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2016美国高中生数学建模大赛
营员年龄15-18岁
项目时间2016年11月04日-2017年01月31日
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营员年龄

15-18岁

项目时间

2016年11月04日-2017年01月31日

项目特色
一、大赛简介

美国高中生数学建模大赛(High School Mathematical Contest in Modeling, 简称HiMCM®)面向全球高中生开放。每年,大赛主办方组委会将设定两个社会上存在的现实问题作为赛题,要求参赛队伍选择其中一个赛题,使用应用数学原理去解决赛题提出的问题。大赛的主旨是提高学生的团队合作能力、数学知识应用能力、问题解决能力以及写作能力。参赛小组需要根据赛题所提出的问题,在本地任何场地,于36个小时之内以数学原理解决该问题,并将解决方案以论文的形式表现出来。竞赛语言为英语。

二、主办方简介

美国数学与应用协会(Consortium for Mathematics and Its Applications,简称COMAP)是一个屡获殊荣的非营利组织,成立于1980年,其宗旨是改变各年龄段学生的数学教育水平。美国数学与应用协会的董事会成员中包括一些著名的数学家、教育家以及企业管理人,当前的董事会成员包括:Decision Systems Inc.公司首席执行官Mr. Joseph DeBlasi先生、Proctor Houston & Associates公司Proctor Houston博士、霍巴特威廉史密斯学院Paul Kehle教授、加州州立大学富尔顿分校Margaret Kidd博士、Noyce基金Penny Noyce博士、伊萨卡学院Steve Rasmussen先生以及Eric Robinson教授、Ferrio Associates公司Tom Ferrio先生、罗格斯大学Margaret Cozzens教授。美国数学与应用协会的主要工作包括开发数学课程教材、开发数学教师培养项目等,其主要研究方向为数学建模,研究成果包括纸质出版物、影像出版物、以及多媒体出版物等。其教材和出版物等广泛应用于美国数学教育运动的推进中。其影像出版物屡获各项学术与电视殊荣,包括美国影片与视频金牌奖、全国科学影片委员会金雨果奖等。美国数学与应用协会为美国公共电视台PBS研发了一系列数学电视节目,包括:当代数学导论(For All Practical Purposes: An Introduction to Contemporary Mathematics)、真实的统计学(Against All Odds: Inside Statistics)、代数基础(Algebra: In Simplest Terms)。美国数学与应用协会研发了9-12年级系列数学教材Mathematics: Modeling Our World。同时,其刊物还包括专为中小学教师发行的课程简报以及专为本科阶段教育家发行的季刊。

三、2016赛题

2016年的赛题将于2016年11月4日下午3点(美国东部时间)公示于主办方组委会官网。以下为2015年赛题供参考:

2015年题目A:预防路怒症
你是否在高速公路上看到过以下两个标识?
 
有时候,在车辆稀少的路段车道会减少。也有时候,因为施工原因道路会变窄。如果这两种情况恰好发生在交通繁忙的时段,则有可能引发路怒症。
假设我们行驶在一条繁忙的双车道路段,而现在两条车道减少为了一条车道。当司机看到道路上“前方右侧车道关闭”的标识时,他/她有两种选择:继续在右侧车道行驶或变换到左侧车道。通常,司机们会迅速变换至左侧车道,这就会引起左侧车道拥堵或缓行。些司机则继续以原来的速度行驶在右侧车道(超越左侧车道上缓慢行驶的车辆)。
当车辆行驶至右侧车道临近关闭的路段时,道路上会出现距车道关闭处距离的标识(例如:1英里、1/2英里、500英尺)。当行驶至右侧车道即将关闭的路段时,一部分司机会并入左侧车道,另外一部分司机则继续在右侧车道行驶,直至道路关闭。就在此时此处,路怒症的几率会急速增加,鸣笛声不绝于耳,很多司机会竖起中指。有些车辆会停在两车道中间,以阻止右侧车道的车辆继续通行,而右侧车道的车辆则会突然超车,继续行驶至右侧车道终点。有时候,右侧车道的车辆会与左侧车道的车辆保持相同的速度并行,以维持两侧车辆可以“公平”的行驶至右侧车道终点。
美国有些州就此现象做过研究,但并未得出一致的最佳解决方案。参赛小组的任务是:就此问题提出一个全新的分析,或者在已有分析的基础上加入新的有价值的分析。参赛小组不可以简单的模仿已有的研究。
第I部分:分析主要高速公路上某车道即将关闭时产生的不同驾驶行为以及这些行为所带来的影响。
第II部分:基于第一部分的分析,提出公平有效的驾驶行为方式,并给出论证和论据,包括:
a) 当两条车道即将并为一条车道时,司机们最“公平”的驾驶行为是什么?最“高效”的驾驶行为是什么?“公平”和“高效”之间有没有什么不同?
b) 基于你的分析,如果一条三车道的高速公路即将减少至两条车道时,司机们应该怎么做?如果一条三车道的高速公路即将减少至一条车道时,司机们应该怎么做?请阐述论点及原因。
c) 在最高时速限制35英里的公路和最高时速限制65英里的高速公路上,如果分别遇到某车道关闭的情况,司机们应该采用的公平高效的驾驶行为有哪些不同?请给出论证和论据。
第III部分:政策与措施
a) 基于第I部分和第II部分的分析,请制定出一些指导措施,供机动车辆管理局将这些措施加入驾驶员培训教材中,也供高速公路安全管理局制定道路标识参考,以鼓励司机们在临近道路关闭时采取正确的驾驶行为。
b) 除大赛要求的格式以外,请向交通局局长写一封1页以内的附信,敦促他采用你们小组所推荐的措施和道路标识。 

