简单来说,数学建模就是通过数学模型进行问题解决的过程。数学模型是由数学语言(符号、公式等)组成的抽象结构。比如我们描述加速度与力之间关系的牛顿第二定律就是一个典型的数学模型:
其中 是力, 为物体质量 (单位为千克), 为加速度 (单位为 )。
数学模型类似于我们能触摸的到的实物模型(比如小汽车模型、飞机模型),通过实物模型我们可以了解模型所对应的原本的物体它的一些特点。玩具小汽车能让小孩子了解到真正汽车的外观、一些重要结构(车轮、地盘、车壳等)和功能(能跑)等,它就起到了刻画真实汽车的作用,但显然它不是真正的汽车。
数学模型相比实物模型更加抽象,它是一组抽象的数学公式,但它同样能起到刻画事物的功能,比如牛顿第二定律的数学模型,它就刻画了力与加速度之间抽象的规律。
数学建模的背景常常取自现实生活,鼓励学生使用数学的知识和方法解决实际生活问题,激发学生对数学的兴趣、提升学生解决实际问题的能力。通过数学建模,我们可以更深入地理解现实生活中的问题,并且能够更加有效地解决这些问题,从而推动科学技术和社会经济的发展。
数学建模作为一种跨学科、综合性的学科,既需要数学知识的支撑,也需要对实际问题的了解和理解,同时还需要具备创造性思维和实际动手能力等多方面的素质和技能。