HiMCM建模比賽考什么？競(jìng)賽試題有哪些？

HiMCM（High School Mathematical Contest in Modeling）是一項(xiàng)面向高中生的數(shù)學(xué)建模學(xué)術(shù)活動(dòng)。該學(xué)術(shù)活動(dòng)由美國數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)（COMAP）組織，旨在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力、團(tuán)隊(duì)合作精神和解決實(shí)際問題的能力。HiMCM建模比賽考什么？學(xué)術(shù)活動(dòng)試題有哪些？

HiMCM學(xué)術(shù)活動(dòng)的主要目標(biāo)是鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和技巧來解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題。每年，學(xué)術(shù)活動(dòng)組織者會(huì)提供一系列的問題供參賽隊(duì)伍選擇，并要求隊(duì)伍在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行建模和解答。這些問題可能涉及到各種領(lǐng)域，如科學(xué)、工程、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等。

2022-A題

題目內(nèi)容：

蜜蜂以及其他一些關(guān)鍵動(dòng)物對(duì)我們星球上的人類生存至關(guān)重要。隨著蜂蜜的生產(chǎn)，這些昆蟲為許多樹木和植物授粉提供了至關(guān)重要的作用，為我們的生存提供食物。

2007年，蜂群崩潰紊亂 (CCD) 一詞被創(chuàng)造出來，用來描述世界各地蜜蜂數(shù)量的下降。蜜蜂的下降可歸因于病毒、殺蟲劑、捕食者、棲息地破壞和環(huán)境條件等因素。需要考慮的一些信息（但您可能會(huì)在網(wǎng)上找到其他有用的信息）：

蜜蜂最多可以行進(jìn) 20 公里，但通常停留在蜂巢的 6 公里以內(nèi)。

非典型蜂巢包含 20,000 到 80,000 只蜜蜂。

單只蜜蜂一天可以參觀大約 2,000 朵花或更多。

由于夏季工作量大，大多數(shù)蜜蜂會(huì)自己工作至死，導(dǎo)致壽命縮短。

在秋季和冬季，蜜蜂的壽命可能會(huì)更長一些（四到六個(gè)月）。

蜜蜂的活動(dòng)水平、花粉消耗和蛋白質(zhì)豐度會(huì)影響其壽命。

要求：

-開發(fā)一個(gè)模型來確定一段時(shí)間內(nèi)蜂群的數(shù)量。

-對(duì)您的模型進(jìn)行敏感性分析以確定哪些因素（例如，壽命、產(chǎn)卵率、受精/未受精卵比率或其他因素）對(duì)蜂群大小的影響最大。

-建模并預(yù)測(cè)您需要多少蜂箱來支持對(duì) 20 英畝（81,000 平方米）的土地進(jìn)行授粉，該土地包含受益于授粉的作物。

-為提供您開發(fā)的信息的網(wǎng)站創(chuàng)建一個(gè)非技術(shù)性的單頁博客或信息圖。

2022-B題

題目內(nèi)容：

在工業(yè)革命之前，大氣中的二氧化碳 (CO2) 始終保持在百萬分之 280 (ppm) 左右。2004 年 3 月，大氣中的 CO2 濃度達(dá)到 377.7 ppm，這是迄今為止最大的 10 年平均增幅。據(jù)美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 和斯克里普斯海洋研究所 (SIO) 的科學(xué)家稱 月平均二氧化碳濃度水平在 2022 年 5 月達(dá)到 421 ppm 的峰值。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織 (OECD) 報(bào)告預(yù)測(cè)到 2050 年二氧化碳水平為 685 ppm?！督袢湛茖W(xué)》雜志的編輯已要求您的團(tuán)隊(duì)解決這些關(guān)于當(dāng)前報(bào)告的和未來的 CO2 濃度水平預(yù)測(cè)的說法。他們提供了兩個(gè)數(shù)據(jù)集（CO2 數(shù)據(jù)集 1 和溫度數(shù)據(jù)集 2）來協(xié)助您的研究。

要求：

問題一：您同意二氧化碳水平聲明嗎？使用 CO2 Data Set 1 分析 CO2 變化。

-您是否同意 2004 年 3 月 CO2 的增加導(dǎo)致比以往任何 10 年期間所觀察到的增加幅度更大？為什么或者為什么不？

-將各種（不止一個(gè)）數(shù)學(xué)模型與數(shù)據(jù)擬合，以描述過去并預(yù)測(cè)未來，大氣中 CO2 的濃度水平。

-使用您的每個(gè)模型來預(yù)測(cè) 2100 年大氣中的 CO2 濃度。您的任何模型是否同意到 2050 年 CO2 濃度水平將達(dá)到 685 ppm 的說法和預(yù)測(cè)？如果不是到 2050 年，您的模型何時(shí)預(yù)測(cè) CO2 濃度達(dá)到 685 ppm？

-你認(rèn)為哪個(gè)模型最準(zhǔn)確？為什么？

問題二：溫度和CO2有什么關(guān)系？許多科學(xué)家認(rèn)為，全球氣溫變暖與大氣中二氧化碳濃度之間存在關(guān)聯(lián)。使用您在第 1 部分和 Temps Data Set 2 中的工作來幫助您比較陸地-海洋溫度和 CO2 濃度水平。

-建立一個(gè)模型來預(yù)測(cè)未來陸地海洋溫度的變化。你的模型預(yù)測(cè)什么時(shí)候陸地海洋平均溫度將比 1951-1980 年的基期變化 1.25C、1.50C 和 2C？

-建立一個(gè)模型來分析自 1959 年以來 CO2 濃度和陸地海洋溫度之間的關(guān)系（如果有的話）。解釋這種關(guān)系或證明沒有關(guān)系。

-將您的模型從第 2.b.部分?jǐn)U展到未來。你的模型在未來多遠(yuǎn)的時(shí)候是可靠的？如果有的話，您對(duì)模型預(yù)測(cè)未來二氧化碳濃度水平和/或陸地海洋溫度的能力有什么顧慮？

問題三：為《今日科學(xué)》準(zhǔn)備一篇非技術(shù)文章（最多 1 頁），向您解釋 S 團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)和對(duì)未來可能的建議。

參賽隊(duì)伍通常由3-5名學(xué)生組成，他們需要合作進(jìn)行問題分析、數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)分析和結(jié)果呈現(xiàn)。在學(xué)術(shù)活動(dòng)過程中，隊(duì)伍需要展示他們的數(shù)學(xué)建模能力，包括問題抽象、模型設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集和分析、結(jié)果驗(yàn)證等方面。

參加HiMCM學(xué)術(shù)活動(dòng)可以幫助學(xué)生培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模的能力和解決實(shí)際問題的思維方式。這項(xiàng)學(xué)術(shù)活動(dòng)提供了一個(gè)鍛煉數(shù)學(xué)技能、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)，同時(shí)也為學(xué)生展示他們的才華和潛力提供了平臺(tái)。

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