HiMCM 美国高中生数学建模竞赛备赛辅导课程开始报名！

HiMCM高中生数学建模竞赛

全美一半以上的专业机构资助与认证，含金量最高的国际竞赛之一，全球影响力最大的中学生数学竞赛之一，HiMCM美国高中生数学建模大赛比赛时间已公布！

数学建模是什么？

数学建模，就是根据实际问题来建立数学模型，对数学模型来进行求解，然后根据结果去解决实际问题；  

数学建模是一种数学的思考方法，是运用数学的语言和方法，通过抽象、简化建立能近似刻画并解决际问题的一种强有力的数学手段；  

建模过程一般是：模型准备、模型假设、模型建立、模型求解、模型分析、模型检验、模型应用与推广。

竞赛简介

高中数学建模竞赛 (HiMCM)是由美国数学及其应用联盟COMAP于1999年创立，面向全球高中生开放的一项国际性数学竞赛活动，旨在为高中学生提供作为团队成员参与和提高建模、解决问题和写作技能的机会。

01 参赛对象

⭕适合学生：9~12年级高中生

⭕比赛语言：英语

⭕比赛地点：团队可以选择所在地的任意地点

⭕比赛形式：由1-4名学生组成参赛队伍，并配一名指导老师

⚠注意：HiMCM官方文件要求一支队伍的所有成员来自同一所学校，因为在奖状上会写明学校。

02 参赛费用

⭕100美元/队

03 参赛内容

⭕比赛题量：1题；从Problem A 和Problem B 中任选一道进行答题

⭕比赛题型：来源实际生活场景的问答题，用一定的数学模型解答后，形成一篇论文提交

⭕竞赛要求：竞赛时可以用书本、计算、软件、网络等资源，但不能和队外的任何人（包括本队的指导老师）进行任何方式的讨论。竞赛结束后向COMAP递交答卷，由COMAP组织专家评阅。

04 参赛时间

⭕报名截止日期：2023年11月1日，美国东部标准时间下午2:00

⭕竞赛窗口打开：2023年11月1日，美国东部标准时间下午3:01

⭕竞赛窗口关闭：2023年11月14日，美国东部标准时间下午8:00

⭕解决方案报告的最后期限：2023年11月14日，美国东部标准时间晚上9:00

05 挑战说明

⭕团队必须获取并使用注册时分配给他们的控制编号和密码才能参与HiMCM；

⭕每个团队必须有一名顾问。顾问可以为多个团队提供服务；

⭕学生在比赛期间不能更换团队；

⭕学校可以注册的团队数量没有限制；

⭕团队必须使用脚注、尾注或内联文档记录任何外部信息源，并在这些来源的参考列表中包含适当的引文；

⭕论文必须以 Adobe PDF 电子文件的形式提交，并以英文键入，可读字体至少为 12 磅。

06 奖项设置

🥇Outstanding 特等奖：占参赛队伍总数的1%

🥇Finalist 特等奖提名奖：占参赛队伍总数的7%

🥇Meritorious 一等奖：占参赛队伍总数的13%

🥇Honorable Mention 二等奖：占参赛队伍总数的33%

🥇Successful Participant 成功参与奖：占参赛队伍总数的46%

2022年全球共有来自362所学校，18个国家/地区的854支队伍参与HiMCM比赛。

• 有9支队伍获得Outstanding奖项
• 54支队伍获得Finalist奖项
• 132支队伍获得Meritorious奖项
• 207支队伍获得二等奖Honorable Mentioned奖项

在成功挤进全球前1%的 O奖 队伍中，有5支队伍来自中国，4支队伍来自美国

而在54支斩获 F奖 的队伍中，共有42支中国队伍名列其中，占据获奖总数的77.8%

 组队建议

建议参赛同学找3到4名合拍、能力互补的队友。因为建模是一个系统性工作，整个团队需要具备建模、编程、写论文的能力。

• 队伍中至少3人具备理工科背景，具有一定的数学基础
• 队伍中至少2人有比较好的英语基础，能阅读外文文献或论文写作
• 建议队伍中至少1人有一定的计算机程序基础，或者有较好的计算机编程学习能力
• 组队学生需乐观、主动、积极，具备较好的团队协作精神

▲特别是写论文，最后呈现的是一篇全英文的科技论文，对高中生的要求是比较高的。但是对于国际学校的学生是有一定优势的，比如IB学生整天写IA、EE等小论文，而建模就是更加实际、详细、学术罢了。

