在南卡罗来纳州查尔斯顿的一所公立军事学院的Citadel 1上,教授了一个入门本科数学建模课程。本课程是数学专业的必需课程,也是其他STEM专业的选修课程。数学建模课程并不容易教书,因为它通常与其他领域或物理定律有关。此外,我们的学生通常会参加介绍性的微分方程课程,以学习在大二年内解决某些类型的微分方程的基本技能。但是,当他们参加数学建模班时,许多人可能已经忘记了他们一两年前学到的很多东西。因此,我们主要专注于向学生传授数学建模的基本概念和程序,并使用技术在课程中查找和分析解决方案。在本文中,我们介绍了我们如何在入门数学建模课程中教我们的学生,这是基本的捕食者 - 捕食者(Lotka-volterra)模型,通过使他们参与调整活动。在第2节中,我们讨论了用于构建基本捕食者模型的建模活动。要观察两个物种种群的定性行为,要求学生使用Euler的方法手工估算人口水平进行一些迭代,然后他们被要求使用软件执行更多迭代,这些迭代在第3节中介绍。下一个建模活动使学生参与表演
1 奶牛、肉牛和小牛犊的状况评分 1 2 奶牛和肉牛犊休息时行为的可靠性测试 7 3 奶牛、肉牛和小牛犊的清洁度评分 25 4 牛的胴体损伤、到货时死亡和屠宰时降级 31 5 奶牛、肉牛和小牛犊的跛行 35 6 牛的评分:奶牛、肉牛和小牛犊的外皮变化 43 7 牛的最终 pH 值和瘀伤评估 51 8 奶牛和肉牛的伤害和异常行为测量的可靠性 57 9 屠宰时的恐惧和伤害行为评估 71 10 牛的健康状况 77 11 牛的致晕质量评估 89 12 奶牛和肉牛的激动行为测量的可靠性 95 13 社交舔舐作为积极情绪指标的验证 113 14 农场小牛异常行为观察的可靠性 125 15 大群饲养的小牛人与动物关系的测量 131 16 奶牛人与动物关系的评估 137 17 育肥公牛人与动物关系的评估 153 18 肉牛探索行为作为积极情绪指标的验证 163 19 奶牛和肉牛社会积极行为和游戏行为测量的可靠性 175 20 行为测量的可靠性 186 189 犊牛的社会积极行为和玩耍行为 21 大型饲养的犊牛的一般恐惧性评估 195 22 奶牛和育肥公牛的一般恐惧性评估 201 23 定性行为评估 215
量子场论 (QFT) 起源于 20 世纪 40 和 50 年代为基本粒子定义相对论量子力学理论的尝试。如今,这个术语用于描述从基本粒子到凝聚态物理等各种物理现象的计算框架,该框架基于路径积分,即广义函数空间上的测度。此类测度的数学构造和分析也称为建设性 QFT。本工作联合会将首先介绍一些背景材料,然后探讨近年来基于随机偏微分方程 (SPDE) 视角的一些进展,对于这些方程,QFT 测度是平稳测度。物理学家 Parisi 和 Wu [PW81] 首次观察到 QFT 和 SPDE 之间的联系,这种联系被称为随机量化。从随机量化程序中导出的这些 SPDE 的解理论和解的性质的研究促进了奇异 SPDE 解理论的实质性进展,尤其是过去十年中规则结构理论 [Hai14b] 和准受控分布理论 [GIP15] 的发明。此外,随机量化使我们能够引入更多工具(包括 PDE 和随机分析)来研究 QFT。本 Arbeitsgemeinschaft 的重点将以 QFT 模型(例如 Φ 4 和 Yang-Mills 模型)为例,讨论随机量化和 SPDE 方法及其在这些模型中的应用。其他模型(例如费米子模型、sine-Gordon 和指数相互作用)也将在一定程度上得到讨论。我们将介绍正则结构和准受控分布的核心思想、结果和应用,以及与这些模型相对应的 SPDE 的局部解和全局解的构造,并使用 PDE 方法研究这些 QFT 的一些定性行为,以及与相应的格点或统计物理模型的联系。我们还将讨论 QFT 的一些其他主题,例如威尔逊重正化群、对数索伯列夫不等式及其含义,以及这些主题与 SPDE 之间的各种联系。
