2020年美國高中數學建模競賽(HiMCM)參賽題目
時間:2020-11-19
來源:朗思教育
作者:陳老師
素有“美本名校通行證”之稱的HiMCM,是一項含金量極高、具有國際影響力的美國高中數學建模競賽。學生需要使用數學建模、編程等方式,解決主辦方給出的源于實際生活場景的問題,并產出論文。該賽事對學生在數學思維上的靈活應用提出了很大的考驗,但它的回報也不可小視:從近三年的早申請錄取情況可以看出,獲得HiMCM提名獎以上的團隊成員絕大部分都被美國排名前30位的大學錄取。而該競賽的最高獎——杰出成就獎(Outstanding),每年不超過1%,并且可以在美國權威雜志上刊登獲獎論文,獲獎者幾乎可以鎖定名校。


選題A是個絕大多數高中生不太熟悉的題目:關于選擇最佳暑期工作的數學建模。乍一看和數學關系并不大,但結合材料解釋細想,從工作地點的距離、通勤方式、工作時長、工資到工作方式,很多因素都會影響到工作的選擇,這些因素又都可以通過某種方式量化呈現,達到數學建模的目的,來對工作選擇進行排序。
我們再往深層分析,參賽者列出的考慮因素,有些是定量的(quantitative) ,有些是定性的(qualitative),有常量也有變量,有確定發生的也有概率隨機的,如何運用合理的數學模型把這些不同性質不同權重的因素當作分析的依據,也是極大的挑戰。不僅如此,該選題還要求參賽者選取至少十個人進行模型的運用和結果的分析,足以說明紙上談兵無法搭建出足夠有說服力的模型,只有進行實踐和樣本分析才能使搭建的數學模型科學嚴謹,符合學術規范。
今年的選題Problem B

選題B包含了更多的額外信息,是圍繞“基金會對于眾多瀕危物種的投資保護選擇”建模。這是一個十分現實而沉重的話題——近年來越來越多物種正在成為瀕危物種,嚴重損害了生物多樣性,對它們的保護刻不容緩;然而用于保護它們的資金十分有限,這些動物保護項目本身也是個長期的過程,實際獲得投資保護的物種很少。如何幫助佛羅里達稀有物種保護基金 (FRPCE) 優先選取合適的物種保護復蘇項目,就是參賽者需要解決的問題。
這個選題提供了48個物種保護項目的可保護性,生物獨特性,有效可能性,逐年投資等數據,對參賽者的數據分析能力有比較高的要求。同時,參賽者需要通過建模分析來對這些項目的優先級進行推薦排序,并闡述自己的分析和結果。
選題對比
相比較于選題A,選題B會有更大的局限性,同時內容也顯得更加“高大上”。選題A對于參賽者的想象力和信息獲取能力有更高的要求,分析的條件和方式也有更大的靈活度,適用更多的參賽者;而選題B雖然限定了分析的數據范圍,但是對于參賽者來說也需要更有邏輯性的依據來論證自己的結果,對于數據分析能力有更大的挑戰。無論哪一個選題,對參賽者的建模論文寫作規范都有同樣嚴格的要求。主辦方明確規定長度不能超過25頁,并且必須包含以下內容:
One-Page Summary Sheet(一頁總結)
Table of Content(目錄)
Your complete solution(完整的解決方案)
Reference list(引用列表)
因此,短時間內團隊的分工協作和格式檢查也顯得異常重要。
讀到這里,各位同學是不是也躍躍欲試,渴望親身體驗這種高大上的建模競賽呢?那么感興趣的你可以提前開始規劃參加明年的比賽了。更多其他理科競賽活動也可以關注我們網站的其它內容,如果想咨詢參考培訓的家長或同學,也可以電話咨詢我們老師喲。
