在建立数学模型时常常需要确定一些参数,选什么量为参数,
怎样选取参数,其中也有一些技巧,参数选得不好,会使问题变得复杂难解,给自己增添许多不必要的麻烦。确定参数以后,一般需要利用数据来获得这些参数的具体取值,例如在使用经验方法建模时,假如你准备用线性函 数 ax+b来表达变量间的关系,你还要用最小二乘法去求出参 数 a,b的值,这一过程被称 为,参数识 别,。总之,参数的选取应使其后的识别尽可能简便,让我们来考察一个实例。
§ 2.5 参数识别例 3 录像带还能录多长时间录像机上有一个四位计数器,一盘 180分钟的录像带在开始计数时为 0000,到结束时计数为 1849,实际走时为 185分 20秒。我们从
0084观察到 0147共用时间 3分 21秒。若录像机目前的计数为 1428,问是否还能录下一个
60分钟的节目?
r
θR
l
由 ω v t)rπ ( R 22 得到 212
r
π
vt
R?

又 因和 得θRl ΔΔ? tvl ΔΔ?
tRvθ ΔΔ?
积分得到
tθ dt)rπω v tv(d θ 0 2120


rr
π
ω v t
ω
2 πr
π
ω v t
ω
2 πθ t2 212
0
2
1
)()(
即从而有


rr
π
ω v t
ωπ
θn 212 )(1
2
我们希望建立一个录像带已录像时 间 t与计数器计 数
n之间的函数关系。为建立一个正确的模型,首 先必须搞清哪些量是常量,哪些量是变量。首先,录像带的厚 度 W是常量,它被绕在一个半径 为 r的园盘上,
见图。磁带转动中线速 度 v显然也是常数,否则图象声音必然会失真。此外,计数器的读 数 n与转过的圈数有关,从而与转过的角 度 θ成正比。
r
θR
l


rr
π
ω v t
ωπ
θn 212 )(1
2
此式中的三个参数 ω,v和 r均不易精确测得,
虽然我们可以从上式解出 t与 n的函数关系,
但效果不佳,故令则可将上式简化为,πω
vα? v/πrβ?2?
ββtαn

nα φnαββαnt 21 22
2




21 αa? αβb 2? 上式又可化简记成 t= an
2+bn
t= an2+bn
r
θR
l
上式以 a,b为参数显然是一个十分明智的做法,它为公式的最终确立即参数求解提供了方便。将已知条件代入,得方程组:



3,3 51 471 47
8484
1 85,3 31 84 9( 18 4 9)
1
2
1
2
2
tba
tba
ba
从后两式中消 去 t1,解得 a=0.0000291,b=0.04646,故
t=0.0000291 n2+0.04646n,令 n=1428,得到 t=125.69
(分)由于一盒录像带实际可录像时间为 185.33分,
故尚可录像时间 为 59.64分,已不能再录下一个 60分钟的节目了。