2015年题目B:城市犯罪与安全
我们应该如何利用大城市中收集的大量犯罪数据?除了报告这些数据,我们应该如何利用这些数据来决定一个城市的安全性?
假设你和你的小组生活在My City, 这是一个大型的国际商务、科技、金融、旅游中心,人口数量为280万,周边都市区域另有约600万人口。
附件表格(My_City_Crime_Data.xlsx)中的数据是从My City警察局报告中截取的两周的犯罪数据,包含案件号、事发日期、主要犯罪描述、次要犯罪描述、犯罪地点、是否逮捕、是否为国内犯罪、以及警察局所管辖的辖区数等信息。
第I部分:请使用数学模型分析该数据。为My City制定一个安全评级。使用你的安全评级来分析My City的安全程度。
第II部分:除大赛要求的格式以外,请向My City市长写一封1-2页的非技术性附信,向他陈述你们小组的发现。

四、大赛规则及论文要求

规则概述:
1. 参赛小组需要选择赛题A或B解答。
2. 参赛小组可以使用任何来源的数据、材料、计算机、软件、参考文献、网站、书籍等,但必须列明所有资料的来源。
3. 参赛小组不可与除本小组成员以外的任何人讨论大赛的赛题、不可从他人处获取解题灵感、不可从本小组的指导老师处获取帮助、不可从其他地方获取帮助。
4. 解题方案可以是不完整的方案。大赛不设及格分数线,也不对每篇论文以数字进行评分,评委们更看重的是参赛小组对赛题的解决方式和方法。
5. 解题论文不可手写。论文语言为英语。
6. 解题论文的内容只能包含文字以及图表、表格、或其他纸上文字材料,不可包含其他非文字材料,例如光盘等。
7. 解题论文的每一页都必须在上端包含参赛小组代码。建议使用页眉标明参赛小组代码和页码。
8. 参赛小组的学生姓名、指导老师姓名、学校名称不可出现在解题论文的任何一页。论文中只能包含参赛小组代码这一种身份信息。

论文要求:
1. 论文的结构和简明的语言非常重要。关键陈述中需要包含主要观点和结果。
2. 如果有需要,可以将赛题进行澄清或重述。
3. 请将所有的可变因素、假定及假设进行清晰的说明。
4. 请对赛题进行分析,以佐证解题论文中的建模。
5. 请加入建模设计,并讨论如何对该模型进行测试。
6. 请就该模型或方法的显著优势或缺陷进行讨论。
7. 请将过长的推导过程、计算过程、或例证放入附录中,请将这些推导过程、计算过程、或例证的大体总结放在正文中。正文中必须对解题结果进行直接的陈述。

论文结构:
1. 用自己的语言重述或澄清论题,指出解题论文中使用到的原理,列出模型中使用到的所有可变因素。
2. 模型设计及解释。
3. 模型测试及灵敏性分析,包括误差分析等。
4. 讨论模型或方法的优势和缺陷。
5. 对于已开发的计算机代码,请以文字、图表或流程图的形式提供算法(算法的详细步骤)。

五、比赛流程

1. 报名
报名截止时间为2016年11月4日下午2点(美国东部时间)。

2. 比赛
比赛时间为2016年11月4日-2016年11月21日,期间任选36小时连续作业(例如:从2016年11月9日早8点至2016年11月10日晚8点)。36小时之后论文不可以再做任何修改。
论文最晚完成时间为2016年11月21日晚8点(美国东部时间)。
论文最晚递交时间为2016年11月21日晚9点(美国东部时间),大赛主办方组委会必须在此截止时间之前收到参赛小组的电子版论文。
父母/监护人许可表递交截止时间为2016年12月2日下午5点(美国东部时间),大赛主办方组委会必须在此截止时间之前收到参赛小组成员的纸质父母/监护人许可表。

3. 评审
参赛论文的评审工作将由数学教育专家团完成。评审工作将于2017年1月结束。

六、报名要求

截止时间:2016年11月4日下午2点(美国东部时间)。
选手年龄:9-12年级学生。
参赛形式:参赛选手组成小组参赛队伍,每个参赛队伍由1-4名来自本校的组员构成。每个小组必须有一名指导老师。同一名指导老师可以指导本校的多个小组。
选手要求:善于思考;数学能力强;每个参赛队伍中至少需要一名英语能力极强的组员。
报名费用:每个参赛队伍缴纳75美金报名费。

七、奖项设置

奖项设置:成功参赛奖(Successful Participant)、二等奖(Honorable Mention)、一等奖(Meritorious)、特等奖候选奖(Finalist)、特等奖全国候选奖(National Finalist)、特等奖(Outstanding)。
获奖结果将于2017年2月1日后在美国数学与应用协会官网公示。获奖证书及新闻发布稿将于2017年2月份寄出纸质版或电子版(国际参赛小组的获奖证书为电子版)。所有成功参赛小组(即:论文合理的小组)都可以获得成功参赛证书,获奖消息将会在专业刊物上公示。特等奖参赛队伍的解题论文(或论文的摘要部分)将刊登在美国数学与应用协会官网,获奖消息还有可能在组委会所在地当地的电台和电视台报道。

微信号:palaok
联系电话:0532-85952330
0532-85953837
周一至周日:8:00-18:00

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