The spreadsheet Microsoft Excel is the most widely used mathematical tool in today's workplace. Moreover, it is also an outstanding means for developing a surprisingly wide range of creative and innovative educational uses within such areas as mathematical modeling, visualization, and instruction. The spreadsheet's format provides us with a tool that closely parallels the way in which we naturally carry out problem solving, while the spreadsheet creation process itself illuminates the underlying mathematical concepts. In addition, the spreadsheet's visual layout allows us to introduce a broad variety of challenging and interesting topics, and to design creative demonstrations through eye-catching animated graphics. The material presented comes from actual classroom mathematics teaching experience in both industrially advanced and developing nations. A series of highly visual interactive illustrations from mathematics, the natural and social sciences, computing, engineering, and the arts provide a number of usable examples. The material discussed is applicable at diverse levels, ranging from schools and universities through adult education and in-service teacher development programs.
본 논문에서 행렬의 가장 큰 고유값과 그에 대응하는 고유벡터가 과학적인 의사결정과정에 어떻게 적용되는지를 살펴본다. 이를 적용한 계층분석적 의사결정(AHP) 방법에서 사용된 행렬이론을 통해서 실제로 연구과제 선정방법의 심사지표 가중치가 AHP를 이용하여 조절되는 예를 구체적으로 알아본다.
인공지능과 빅데이터를 활용하여 실세계의 다양하고 복잡한 문제를 해결해야 하는 시대가 도래함에 따라 수학적 접근을 통하여 실제적인 문제를 해결할 수 있는 문제해결역량이 요구되고 있다. 실제 2015 개정 수학과 교육과정과 2022개정 수학과 교육과정은 수학적 모델링을 실세계의 문제를 해결하는 활동과 역량으로써 강조하고 있다. 하지만 국내외 교과서에 제시되는 실세계 문제는 실제 상황에서 거의 일어나지 않은 인위적인 문제의 비율이 높은 실정이다. 이에 따라 국내외에서는 수학적 모델링 과제의 특징 중 현실성에 주목하며 학생들의 일상을 반영하고 있는 진정성 있는 과제의 필요성을 제안하고 있다. 하지만 기존의 연구들은 현실성에 대한 이론적인 제안에 초점이 맞춰져 있으며, 현실성에 대한 교사의 인식과 현실성을 과제에 반영하는 교사의 역량을 분석한 연구는 미흡하다. 이에 따라 본 연구는 수학적 모델링을 위한 과제의 특징 중 현실성에 대한 현직 수학 교사의 인식과 현실성을 과제에 반영하는 과제 개발 역량을 분석하는 데에 목적을 두었다. 먼저 이를 위해 선행연구를 분석하여 현실성을 위한 5가지 조건을 정립하였다. 이후 수학적 모델링을 주제로 교사 직무 연수를 시행하였으며, 이에 참여한 교사 41명을 대상으로 사전-사후 조사를 실시하였다. 이때 사전-사후 조사에서는 현실성이 반영되지 않은 과제를 제시하였으며, 주어진 과제가 현실성을 반영하고 있는지를 판단하고, 그 판단의 근거를 현실성을 위한 5가지 조건 중에 선택할 수 있도록 하였다. 이후 사전-사후 조사에서 현직 수학 교사들이 선택한 객관식 선택지를 코딩하여 빈도분석을 시행하였으며, 사전-사후로 빈도를 비교하여 현직 수학 교사들의 현실성에 대한 인식변화를 확인하였다. 또한 현직 수학 교사들이 제작한 수학적 모델링 과제를 현실성의 관점에서 평가하여 교사들의 과제 개발 역량을 확인하였다. 그 결과, 현직 수학 교사들이 과제에 대한 현실성을 판단할 때, '수학 밖의 실생활 소재를 사용' 이라는 현실성에 대한 단편적인 조건만을 고려하는 미흡한 인식에서 현실성의 5가지 조건을 다각도로 고려하는 인식으로 변화됨을 보여주었다. 특별히 사전-사후 조사에서 현실성에 대한 판단이 뒤바뀐 현직 수학 교사들을 중심으로 판단의 근거들을 확인한 결과, 현실성을 위한 5가지 조건들 중에 특정 조건을 사전 조사에서는 현실성의 기준으로 고려하지 않았다가 사후 조사에서는 현실성의 기준으로 고려하게 된 현직 수학 교사들의 인식의 변화를 확인할 수 있었다. 더불어, 현직 수학 교사들이 수학적 모델링을 위해 개발한 과제를 평가한 결과, 현직 수학 교사들은 현실성을 수학적 모델링 과제에 반영하는 역량을 보였다. 다만 현실성의 5가지 조건 중 '학생들의 일상에서 일어날 수 있는 상황', '문제 해결의 필요성', '실세계 현상으로서의 결론 요구'에 대해서는 상대적으로 낮은 반영 비율을 보였다. 또한 사후 조사에서 과제의 현실성에 대해 올바른 판단을 할 수 있었던 교사 집단보다 올바른 판단을 할 수 없었던 교사 집단에서 과제 개발 역량이 낮은 교사들의 비율이 좀 더 많이 나타났다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 본 연구는 수학 교사들이 수학적 모델링을 수업에 활용할 수 있도록 하기 위한 교사 교육의 방향성을 제안하였다.
