【数学建模入门攻略】参赛一次，受益终身

1 引言

1.1 数学建模的作用

（1）保研加分；评省政府、国家奖学金加分！！！！！

（2）培养解决问题的能力，这种思想能够潜移默化的影响一个人思考问题的逻辑方式、解决问题的方式。

（3）见识更大、眼界更远。能够认识全国高校很多大牛，跳出自己的舒适圈，会深有体会到山外有山人外有人，激励自己能做很多正确的决定和事情。

1.2 一些掏心窝的话

第一件事： 数学建模不是只有省赛和国赛

省级和国家级的各个相关单位每年都会举办，大概20个左右，有的是可以跨校组队的，有的是不能跨校组队的。如果有跨校组队的机会，一定尝试去找其他学校的队友。每个比赛的含金量不同，一般是省级、少数是校级和国家级。在参加含金量比较高的国赛之前，一定要用一两个比赛来练手。不用等到省赛国赛才第一次学会使用枪。一年中的比赛，有的数模时长是一个月，不用每天全身心投入比赛，只要在这一个月内做完就可以，足够有练手的比赛。以下是2022年一整年的竞赛，可以从我文章中查看报名时间、竞赛时间、报名地址、报名费用、是否能跨校。2022年全部数学建模时间汇总

第二件事： 数学建模想要获奖有几个条件，一是前期自己的理论学习准备，二是队友的理论实力，三是论文的美观性，四是模型的准确性。

（1）前期准备的话，就是需要掌握数学建模中的常用方法，拿到问题的第一件事就是定义问题的类型。如果连问题是什么类型都不知道的话，你查资料无从下手。可以从以下的理论准备中去针对性学习，建议是看书籍，能够宏观地快速的学习下来。

（2）第二就是队友的重要性，数模的时间一般是3到5天，这几天的时间内，作为队长必须有时刻保持宏观的认识，所有题的整体思路以及队友的工作动态分配。队长作为团队的核心，时刻掌握队友的进展动态，根据动态及时去调整，有时候会出现，队长让队友找一个聚类算法的理论，队友花了一上午的时间看了一堆分类的算法理论，白白浪费了时间。队长必须要掌握队友的能力，根据队友的能力安排相应的工作，如果一个队友是代码能力不行，就别安排他写去写代码，发挥各自的特长。还有就是队长要严格的把控时间，设置每一个进展的deadline，比如第一天应该汇总参考资料、汇总算法模型，第二天第一题的理论建模并实现，第三天，第二问的理论建模与实现，严格控制dealine，如果实在没有完成每天的任务，就需要注意，在后面的时间安排推进进程。作为队员，一定要提前磨好枪，把该掌握的Word快速排版技能、Code技能、绘图软件使用技能、PS技能、搜集信息和文献技能，都准备一下。这几天的时间内，如果再去磨枪，直接拖垮队伍。该如何系统的学习，我接下来会讲到。

（3）第三是论文的美观性，指的是在评委在批阅论文的时候，除了通常注重几个点包括摘要、结论及建模，还有一个关键点是排版的美观和插图的美观。排版的美观，主要是指论文的标题骨架，以及字体的使用，尽量保持浏览起来是流畅美观的。还有论文中插图一定要美观，一般数据图，我们会导出用Origin绘制，流程图用Visio绘制，还会用到PS，保证插图的美观。

（4）第四是模型的准确性，是指该模型是否是解决问题的模型，在论文中应该是有模型检验、模型的灵敏度分析以及模型的评价和改进三个部分，如果你是答非所问，这三个部分是不能完成的。

第二件事： 入门需要学习的知识汇总。

MATLAB是必须会的了，能仿真、能绘图、能求解，学术界最好，没有之一的软件。WPS和Word都要会，功能差不多，有些地方会有不一样，兼容性也会稍微差别，但是都不影响，回一个就够，用于论文的写作和排版，尽可能还会熟练用Excel，用Excel也能绘制很多基本的数据图，以及能对数据进行简单处理。Visio主要用于绘制各种圆、框、线的各种图，能够点击编辑文档中原图片，方便有任何的更改和调整。Origin主要用于绘制各种数据的可视化图，比如折线图、柱状图、饼状图等等，能绘制出来非常美观。Mathtype是公式编辑器，虽然WPS和Word中有内置的编辑器，但是在较短的时间内，面对大量的公式编辑和维护，一定要一个高效的编辑器。安装方法以下链接。

