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數學建模教材庫

從第一個假設,到一份可辯護的模型。

27 個教學單元把數學基礎、模型建構、計算實驗、決策與技術寫作連成一條完整路徑。每課均提供繁中筆記、英文筆記與英文投影片。

01

主課

12 節由建構到動態與決策的核心課程

  1. 01

    變化的建模

    從有目的的簡化出發,學習差分方程、平衡點與受限增長。

    120 分鐘開啟單元
  2. 02

    建模流程與尺度分析

    探討問題界定、分解、單位及幾何尺度關係。

    120 分鐘開啟單元
  3. 03

    模型擬合與殘差分析

    涵蓋最小二乘法、殘差、驗證分割與誤差指標。

    120 分鐘開啟單元
  4. 04

    經驗模型、插值與樣條

    比較插值、外推、多項式行為與樣條方法。

    120 分鐘開啟單元
  5. 05

    蒙地卡羅與離散事件模擬

    學習隨機抽樣、事件模擬、重複試驗、暖機期與信賴區間。

    120 分鐘開啟單元
  6. 06

    線性規劃與決策最佳化

    探討決策變量、限制、可行域、整數決策與敏感度。

    120 分鐘開啟單元
  7. 07

    決策理論與風險

    涵蓋期望值、決策樹、貝葉斯更新、資訊價值與尾端風險。

    120 分鐘開啟單元
  8. 08

    博弈論與策略建模

    介紹零和博弈、混合策略、納殊均衡與重複互動。

    120 分鐘開啟單元
  9. 09

    微分方程與動態模型

    探討連續變化、相線、數值積分與互動族群。

    120 分鐘開啟單元
  10. 10

    連續最佳化與模型設計

    涵蓋單變量與多變量最佳化、限制、求解器誤差與影子價格。

    120 分鐘開啟單元
  11. 11

    量綱分析與相似理論

    學習量綱相容、白金漢 π 定理與實驗相似。

    120 分鐘開啟單元
  12. 12

    圖像與定性建模

    探討反應曲線、定性動力學、比較靜態與現代建模延伸。

    120 分鐘開啟單元

02

數學基礎補充

10 節按需要銜接建模所需數學

  1. 01

    集合、函數與數學語言

    整理記號、邏輯、集合、函數與清晰的量化表述。

    120 分鐘開啟單元
  2. 02

    數系、坐標與幾何模型

    複習數系、坐標、距離與幾何表達。

    120 分鐘開啟單元
  3. 03

    圖像變換與週期模型

    探討函數變換、對數尺度、三角規律與週期性。

    120 分鐘開啟單元
  4. 04

    極限、連續與漸近思維

    學習極限、連續、漸近比較與模型邊界。

    120 分鐘開啟單元
  5. 05

    導數、變化率與局部線性模型

    涵蓋導數意義、運算法則、局部近似與彈性。

    120 分鐘開啟單元
  6. 06

    導數應用與最佳化

    探討單調性、凹凸性、極值與單變量最佳化。

    120 分鐘開啟單元
  7. 07

    定積分、累積與數值積分

    學習累積、面積、積分模型與數值求積。

    120 分鐘開啟單元
  8. 08

    建模與模擬的概率基礎

    整理概率法則、隨機變量、分布、期望與抽樣。

    120 分鐘開啟單元
  9. 09

    建模所需的線性代數基礎

    介紹向量、矩陣、線性系統、變換與特徵值直觀。

    120 分鐘開啟單元
  10. 10

    多變量微積分與拉格朗日乘子

    涵蓋偏導數、梯度、海森矩陣與等式限制最佳化。

    120 分鐘開啟單元

03

競賽與技術寫作

5 節把計算結果整理成可核查論證

  1. 01

    論文架構與讀者導覽

    設計讓讀者容易追蹤推理與證據的建模報告。

    120 分鐘開啟單元
  2. 02

    摘要——主張、證據與決策

    撰寫包含適度主張、主要結果與不確定性的決策型摘要。

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  3. 03

    建立可信度——假設、驗證與敏感度

    令假設、核證、效度驗證、不確定性與敏感度可供審核。

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  4. 04

    學術文字——精確、連貫與證據

    把量化證據轉化為精確且連貫的英文分析文字。

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  5. 05

    視覺證據、LaTeX 與提交工程

    設計公式、表格、圖像、說明文字與可重現提交流程。

    120 分鐘開啟單元

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學生資料包

由資料來源開始建立可信模型。

八組經來源核證或清楚標示為模擬的教學資料,連同欄位說明與單位。

教材採用 CC BY-NC-SA 4.0;第三方材料按各自來源及授權條款處理。