知识技能准备

• 掌握数学模型的基本知识，常见的经典模型及算法；
• 熟悉操作各种计算工具软件和代码，如Matlab，SPSS等；
• 掌握信息检索、数据查找的技能，会上网找论文；
• 数学写作软件的编辑和排版，公式编辑器的使用等，至少会用WORD写数学公式以及简单的排版；
• 文书写作：优秀论文阅读，英语学术论文写作练习；

HIMCM赛题回顾01 2022-A题

A 题：The Need for Bees

12600 Shanghai Linstitute School, Shanghai, China

12821 Shanghai Pinghe School, Shanghai, China

13014 North Carolina School of Science and Mathematics, NC, USA

13405 The Nueva School, CA, USA

蜜蜂以及其他一些关键动物对我们星球上的人类生存至关重要。随着蜂蜜的生产，这些昆虫为许多树木和植物授粉提供了至关重要的作用，为我们的生存提供食物。2007年，蜂群崩溃紊乱 (CCD) 一词被创造出来，用来描述世界各地蜜蜂数量的下降。蜜蜂的下降可归因于病毒、杀虫剂、捕食者、栖息地破坏和环境条件等因素。需要考虑的一些信息（但您可能会在网上找到其他有用的信息）：

蜜蜂最多可以行进 20 公里，但通常停留在蜂巢的 6 公里以内。

非典型蜂巢包含 20,000 到 80,000 只蜜蜂。

单只蜜蜂一天可以参观大约 2,000 朵花或更多。

由于夏季工作量大，大多数蜜蜂会自己工作至死，导致寿命缩短。

在秋季和冬季，蜜蜂的寿命可能会更长一些（四到六个月）。

蜜蜂的活动水平、花粉消耗和蛋白质丰度会影响其寿命。

要求

1. 开发一个模型来确定一段时间内蜂群的数量。
2. 对您的模型进行敏感性分析以确定哪些因素（例如，寿命、产卵率、受精/未受精卵比率或其他因素）对蜂群大小的影响最大。
3. 建模并预测您需要多少蜂箱来支持对 20 英亩（81,000 平方米）的土地进行授粉，该土地包含受益于授粉的作物。
4. 为提供您开发的信息的网站创建一个非技术性的单页博客或信息图。

02 2022-B题

在工业革命之前，大气中的二氧化碳 (CO2) 始终保持在百万分之 280 (ppm) 左右。2004 年 3 月，大气中的 CO2 浓度达到 377.7 ppm，这是迄今为止最大的 10 年平均增幅。据美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 和斯克里普斯海洋研究所 (SIO) 的科学家称 月平均二氧化碳浓度水平在 2022 年 5 月达到 421 ppm 的峰值。经济合作与发展组织 (OECD) 报告预测到 2050 年二氧化碳水平为 685 ppm。《今日科学》杂志的编辑已要求您的团队解决这些关于当前报告的和未来的 CO2 浓度水平预测的说法。他们提供了两个数据集（CO2 数据集 1 和温度数据集 2）来协助您的研究。

B 题：CO2 and Global Warming

12465 Nanjing Foreign Language School International Center, Jiangsu, China

12646 Hangzhou No.14 High School AP Center, Zhejiang, China

12678 Shanghai American School (Puxi Campus), China

12911 Ward Melville High School, NY, USA

13010 North Carolina School of Science and Mathematics, NC, USA

要求

问题一：您同意二氧化碳水平声明吗？使用 CO2 Data Set 1 分析 CO2 变化。

1. 您是否同意 2004 年 3 月 CO2 的增加导致比以往任何 10 年期间所观察到的增加幅度更大？为什么或者为什么不？
2. 将各种（不止一个）数学模型与数据拟合，以描述过去并预测未来，大气中 CO2 的浓度水平。
3. 使用您的每个模型来预测 2100 年大气中的 CO2 浓度。您的任何模型是否同意到 2050 年 CO2 浓度水平将达到 685 ppm 的说法和预测？如果不是到 2050 年，您的模型何时预测 CO2 浓度达到 685 ppm？
4. 你认为哪个模型最准确？为什么？

问题二：温度和CO2有什么关系？许多科学家认为，全球气温变暖与大气中二氧化碳浓度之间存在关联。使用您在第 1 部分和 Temps Data Set 2 中的工作来帮助您比较陆地-海洋温度和 CO2 浓度水平。

