學數學實驗、數學建模以及數據挖掘課程的參考用書，還可供廣大科研人員、學者、工程技術人員參考。

一、內容的主要變化

在《MATLAB在數學建模中的應用》第2版出版兩年后，也就是2016年，跟北京航空航天大學出版社陳守平老師討論第3版的規(guī)劃，當時就感覺受到書名的限制，有些內容不容易展開。有幾位從事數學建模教育工作的讀者也曾發(fā)郵件反饋內容的設置問題，其中一點就是能不能調整書名。所以第2版之后，便調整了書名，原因有三：一是新書名的外延更廣闊些；二是部分院校在選用作為教材時避免書名局限的問題；三是，也是最重要的原因，經歷了兩版以后，數學建模和MATLAB發(fā)展了，書中的內容也應該有相應的變化。

從第3版開始，書名變更為《MATLAB數學建模方法與實踐》。除了書名外，全書的布局和內容也有較大的變化，內容上更適合數學建模競賽的訓練，包括基礎、技術、實踐、賽后重研究和經驗五個部分，由淺入深，層層遞進。作為主體的技術部分，是按照數學建模賽題的類型展開的，并且將數學模型分為數據、優(yōu)化、連續(xù)、評價、機理建模五個類型。MATLAB技術的介紹也是按照這五類展開，正好對應這五個類型問題需要的建模方法以及這些方法的MATLAB實現。這樣安排更便于參賽者準備競賽，有利于快速對數學建模有全面的認識，快速激發(fā)對數學建模的興趣，建立信心。

增加賽后重研究篇，想法與組委會設立賽后重研究的初衷一致。數學建模是非常有用的技術，不能止步于競賽，而是應該讓它在科研和產業(yè)界發(fā)揮更大、更實質性的作用。MATLAB作為主要的數學建模實現工具，大家往往更關心的是科學計算本身，而沒有注意它還有系統設計、系統仿真、代碼生成等產品開發(fā)功能，只要將數學模型遷移到Simulink中，借助基于模型的設計理念，就可以很快地將數學模型轉化成產品。所以，賽后重研究篇重點介紹如何借助MATLAB實現從數學模型到產品的轉化�，F在的讀者思路更開闊，又有豐富的智能硬件可供應用，因此，如何將模型、工具與智能經驗結合起來，用于真正的創(chuàng)新和產品研發(fā)，這對于很多讀者來說，也是建模之后感覺非常酷且有意義的事情。

經過修訂，第4版主要有三個變化：

(1) 實踐篇增加了從近年真題中甄選的兩個新的案例高溫作業(yè)服的優(yōu)化設計(CUMCM2018A)和爐溫曲線的機理建模與優(yōu)化（CUMCM2020A），替換了兩個案例（其中一個案例融合到技術篇中）。

(2) 在技術篇的第7章中，增加了規(guī)劃模型的MATLAB求解模式和應用實例：彩票中的數學（CUMCM2002B），前者可幫助讀者更高效地求解規(guī)劃模型，后者是一個規(guī)劃模型的求解實例。

(3) 對部分內容進行了更新和完善，主要是因MATLAB版本升級或技術進步而需要更新的內容，以及根據部分讀者的反饋，對不足或缺陷進行了完善和更正。

二、本書特色

縱觀全書，可以發(fā)現本書的特點鮮明，主要表現在：

（1）方法務實，學以致用。本書介紹的方法都是數學建模中的主流方法，都經過實踐的檢驗，具有較強的實踐性。對于每種方法，本書基本都給出了完整、詳細的源代碼，這對于讀者來說，具有非常大的參考價值，很多程序可供讀者直接套用并加以學習。

（2）知識系統，結構合理。本書的內容編排從基本概念與技術，到真題實踐，再到重研究和競賽經驗，使得概念、技術、實踐、經驗四位一體，自然形成全書的知識體系。而對于具體的技術，也是脈絡清晰、循序漸進，按照數據建模、優(yōu)化、連續(xù)、評價、機理建模展開，內容上整體是從基礎技術入手，再到融會貫通。正因為有完整的知識體系，從而更有利于理解數學建模的知識體系，這對于讀者學習是非常有幫助的。

（3）案例實用，易于借鑒。本書選擇的案例都是來自數學建模中的經典案例和真實賽題，并且?guī)в袛祿统绦颍院苋菀鬃屪x者對案例產生共鳴，同時可以利用案例的程序進行模仿式學習，所帶的程序也有利于提高讀者的學習效率。

（4）理論與實踐相得益彰。對于本書的每種方法，除了理論講解外，都配有一個典型的應用案例，讀者可以通過案例加深對理論的理解，同時理論也讓案例更有信服力。技術方面，以實現實例為目的，并且提供了大量技術實現的源程序，方便讀者學習。本書注重實踐和應用，作者秉持務實、貼近讀者的寫作風格。