其他的Lingo主要求解大型线性、非线性和整数规划问题，小型的MATLAB就可以解决。SPSS针对一个统计问题，可能会用到，可以用于统计分析数据，比如对应分析之类。PS主要用于对图片进行精修，让图片更美观。Python编程语言主要针对机器学习算法和深度学习，以及数据分析是非常方便的。掌握了该编程语言和这方面的技能，能够快速实现模型的求解，因为Python提供了非常丰富的工具包，直接调用就可以省去很多很多工作。

第三件事： 在短时间内竞赛的团队协作技巧和论文写作技巧。

（1）团队协作

文档维护是线上团队写作最头疼的事情，在微信群来回发word文件，有时候一忘记迭代某个部分，整个论文和资料就乱套了。可以使用线上知识库，统一维护一个文档。语雀是一个在线知识库，可以创建团队后，在一个知识库里存放word文档、PDF、excel文档、代码。对于文本文档，多个人可以对一个文档进行修改，保证文档的一致性，最后可以将文档导出为word或者其他格式文件。用这个来汇总论文、分享查找的资料和参考文献都非常方便。下载APP，填写我的邀请码：EV4KFG，可以 获得三个月的会员。对于团队的进展推进，除了设定deadline，还要尽量在固定的时间讨论一次进展，保证团队的效率，远程的话就可以选用腾讯会议之类的软件，可以分享屏幕。

（2）论文的写作，论文的模板要依据规范化的格式，如下图所示，有摘要、问题重述、问题的分析、模型的假设、符号说明、模型的建立与求解、模型的检验或灵敏度分析、模型的评价与推广以及总结这九个部分组成。

其中摘要和结论是一篇论文的最重要的部分，也是阅卷老师最先看的内容，主要打分点。先写结论，主要思路是针对什么问题、建立了什么模型、得到了什么的结果、模型的优缺点以及改进。摘要就是结论的精缩版本，言简意赅的描述针对什么问题、建立了什么模型、得到了什么的结果。写作的格式，可以如下所示。第一段背景介绍，第二段是问题一的摘要，第三段是问题二的摘要，依次类推。

阅读优秀论文是非常有必要的，如果要打美赛一定要看看优秀论文，优秀论文的排版、作图、分析思路一定是大众都能分辨出来的，可以查看github一个博主总结的。https://github.com/BetterBench/Math_Model

2 理论基础

算法的学习，建议学习看书能够系统快速的学习，主要算法如下。

（1）线性规划

（2）整数规划

（3）非线性规划

（4）动态规划

（5）图与网络模型与方法

（6）排队论模型

（7）对策论

（8）层次分析法

（9）插值与拟合

（10）数据的统计描述与分析

（11）方差分析

（12）回归分析

（13）微分方程建模

（14）稳定状态模型

（15）微分方程的解法

（16）差分方程模型

（17）马氏链模型

（18）动态优化模型

（19）神经网络模型

（20）偏微分方程的数值解

（21）目标规划

（22）模糊数学概念

（23）现代优化算法

（24）时间序列模型

（25）灰色系统理论与应用

（26）多元分析

（27）偏最小二乘回归分析

（28）存贮论

（29）经济与金融中的优化问题

（30）生产与服务运作管理中的优化问题

（31）机器学习算法

3 推荐资料

3.1 书籍

《数学建模算法与应用》司守奎，链接:https://pan.baidu.com/s/161wKCUIJ1dMOYGZCvScSpA 密码:308z

《Matlab在数学建模中的应用》卓金武，链接:https://pan.baidu.com/s/16mFpoDyd80iigaYTwXKkJg 密码:q0l6

《SPSS统计分析基础教程》张文彤，链接:https://pan.baidu.com/s/1tCu6BiTKfox_QEBXnZz9wA 密码:47il

《Matlab智能算法30个案例》史峰。链接:https://pan.baidu.com/s/14EY6yc11B1_sEc_550qp8w 密码:56fg

《国赛历届优秀论文》：学习优秀论文的摘要、分析他们论文的逻辑思路、写作思路、模型的解析。资料下载

《美赛历届优秀论文》：看看别人的作图、写作思路。链接:https://pan.baidu.com/s/1Ciw2vcvlaO9Ps2do54xJdw 密码:f55p

