Математические модели в экологии и охране окружающей среды
Заказать уникальный реферат- 17 17 страниц
- 7 + 7 источников
- Добавлена 23.06.2016
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
1. Общие понятия 4
2. История возникновения 7
3. Описание (основные задачи, для чего нужно, где применяется) 9
4. Способы решения задачи (численный метод) 11
5. Этапы построения модели (постановка задачи, каким образом обрабатываются данные, получение и обсуждение результатов) 14
Заключение 16
Список литературы 17
Если же знаки одинаковые, значит, функция не имеет корня на левой половине интервала, тогда его следует искать в правой половине [;].Цикл итерационного процесса повторяется многократно, пока не будет достигнута заданная точность. Новым приближением для корня будет .В итоге на девятой итерации определяем, что приближенное значение корня уравнения с точностью до 0.001 равно х=-1.843.При численном подходе совокупность математических соотношений модели заменяется конечноразностным аналогом и последующим приближенным решением алгебраических уравнений. Разработка и использование численных методов является предметом вычислительной математики.Численные методы применяются для решения различных задач. Например, в решении нелинейных уравнений – это метод деления отрезка пополам, хорд, касательных, простых итераций; врешении интегралов – метод прямоугольников, трапеций, парабол(Симпсона); в решении дифференциальных уравнений – метод конечных разностей, метод Эйлера и др.; в решении оптимизационных задач – метод перебора, «золотого» сечения, покоординатного спуска,градиентного спуска, линейного программирования; в решении аппроксимационных задач – логарифмические, степенные, показательные ряды и многочлены.5. Этапы построения модели (постановка задачи, каким образом обрабатываются данные, получение и обсуждение результатов) Постановка задачи является основным этапом научного исследования и включает в себя определение предмета и объекта исследования, целей и задач, а также критерии для изучения и управления моделью. Кроме того, во время постановки задачи устанавливаются возможные пути ее решения, осуществляется выбор методов и допущений.Этапы построения математической модели показаны на рисунке 5.1.Исследование объекта моделирования и формулировка технического задания на разработку модели (содержательная постановка задачи)2. концептуальная и математическая постановка задачи3. Качественный анализ и проверка адекватности модели4. выбор и обоснование методов решения задачи6. разработка алгоритма решения и исследование его свойств, реализация алгоритма на ПЭВМ5. поиск решения8. Практическое использование построенной модели7. проверка адекватности моделиРисунок 5.1 – Этапы построения математической моделиПри численном подходе совокупность математических соотношений модели заменяется конечноразностным аналогом и последующим приближенным решением алгебраических уравнений. Разработка и использование численных методов является предметом вычислительной математики.Обработка данных, как правило, осуществляется при помощи пакетов математических вычислений (Derive, MatLab, Mathcad, Maple, Mathematica и др.). Результаты исследований оформляются в виде статей и докладов и представляются в научном сообществе для обсуждения. На основании разработанной математической модели может быть оформлен патент на полезную разработку.ЗаключениеСовременные задачи экологии включают в себя изучение многих сложных процессов и явлений, которые в силу объективных невозможно изучать в натурных условиях. Для этого используются математические модели с применением компьютерных имитационных приложений.В результате подготовки данного материала были получены знания и навыки, которые будут полезны в дальнейшей профессиональной деятельности.Таким образом, цель работы достигнута, а поставленные задачи решены.Список литературыКубланов М.С. Математическое моделирование. Методология и методы разработки математических моделей механических систем и процессов: Учебное пособие. Часть I. Третье издание. – М.: МГТУ ГА, 2004. – 108 с.Цаплин, А.И. Основы научных исследований в технологии машиностроения: учеб. пособие/ А.И. Цаплин. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. – 228 с.Математические модели в экологии - [электронный ресурс] – Режим доступа.URL:http://www.ievbras.ru/ecostat/Kiril/Library/Book1/Content124/Content124.htmПузаченко Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях//М.: Издательский центр "Академия", 2004. - 416 с.Ризниченко Г.Ю. Экология математическая-[электронный ресурс]–Режим доступа.URL:http://www.library.biophys.msu.ru/mathmod/EM.HTMLСеменова Е.Е., Кудрявцева Е.В. Математические методы в экологии//Петрозаводск, 2005Сиделев С.И. Математические методы в биологии и экологии//2012 – 140 с.
1. Кубланов М.С. Математическое моделирование. Методология и методы разработки математических моделей механических систем и процессов: Учебное пособие. Часть I. Третье издание. – М.: МГТУ ГА, 2004. – 108 с.
2. Цаплин, А.И. Основы научных исследований в технологии машиностроения: учеб. пособие/ А.И. Цаплин. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. – 228 с.
