2023年美國高中生數學建模競賽HiMCM 時間公布！

高中生數學建模競賽HiMCM

全美一半以上的專(zhuan) 業(ye) 機構資助與(yu) 認證，含金量最高的伟德betvlctor1946之一，全球影響力最大的中學生數學競賽之一，HiMCM美國高中生數學建模大賽比賽時間已公布！

數學建模是什麽(me) ？

數學建模，就是根據實際問題來建立數學模型，對數學模型來進行求解，然後根據結果去解決(jue) 實際問題；  

數學建模是一種數學的思考方法，是運用數學的語言和方法，通過抽象、簡化建立能近似刻畫並解決(jue) 際問題的一種強有力的數學手段；  

建模過程一般是：模型準備、模型假設、模型建立、模型求解、模型分析、模型檢驗、模型應用與(yu) 推廣。

競賽簡介

高中數學建模競賽 (HiMCM)是由美國數學及其應用聯盟COMAP於(yu) 1999年創立，麵向全球高中生開放的一項國際性數學競賽活動，旨在為(wei) 高中學生提供作為(wei) 團隊成員參與(yu) 和提高建模、解決(jue) 問題和寫(xie) 作技能的機會(hui) 。

01 參賽對象

適合學生：9~12年級高中生

比賽語言：英語

比賽地點：團隊可以選擇所在地的任意地點

比賽形式：由1-4名學生組成參賽隊伍，並配一名指導老師

⚠注意：HiMCM官方文件要求一支隊伍的所有成員來自同一所學校，因為(wei) 在獎狀上會(hui) 寫(xie) 明學校。

02 參賽費用

100美元/隊

03 參賽內(nei) 容

比賽題量：1題；從(cong) Problem A 和Problem B 中任選一道進行答題

比賽題型：來源實際生活場景的問答題，用一定的數學模型解答後，形成一篇論文提交

競賽要求：競賽時可以用書(shu) 本、計算、軟件、網絡等資源，但不能和隊外的任何人（包括本隊的指導老師）進行任何方式的討論。競賽結束後向COMAP遞交答卷，由COMAP組織專(zhuan) 家評閱。

04 參賽時間

報名截止日期：2023年11月1日，美國東(dong) 部標準時間下午2:00

競賽窗口打開：2023年11月1日，美國東(dong) 部標準時間下午3:01

競賽窗口關(guan) 閉：2023年11月14日，美國東(dong) 部標準時間下午8:00

解決(jue) 方案報告的最後期限：2023年11月14日，美國東(dong) 部標準時間晚上9:00

05 挑戰說明

團隊必須獲取並使用注冊(ce) 時分配給他們(men) 的控製編號和密碼才能參與(yu) HiMCM；

每個(ge) 團隊必須有一名顧問。顧問可以為(wei) 多個(ge) 團隊提供服務；

學生在比賽期間不能更換團隊；

學校可以注冊(ce) 的團隊數量沒有限製；

團隊必須使用腳注、尾注或內(nei) 聯文檔記錄任何外部信息源，並在這些來源的參考列表中包含適當的引文；

論文必須以 Adobe PDF 電子文件的形式提交，並以英文鍵入，可讀字體(ti) 至少為(wei) 12 磅。

06 獎項設置

?Outstanding 特等獎：占參賽隊伍總數的1%

?Finalist 特等獎提名獎：占參賽隊伍總數的7%

?Meritorious 一等獎：占參賽隊伍總數的13%

?Honorable Mention 二等獎：占參賽隊伍總數的33%

?Successful Participant 成功參與(yu) 獎：占參賽隊伍總數的46%

2022年全球共有來自362所學校，18個(ge) 國家/地區的854支隊伍參與(yu) HiMCM比賽。

• 有9支隊伍獲得Outstanding獎項
• 54支隊伍獲得Finalist獎項
• 132支隊伍獲得Meritorious獎項
• 207支隊伍獲得二等獎Honorable Mentioned獎項