3.2 网课

【Matlab系统学习】

【WPS系统学习】

【Mathtype高阶技能】

【SPSS系统学习】

【Origin系统学习】

3.3 技术博客

【Windows10安装 Office全家桶】

【Windows10安装 Visio】

【Windows10安装 mathtype】

【查找文献的网站汇总】

【Windows10下载和安装Matlab】

【Linux下载和安装Matlab】

【Mac os下载和安装Matlab】

【Python环境配置教程】

4 队友的补充

小明同学：（可关注他CSDN）
很多同学刚开始接触数模的时候，常常会有这个疑问：数学建模应该如何学习，或者是如何入门？也会经常陷入以下几个误区：
抱着一本高等数学、线性代数、概率论。。。。猛看，看两页之后就放弃了
刚开始学习一个算法，对着算法原理死扣，在那里推导算法公式
都说Latex好啊，我就用Latex排版
三个队友分工过于明确，写作的只学写作，编程的就撸代码…
我是2018年开始接触数模的，前前后后自己参加、或者带朋友参加各种数模比赛10余个，于我的经验而言，数模要先从归纳、模仿开始。
首先，对于数模对于刚入门的同学来说，你高数考多少分，这些都没啥用，或者说根本用不到你去推导公式，这些模型的公式早就有人推导好了，对于大家只需要能弄懂这个模型是干什么的，之后能够会用就行了。
其次，这几年Latex在数模界中越来越火热，但是以我个人的经验，不建议新手去学这个，你们要把有限的时间放在内容上，如果写作的同学，花费大量的时间，去调Latex模板，会给另外两个队友带来很大的压力。而且Latex我一直觉得他的表格打起来十分不方便（尽管有Excel2Latex这样的工具），插图、表如果弄不好也会到处乱跑，最致命的是你们论文写一大半了，到了后边突然出了一个你自己短时间内解决不掉，从没碰到过的bug，这可能直接导致几天的努力GG，数模里的那几天，小白能够撑到不睡着就不错了，更别说去改你自己写出来的bug了（以后有时间会详细的说一下上述这些问题）
最后一个问题，大部分同学去找队友的时候，都说自己可以胜任写作的工作。在我看来，如果你只会写论文，那么你一定不会写论文。如果你对每个模型的原理，代码都一概不通的话，你队友做的东西你都看不懂，那你写出来的东西，emm充其量只能叫作文。
接下来分享一波数模入门的几个小步骤吧
（1）熟悉数模论文构成
从摘要到结论，每一个部分应该写什么，如何写这里可以看B站科研交流老哥讲解的一个视频。看完了这个自己再对照着优秀论文看，找找这些优秀论文中，是不是都有这些结构，优秀论文中也会存在一些问题的，大家要有独立思考的能力。其实一直感觉科研交流的数模做的不错，每年的课程也都不贵，内容也都会更新。一两百块，就是3个人出去聚个餐的钱，说实话，如果学习上这点钱都要精打细算的话，那我非常不建议你参加竞赛。
（2）学习三个常用的基础算法
小伙伴们请看好，这里说的是3个基础算法，也就是一类题型中，反复出现的3个（几个）算法，建议先从评价类的算法看起（层次分析法、Topsis法、熵权法）。小组中3个人，对这几个算法都要非常了解。编程的同学，必须得保证自己的代码在比赛之前能够跑通，而且能够根据实际情况做一些修改。
（3）参赛前需要磨合一波
如果是本科生，尤其是大二的同学，只剩下这一次国赛的机会了。那么参赛前一定要互相配合一下。这里分享一个快速培养默契的方法。
首先你们需要选一个题型中的一道题，之后3个人读题，查找资料。过2小时后线上讨论，说出你们的想法。然后找到1-2篇优秀论文，每篇用1小时读一下，试着“复现”一下。具体的做法如下：
复现并不是说让大家去实现这些论文中的每一个步骤，其实你就算按照论文中的步骤来，也未必会得到和论文中相同的结果。你们3个人，选定一篇优秀论文，试着自己整理（Copy）一遍。你对着人家抄都抄不明白，更何谈自己写呢。在这个过程中，你就会对排版、作图、制表等有深刻的了解，通过这个方法，能够快速的模拟实战，培养默契。看的教程再多不如自己一练，Over！

5 进阶

待完善。。。

记得点击一下关注和收藏，后续，我将会继续出文章讲解，从拿到赛题后如何精准快速搜集资料、数学建模、再实现，最后论文写作和排版，以及团队该如何协作，高效率的产出。