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新课导入
商品竞猜游戏,参与者知道售价范围的前提下,对一件商品进行竞猜,当估价不正确时,主持人以“高了”“低了”作为提示语,再让竞争者继续估价,在规定时间或次数内猜对,即可获得这件商品.如果参加类似的游戏,每次你将怎么给出估价?
蒸馒头是日常生活中常做的事情,为了使蒸出的馒头好吃,就要放碱.如果碱放少了,馒头就会发酸:碱放多了,馒头就会发黄且有碱味.对一定量的面粉来说,放多少碱最合适呢?如果没有经验,你将如何迅速地找出合适的碱量?
以上所涉及的问题就属于优选问题,如何解决这些问题呢?首先,我们就要了解什么是优选法.
第一讲 优选法
第一节 什么叫优选法
教学目标
1. 知识与技能
(1)了解并掌握优选法的概念.
(2)学会查找最佳点的方法.
(3)学会如何利用优选法解决优选问题.
利用数学原理,合理安排实验,以最少的试验次数迅速找到最佳点,从而解决优选问题.
2.过程与方法
3.情感态度与价值观
了解并掌握如何运用优选法,解决优选问题,并形成对试验的广义理解.
教学重难点
1.教学重点
(1)了解优选法、优选问题的概念.
(2)知道最佳点的查找方法并理解试验一词.
(3)学会利用优选法解决优选问题.
2.教学难点
从广义上理解试验一词并学会利用数学原理,安排合理实验,以最少的试验次数迅速找到最佳点,从而解决优选问题.
想一想
根据前面举的优选问题的例子,考虑一下什么是优选问题呢……
在生产和科学试验中,人们为了达到优质、高产、低消耗等目标,需要对有关因素的最佳组合(简称最佳点)进行选择,关于最佳组合(最佳点)的选择问题,称为优选问题.
什么是优选问题
优选问题的其它实例
优选问题的实例,如电饭锅做米饭,查电路断点,探求池塘最深点等,帮助学生了解优选问题广泛存在,优选法大有用武之地,并形成对试验的广义理解.
关于探求池塘最深点的例子,在假设“池塘底部的高低变化犹如一个倒过来的单峰小山”的前提下,利用双因素方法,以1m为试验区间的条件下得出的结论.
既然已经知道了什么是优选问题,那么请同学们讨论一下优选法的概念是什么呢?
议一议
优选法的概念
优选法是根据生产和科学研究中的不同问题,利用数学原理,合理安排试验,以最少的试验次数迅速找到最佳点的科学试验方法.
优选法的推广
20世纪60年代,著名数学家华罗庚亲自组织推广了优选法,并在全国工业部门得到了广泛的应用,取得了可喜的成果.
试验一词的理解
这里对试验一词作广义的理解,即它可以是物理、化学、生物等实验科学中的实验,也可以是数学实验,还可以是生产、生活中的实践检验.
讨论
本节提出了优选问题、最佳点、优选法等三个概念,请同学们讨论一下三者之间的关系.
三个概念相互联系,只有了解了前面的概念才能了解后面的概念,教科书正是以这种顺序循序渐进地提出它们的.
补充:
本书介绍的优选法都是直接最优化方法.它是以数学原理为指导,用尽可能少的试验次数,迅速求得最优解的方法.
最优化问题
为了使某些目标(如产量、质量或经济指标等)达到最好的结果(如高产、优质、低消耗),就要找出使此目标达到最优的有关因素(或变量)的某些值.这类问题在数学上称为最优化问题.
近代解决最优化问题的方法,大致分为两大类:一类是间接最优化(或称解析最优化)方法,另一类是直接最优化(或称试验最优化).
所谓间接最优化方法,就是要求把所研究的对象(如物理或化学过程)用数学方程描述出来,然后再用数学解析方法求出最优解.对于研究对象很难用数学形式来表达,或者表达式很复杂,只能直接通过试验,根据试验结果的比较而求得最优解,就是直接最优化方法.
课堂小结
一、最佳点
在生产和科学试验中,人们为了达到优质、高产、低消耗等目标,对有关因素进行的最佳组合,简称最佳点.
二、优选问题
在生产和科学试验中,人们为了达到优质、高产、低消耗等目标,需要对有关因素的最佳组合(简称最佳点)进行选择,关于最佳组合(最佳点)的选择问题,称为优选问题.
三、试验
试验一词即它可以是物理、化学、生物等实验科学中的实验,也可以是数学实验,还可以是生产、生活中的实践检验.
四、优选法
优选法是根据生产和科学研究中的不同问题,利用数学原理,合理安排试验,以最少的试验次数迅速找到最佳点的科学试验方法.
课堂练习
什么是优选问题?
解答: 在生产和科学试验中,人们为了达到优质、高产、低消耗等目标,需要对有关因素的最佳组合(简称最佳点)进行选择,关于最佳组合(最佳点)的选择问题,称为优选问题.
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解答:在生产和科学试验中,人们为了达到优质、高产、低消耗等目标,对有关因素进行的最佳组合,简称最佳点.
2.
什么是最佳点?
如何理解试验一词?
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解答:试验一词即它可以是物理、化学、生物等实验科学中的实验,也可以是数学实验,还可以是生产、生活中的实践检验.