연구에서는 공분산구조분석을 실시하기 위해 주로 사용하고 있는 AMOS 소프트웨어에 대하여 알아보려고 한다. 응용소프트웨어에서 활용된 수학적인 모형을 알지 못하면, 구조방정식에 대한 충분한 이해를 할 수 없으며, 구조방정식에 대한 8가지 가정이 어떻게 구현되는지 알 수 가 없다. 따라서 본 연구에서는 구조방정식모형 연구에서 주로 활용되었던 LISREL 프로그램으로 RAM과 MOSAN을 구현하였고 AMOS 결과와 비교분석하였다. 연구 결과에 따르면 AMOS프로그램은 8가지의 모든 가정을 따르지 않는 것으로 나타났다. AMOS 프로그램이 MOSAN보다는 RAM으로 구현되고 있음을 본 연구를 통해 알 수 있다. AMOS 소프트웨어 프로그램은 잠재변수(F)와 측정오차(e)간의 상관값을 산출할 때 충분히 추정을 하지 못하고 부분적으로만 추정하여 값을 산출하고 있음을 알 수 있었다.
In this study, we constructed the mathematical model to evaluate the roundness for plastic injection mold parts with complicated 3D curvatures. Mathematically we started off from the equation of circle and successfully derived an analytical solution so as to minimize the area of the residuals. On the other hand, we employed the numerical method the similar optimization process for the comparison. To verify the mathematical models, we manufactured and used a ball valve type plastic parts to apply the derived model. The plastic parts was fabricated under the process conditions of 220-ton injection mold machine with a raw material of polyester. we experimentally measured (x, y) position using 3D contact automated system and applied two mathematical methods to evaluated the accuracy of the mathematical models. We found that the analytical solution gives better accuracy of 0.4036 compared to 0.4872 of the numerical solution. The numerical method however may give adaptiveness and versatility for optional simulations such as a fixed center.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제19권2호
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pp.67-80
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1995
In order to control systems which are dominantly subjected to modeling errors and uncertainties, control strategies must deal with the effect of modeling errors and uncertainties. Since most of control methods based on system mathematical model, such as LQG/LTR method, have been developed mainly focused on stability robustness, they can not smartly improve the transient response disturbed by modeling errors and/or uncertainties. In this research, a fuzzy PID control method is suggested, which can stably improve the transient responses of systems disturbed by modeling errors as well as systems not entirely using mathematical models. So as to assure the effectiveness of suggested control method, computer simulations are accomplished for some example systems, through the comparison of transient responses.
This paper proposes the Mathematical Modeling for HEV High-power Lithium-Polymer Battery. The nonlinear system of the Lithium Battery electrical characteristic express mathematical state equation. We also test charge/discharge and temperature experimental used to identify parameters of the cell find parameter of the least error. The proposed model experimental results is used with battery cycler to verify of the proposed model.
This paper was performed on the automatic selection of cutting condition on multispindle machine. the several mathematical relationships were formulated for simulataneous selection of machining parameters and tool changing scheme. In this research we used two step generative approach; step 1 is mathematical modeling for the selection of optimal cutting conditions and the other is GMDH-TYPE modeling to find prediction equation of system performance. thus in this paper, mathematical machining models combined with a heuristic GMDH-TYPE modeling to estimate the system performance, these models are developed computer programs for practical application and it was shown that the proposed approach has a good potential and offers a valuable tools to performance evaluation for metal cutting system.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권7호
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pp.3284-3306
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2018
This study proposes a method to develop an authoring system(GeoMaTree) for diverse trees that constitute a virtual landscape. The GeoMaTree system enables the simple, intuitive production of an efficient structure, and supports real-time processing. The core of the proposed system is a procedural modeling based on a mathematical model and an application that supports digital content creation on diverse platforms. The procedural modeling allows users to control the complex pattern of branch propagation through an intuitive process. The application is a multi-resolution 3D model that supports appropriate optimization for a tree structure. The application and a compatible function, with commercial tools for supporting the creation of realistic synthetic images and virtual landscapes, are implemented, and the proposed system is applied to a variety of 3D image content.
Since semi-active suspension systems of automobile, of which suspension damper are controlled actively, exhibit high performance with light system weight, low cost and low energy consumption. From this view point, semi-active suspension systems are greatly expected to be in the mainstream of future controlled suspension systems. In this Paper, mathematical modeling and dynamic characteristics analysis of a reverse continuously variable damper and valve used for semi-active suspension systems are investigated. The mathematical model of piston with valve are proposed by IMAGINE/AMESim in the paper. To verify the mathematical model developed, the dynamic characteristics are simulated by IMAGINE/AMESim and are compared with experimental results. It was confirmed that the developed models represent well the actual system and can be used for control system design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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