3. Математические модели в экологии - [электронный ресурс] – Режим доступа.URL:http://www.ievbras.ru/ecostat/Kiril/Library/Book1/Content124/Content124.htm
4. Пузаченко Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях//М.: Издательский центр "Академия", 2004. - 416 с.
5. Ризниченко Г.Ю. Экология математическая - [электронный ресурс] – Режим доступа. URL:http://www.library.biophys.msu.ru/mathmod/EM.HTML
6. Семенова Е.Е., Кудрявцева Е.В. Математические методы в экологии//Петрозаводск, 2005
7. Сиделев С.И. Математические методы в биологии и экологии//2012 – 140 с.
Вопрос-ответ:
Для чего нужны математические модели в экологии и охране окружающей среды?
Математические модели в экологии и охране окружающей среды используются для предсказания и оценки изменений в экосистемах, а также для разработки стратегий и решений по охране окружающей среды. Они помогают ученым и специалистам в сфере экологии и окружающей среды лучше понимать взаимодействие различных факторов, оценить возможные последствия и принять на основе этого информированные решения.
Какие основные задачи решаются с помощью математических моделей в экологии и охране окружающей среды?
Основные задачи, решаемые с помощью математических моделей в экологии и охране окружающей среды, включают моделирование и прогнозирование динамики популяций и сообществ организмов, распространение загрязнений в окружающей среде, оценку воздействия различных хозяйственных деятельностей на экологическую систему, определение оптимальных стратегий управления ресурсами и многое другое.
Где применяются математические модели в экологии и охране окружающей среды?
Математические модели в экологии и охране окружающей среды применяются в различных сферах, включая экологический мониторинг, оценку воздействия на окружающую среду, прогнозирование изменений в экологических системах, разработку стратегий устойчивого развития и принятие решений по охране природы. Они широко применяются в научных исследованиях, а также в разработке экологических программ и политик.
Какие способы решения задач используются в математических моделях в экологии и охране окружающей среды?
В математических моделях в экологии и охране окружающей среды используются различные способы решения задач, включая численные методы, статистические анализы, оптимизацию и другие математические техники. Например, для моделирования динамики популяций и распространения загрязнений могут применяться дифференциальные уравнения, а для определения оптимальных стратегий использования ресурсов - методы оптимизации.
Какие задачи решаются с помощью математических моделей в экологии и охране окружающей среды?
Математические модели в экологии и охране окружающей среды используются для решения разнообразных задач, таких как прогнозирование изменений в экосистеме, оценка влияния антропогенных факторов на окружающую среду, разработка стратегий по сохранению биоразнообразия, оптимизация использования природных ресурсов и другие.
Какие основные этапы включает построение математической модели в экологии?
Построение математической модели в экологии включает несколько этапов. В начале ставится задача и собираются необходимые данные. Затем происходит формализация задачи, выбор математических уравнений и параметров модели. После этого модель проверяется и калибруется с помощью экспериментальных данных. Наконец, модель используется для получения результатов и их обсуждения.
Какими способами можно решать задачи, связанные с математическими моделями в экологии?
Задачи, связанные с математическими моделями в экологии, могут быть решены с помощью различных методов. Например, широко используются численные методы, такие как метод Рунге-Кутты или метод конечных элементов. Также могут применяться аналитические методы, статистические методы, оптимизационные методы и другие, в зависимости от конкретной задачи и доступных данных.
Какие общие понятия связаны с математическими моделями в экологии и охране окружающей среды?
Математические модели в экологии и охране окружающей среды основаны на таких общих понятиях, как взаимодействие между организмами и их средой, потоки веществ и энергии, биологические циклы, динамика популяций, эволюция и другие. Эти понятия моделируются с помощью математических уравнений, что позволяет анализировать и прогнозировать поведение экосистем и оценивать последствия различных вмешательств в природные процессы.
Какие понятия связаны с математическими моделями в экологии и охране окружающей среды?
Математические модели в экологии и охране окружающей среды связаны с понятиями: модель, экология, охрана окружающей среды.
Какова история возникновения математических моделей в экологии и охране окружающей среды?
История возникновения математических моделей в экологии и охране окружающей среды начинается с развития экологической науки и появления потребности в количественном описании экологических процессов.
Какие основные задачи решаются с помощью математических моделей в экологии и охране окружающей среды?
Основные задачи, решаемые с помощью математических моделей в экологии и охране окружающей среды, включают прогнозирование изменений в экосистемах, оптимизацию стратегий управления ресурсами, анализ воздействия на окружающую среду и оценку экологических рисков, а также изучение взаимодействия видов в экосистеме.
Какие способы решения задач используются при создании математических моделей в экологии и охране окружающей среды?
При создании математических моделей в экологии и охране окружающей среды используются различные численные методы, такие как метод конечных элементов, метод Монте-Карло, методы математического программирования и другие.