（5）內容獨特，趣味橫生，文字簡潔，易于閱讀。很多方法和內容都是同類書籍中鮮有的，這無疑增加了本書的新穎性和趣味性。另外，本書編寫過程中，以保證描述精準為前提，摒棄了那些刻板、索然無味的文字，讓文字既有活力，又更易于閱讀。

三、如何閱讀本書

全書內容分為五個部分，即五篇。

第一部分是基礎篇，主要介紹一些基本概念和知識，包括MATLAB在數學建模中的地位、數學模型的分類及各類需要用到的MATLAB技術，以及MATLAB編程入門。

第二部分是技術篇，是技術的主體部分，系統介紹MATLAB建模的主流技術。這一部分按照數學建模的類型分為五個方面：

（1）第3~6章主要介紹數據建模技術，包括數據的準備、常用的數據建模方法、機器學習方法、灰色預測方法、神經網絡方法以及小波分析方法。

（2）第7~9章主要介紹優(yōu)化技術，包括標準規(guī)劃模型的求解、MATLAB全局優(yōu)化算法。雖然蟻群算法也是比較經典的全局優(yōu)化算法，但不包含在全局優(yōu)化工具箱中，所以用單獨一章介紹這個算法。

（3）第10章介紹連續(xù)模型的MATLAB求解方法。

（4）第11章介紹評價型模型的MATLAB求解方法。

(5) 第12章介紹機理建模的MATLAB實現方法。

第三部分是實踐篇，以歷年中國大學生數學建模競賽(CUMCM)的經典賽題為例，介紹MATLAB在其中的實際應用過程，包括詳細的建模過程、求解過程以及原汁原味的競賽論文，不僅有助于讀者提高MATLAB的實戰(zhàn)技能，而且能增強讀者的建模實戰(zhàn)水平。

第四部分是賽后重研究篇，主要介紹如何借助MATLAB的工程應用功能，將模型轉化成產品，并在轉化過程中強化反饋，倒逼模型和算法的提升。因為很多模型若不通過產品化，則很難發(fā)現其缺陷。

第五部分是經驗篇，主要介紹數學建模競賽的參賽經驗、心得、技巧以及MATLAB的學習經驗。這些經驗有助于您為競賽做準備和提升競賽成績，至少也能讓您參與數學建�；顒痈行判摹�

其中，前三篇為本書的重點內容，建議重點研讀；第四篇為選讀內容，適合對賽后重研究或模型產品化感興趣的讀者閱讀；第五篇可以了解一下，在實際準備數學建模的過程中，當遇到問題而感到茫然時，可以再重新閱讀此篇。

四、讀者對象

數學建模參賽者；

數學、數學建模等學科的教師和學生；

從事數學建模相關工作的專業(yè)人士；

需要用到數學建模技術的各領域的科研工作者；

希望學習MATLAB的工程師或科研工作者(因為本書的代碼都是用MATLAB編寫的，所以對于希望學習MATLAB的讀者來說，也是一本很好的參考書)；

其他對數學建模和MATLAB感興趣的人士。

五、致讀者

致教師

本書系統地介紹了MATLAB數學建模技術，可以作為數學、數學建模、統計、金融等專業(yè)本科或研究生的教材。書中的內容雖然系統，但也相對獨立，教師可以根據課程的學時安排和專業(yè)方向的側重，選擇合適的內容進行課堂教學，其他內容則可以作為參考。授課部分，一般會包含第一篇和第二篇，而如果課時較多，則可以增加其他章節(jié)中的一些項目案例進行教學。

在備課的過程中，如果您需要書中的一些電子資料作為課件或授課支撐材料，可以直接給作者發(fā)郵件（70263215@qq.com）說明您需要的材料和用途，作者會根據具體情況，為您提供力所能及的幫助。

致學生

作為21世紀的大學生，數學建模是一項基本技能，尤其是對以后有志于成為科研工作者、工程師、設計師等的學生來說更應掌握。數學建模競賽是非常好的競賽，不僅可以學習數學建模這一技能，而且可以認識很多優(yōu)秀的小伙伴，跟這些小伙伴一起備戰(zhàn)建模，相信您會感受到別樣且有意義的大學生活。

致專業(yè)人士

對于從事數學建模的專業(yè)人士來說，可以關注整個數學建模技術體系，因為本書應該算是在當前數學建模書籍中知識體系相對比較完善的。此外，書中的算法案例和項目案例是本書的特色，值得推薦。

六、配套資源

配套程序和數據

(1) MATLAB中文論壇下載

為了方便讀者學習，書中使用的程序和數據可以通過以下網址下載：

https://www.ilovematlab.cn/thread-550185-1-1.html

(2) 北京航空航天大學出版社下載

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