在成功擠進全球前1%的 O獎 隊伍中，有5支隊伍來自中國，4支隊伍來自美國

而在54支斬獲 F獎 的隊伍中，共有42支中國隊伍名列其中，占據獲獎總數的77.8%

 組隊建議

建議參賽同學找3到4名合拍、能力互補的隊友。因為(wei) 建模是一個(ge) 係統性工作，整個(ge) 團隊需要具備建模、編程、寫(xie) 論文的能力。

• 隊伍中至少3人具備理工科背景，具有一定的數學基礎
• 隊伍中至少2人有比較好的英語基礎，能閱讀外文文獻或論文寫作
• 建議隊伍中至少1人有一定的計算機程序基礎，或者有較好的計算機編程學習能力
• 組隊學生需樂觀、主動、積極，具備較好的團隊協作精神

特別是寫(xie) 論文，最後呈現的是一篇全英文的科技論文，對高中生的要求是比較高的。但是對於(yu) 國際學校的學生是有一定優(you) 勢的，比如IB學生整天寫(xie) IA、EE等小論文，而建模就是更加實際、詳細、學術罷了。

知識技能準備

• 掌握數學模型的基本知識，常見的經典模型及算法；
• 熟悉操作各種計算工具軟件和代碼，如Matlab，SPSS等；
• 掌握信息檢索、數據查找的技能，會上網找論文；
• 數學寫作軟件的編輯和排版，公式編輯器的使用等，至少會用WORD寫數學公式以及簡單的排版；
• 文書寫作：優秀論文閱讀，英語學術論文寫作練習；

HIMCM賽題回顧01

2022-A題

蜜蜂以及其他一些關(guan) 鍵動物對我們(men) 星球上的人類生存至關(guan) 重要。隨著蜂蜜的生產(chan) ，這些昆蟲為(wei) 許多樹木和植物授粉提供了至關(guan) 重要的作用，為(wei) 我們(men) 的生存提供食物。2007年，蜂群崩潰紊亂(luan) (CCD) 一詞被創造出來，用來描述世界各地蜜蜂數量的下降。蜜蜂的下降可歸因於(yu) 病毒、殺蟲劑、捕食者、棲息地破壞和環境條件等因素。需要考慮的一些信息（但您可能會(hui) 在網上找到其他有用的信息）：

蜜蜂最多可以行進 20 公裏，但通常停留在蜂巢的 6 公裏以內(nei) 。

非典型蜂巢包含 20,000 到 80,000 隻蜜蜂。

單隻蜜蜂一天可以參觀大約 2,000 朵花或更多。

由於(yu) 夏季工作量大，大多數蜜蜂會(hui) 自己工作至死，導致壽命縮短。

在秋季和冬季，蜜蜂的壽命可能會(hui) 更長一些（四到六個(ge) 月）。

蜜蜂的活動水平、花粉消耗和蛋白質豐(feng) 度會(hui) 影響其壽命。

要求

1. 開發一個模型來確定一段時間內蜂群的數量。
2. 對您的模型進行敏感性分析以確定哪些因素（例如，壽命、產卵率、受精/未受精卵比率或其他因素）對蜂群大小的影響最大。
3. 建模並預測您需要多少蜂箱來支持對 20 英畝（81,000 平方米）的土地進行授粉，該土地包含受益於授粉的作物。
4. 為提供您開發的信息的網站創建一個非技術性的單頁博客或信息圖。

02 2022-B題

在工業(ye) 革命之前，大氣中的二氧化碳 (CO2) 始終保持在百萬(wan) 分之 280 (ppm) 左右。2004 年 3 月，大氣中的 CO2 濃度達到 377.7 ppm，這是迄今為(wei) 止最大的 10 年平均增幅。據美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 和斯克裏普斯海洋研究所 (SIO) 的科學家稱 月平均二氧化碳濃度水平在 2022 年 5 月達到 421 ppm 的峰值。經濟合作與(yu) 發展組織 (OECD) 報告預測到 2050 年二氧化碳水平為(wei) 685 ppm。《今日科學》雜誌的編輯已要求您的團隊解決(jue) 這些關(guan) 於(yu) 當前報告的和未來的 CO2 濃度水平預測的說法。他們(men) 提供了兩(liang) 個(ge) 數據集（CO2 數據集 1 和溫度數據集 2）來協助您的研究。