肿瘤细胞异质性是有效设计靶向抗癌疗法的主要障碍。药物治疗前表型不同的肿瘤细胞亚群的多样化分布容易导致反应不一致,导致敏感癌细胞被消除,而耐药亚群却不受伤害。很少有人提出量化与个体癌细胞异质性相关的变异性并将其对临床结果的不良影响降至最低的策略。在这里,我们报告了一种计算方法,该方法可以合理设计涉及针对染色质修饰剂的表观遗传药物的组合疗法。我们制定了一个二价转录因子的随机模型,使我们能够表征三种不同的定性行为,即:双稳态、高基因表达和低基因表达。分析结果与实验数据的比较确定了所谓的双稳态和高基因表达行为可以分别与未分化和分化细胞类型识别。由于具有异常自我更新潜能的未分化细胞可能表现出癌症/转移起始表型,我们在双稳态子集合内的异质性背景下分析了表观遗传药物组合的效率。虽然单靶向方法大多无法规避肿瘤异质性所代表的治疗问题,但组合策略的效果要好得多。具体而言,预计更成功的组合涉及组蛋白 H3K4 和 H3K27 去甲基化酶 KDM5 和 KDM6A/UTX 的调节剂。然而,那些涉及 H3K4 和 H3K27 甲基转移酶 MLL2 和 EZH2 的策略预计效果较差。我们的理论框架为开发一种计算机模拟平台提供了连贯的基础,该平台能够识别最适合治疗管理异质癌细胞群非均匀反应的表观遗传药物组合。
自Fattorini和Russel的开创性工作以来,抛物面部分分化方程的无效可控性已被广泛研究[17]。从Fursikov和Imanuvilov [19]以及Lebeau和Robbiano [23]的作品中,人们通常会承认,在抛物线副部分差异方程的背景下,在控制域上没有限制,并且对控制域没有限制,在内部或边界控制上没有几何限制。最近,对特定示例的研究强调了无效可控性或控制域上的几何条件的积极最小时间的存在。实际上,在[13]中的70 s中已经提供了这样的示例,但是由于特定的点控制,当时还没有理解此结果的全部范围。关于这种最小时间的最新结果已在也被视为特定的上下文中证明,即对耦合抛物线方程的控制[2,4,5,14]或对退化抛物线方程的控制[7,8,9,6]。尽管这三个设置表现出相同的定性行为,但到目前为止,它们之间尚未建立任何精确的联系。我们在本文中的目的是给出一个抽象的框架,其中包含那些不同的框架来研究最小的零控制时间属性。更确切地说,我们将将这一最小时间与(1.5)定义的时间t ∗相关联。我们将强调,这种最小的时间可以具有不同的起源。可以通过(广义)本征函数的某些定位相对于观察算子B ∗(如[13,5,5,14,7,8,9,6])。在定理1.2中处理此方面。,但也可以通过[2,4]中的基础操作员的特征值的凝结来创建最小的时间。在定理1.3中处理了这一方面。在这两个抽象设置中,最小的无效控制时间将由t ∗给出。我们还将提出一个更通用的设置(包括之前的两个设置),以应对最小时间来自特征函数的定位和光谱的凝结的情况。在这种情况下(请参见定理1.4),我们将证明存在这种最小时间与t ∗有关,但是此最小时间的确切值将是一个开放的问题。最后,仍然有一些例子不适合我们研究的不同设置。有关其中一些示例(请参阅第二节4)我们仍将能够证明最小的空控制时间由t ∗给出。对特定示例的这种分析将需要先验最小时间的值,因此目前,在[7,8,6]中研究的退化抛物线方程将不在本文的范围内。