1. 建立一个模型来预测未来陆地海洋温度的变化。你的模型预测什么时候陆地海洋平均温度将比 1951-1980 年的基期变化 1.25C、1.50C 和 2C？
2. 建立一个模型来分析自 1959 年以来 CO2 浓度和陆地海洋温度之间的关系（如果有的话）。解释这种关系或证明没有关系。
3. 将您的模型从第 2.b.部分扩展到未来。你的模型在未来多远的时候是可靠的？如果有的话，您对模型预测未来二氧化碳浓度水平和/或陆地海洋温度的能力有什么顾虑？

C 题：Polygon Paradise Park

• 12704 Wenzhou Nanpu Experimental Middle School, Zhejiang, China
• 13296 Princeton Charter School, NJ, USA
• 13338 NUS High School of Math and Science, Singapore

问题三：为《今日科学》准备一篇非技术文章（最多 1 页），向您解释 S 团队的发现和对未来可能的建议。

赛事亮点

01 国际赛事

HiMCM是美国的一个非营利机构——美国数学及其应用联合会（COMAP）主办的一项国际性的数学竞赛活动，旨在为高中生提供作为团队成员参与和提高建模、解决问题和写作技能的机会。

该项赛事得到了美国国家科学基金会（NSF）、运筹和管理科学研究所（INFORMS）、美国数学协会（MAA）和美国全国数学教师委员会（NCTM）的资助。

大赛组委将现实生活中的各种问题作为赛题，通过比赛来考验学生的综合素质。HiMCM比赛不仅需要选手具备编程技巧，更强调数学，逻辑思维和论文写作能力。

02 锻炼综合能力

HiMCM比赛的核心是以数学建模为载体，培养学生探索解决实际问题的能力。一份完整的参赛方案，不但需要参赛者具备编程技巧，同时还要有较强的数学思维能力。HiMCM的每支队伍都需要完成一篇全英文的学术论文，这能充分锻炼学员学术写作能力；所以想要参赛，最好能够提前选择优秀的同学组队，并提前掌握比赛需要的技能。一个队伍里应该有擅长写作、计算机或编程以及数学的同学，这样可以有明确分工，能力上可以互补。以团队合作形式参赛，也提高了参赛者的团队协作和分工的能力。

03 开放性比赛

比赛内容上，组委设置了A、B 两个题目，参赛者要从中选择一个，将该题目中问题的解决方案整理成一个学术论文，提交参赛。赛事的评审更看重参赛队伍解决问题的方法，没有固定的答案，属于开放性的比赛，参赛者拥有充分的自由发挥空间。所以即使不太完整的解决方案，也可以提交。

04 助力留学申请

优质的数学竞赛奖项能够提升申请者的学术背景，数学建模比赛更能体现申请者用数学知识解决各种实际问题的能力。HiMCM每年不超过1%的参赛者能够获得O奖，不论是最后的比赛论文还是参赛者用建模思维对社会问题的思考，都可以作为申请材料。

HiMCM特训营

机构数学竞赛课程由数学方向金牌导师带队，采用体系化教研的专业教材，将竞赛知识点与国际课程知识点重新整合。985高校教授全程指导，线上线下相结合集中备赛，大幅提升获奖几率！

Professor D

985高校教授，数学建模教学团队核心成员。主要从事计算机理论、最优控制、人工智能及数学建模研究，承担或主持过国家自然科研基金、省自然科学基金、省教育厅课题等近10项，发表国内外学术刊物论文200余篇，主编实践教材1部。曾带队参加国际大学生程序设计竞赛、EDA大赛等获得200多个奖项。

Professor Z

985高校教授，数学建模教学团队核心成员。主要研究方向为最优化技术、图论、计算几何、图形学、计算复杂性以及数学建模，已发表论文40余篇，其中SCI收录30余篇，主持国家自然科学基金项目和省自然科学基金项目各2项，并参与多项省部级以上项目，获得多项奖项。

Professor Q

数学建模教学团队核心成员。主要从事数据挖掘、社区发现、随机动力系统等方面的研究工作，现已发表学术论文30多篇，并参与完成国家自然基金面上项目3项和青年项目2项。

培训时间

2023年9月-2023年11月（具体课程安排可1对1详询）