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。

1. 您是否同意 2004 年 3 月 CO2 的增加導致比以往任何 10 年期間所觀察到的增加幅度更大？為什麽或者為什麽不？
2. 將各種（不止一個）數學模型與數據擬合，以描述過去並預測未來，大氣中 CO2 的濃度水平。
3. 使用您的每個模型來預測 2100 年大氣中的 CO2 濃度。您的任何模型是否同意到 2050 年 CO2 濃度水平將達到 685 ppm 的說法和預測？如果不是到 2050 年，您的模型何時預測 CO2 濃度達到 685 ppm？
4. 你認為哪個模型最準確？為什麽？

問題二：溫度和CO2有什麽(me) 關(guan) 係？許多科學家認為(wei) ，全球氣溫變暖與(yu) 大氣中二氧化碳濃度之間存在關(guan) 聯。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。

1. 建立一個模型來預測未來陸地海洋溫度的變化。你的模型預測什麽時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？
2. 建立一個模型來分析自 1959 年以來 CO2 濃度和陸地海洋溫度之間的關係（如果有的話）。解釋這種關係或證明沒有關係。
3. 將您的模型從第 2.b.部分擴展到未來。你的模型在未來多遠的時候是可靠的？如果有的話，您對模型預測未來二氧化碳濃度水平和/或陸地海洋溫度的能力有什麽顧慮？

問題三：為(wei) 《今日科學》準備一篇非技術文章（最多 1 頁），向您解釋 S 團隊的發現和對未來可能的建議。

賽事亮點01 國際賽事

HiMCM是由美國數學及其應用聯盟COMAP在美國大學生數學建模競賽取得成功的背景下，借鑒了大學生數學建模競賽的模式，再結合中學生的特點進行設計籌辦的比賽。COMAP擁有多年比賽設置經驗，參賽選手來自多個(ge) 國家，舉(ju) 辦的國際性數學建模比賽知名度非常高。

HiMCM是團體(ti) 賽，最後需要提交一篇解決(jue) 問題的論文，會(hui) 考察到參賽者的數學、建模、編程、學術寫(xie) 作等能力。而AMC是個(ge) 人賽，以客觀選擇題的形式進行，考察的知識點會(hui) 涉及代數、概率、幾何、數論等數學領域。

02 鍛煉綜合能力

HiMCM比賽的核心是以數學建模為(wei) 載體(ti) ，培養(yang) 學生探索解決(jue) 實際問題的能力。一份完整的參賽方案，不但需要參賽者具備編程技巧，同時還要有較強的數學思維能力。HiMCM的每支隊伍都需要完成一篇全英文的學術論文，這能充分鍛煉學員學術寫(xie) 作能力；所以想要參賽，最好能夠提前選擇優(you) 秀的同學組隊，並提前掌握比賽需要的技能。一個(ge) 隊伍裏應該有擅長寫(xie) 作、計算機或編程以及數學的同學，這樣可以有明確分工，能力上可以互補。以團隊合作形式參賽，也提高了參賽者的團隊協作和分工的能力。

03 開放性比賽

比賽內(nei) 容上，組委設置了A、B 兩(liang) 個(ge) 題目，參賽者要從(cong) 中選擇一個(ge) ，將該題目中問題的解決(jue) 方案整理成一個(ge) 學術論文，提交參賽。賽事的評審更看重參賽隊伍解決(jue) 問題的方法，沒有固定的答案，屬於(yu) 開放性的比賽，參賽者擁有充分的自由發揮空間。所以即使不太完整的解決(jue) 方案，也可以提交。

04 助力留學申請

優(you) 質的數學競賽獎項能夠提升申請者的學術背景，數學建模比賽更能體(ti) 現申請者用數學知識解決(jue) 各種實際問題的能力。HiMCM每年不超過1%的參賽者能夠獲得O獎，不論是最後的比賽論文還是參賽者用建模思維對社會(hui) 問題的思考，都可以作為(wei) 申請材料。