2023年HiMCM美國數學建模競賽新賽季報名開啟，考試內容和獎項設置速看

HIMCM數學建模大賽備考開始啦！這一項高含金量競賽之王的難度，我們都知道，競賽時間已經公布！HIMCM數學建模大賽對于申請美本的數學專業(yè)or理科專業(yè)都有著非常大的幫助，為文書申請時的背題也增加很多色彩，除此之外這項賽事可以有效的幫助學生提高對于數學的思維能力！HIMCM的難度和AIME可謂是不相上下，那么提前備考和組隊是我們沖刺獎項的第一步，對于HIMCM什么時候考，適合的學生，考試時長以及賽事機制都做了詳細的解讀，對于HIMCM的認可度不管是海外名校還是國內的高?；蛘哒f國際學校都是可以為之點贊的，小編為大家解讀更多賽事信息，還請大家多多支持哦

2023 HiMCM / MidMCM 美國初/高中生數學建模競賽 時間已公布！ 美國初/高中生數學建模競賽 是美國數學及其應用聯(lián)合會（COMAP）主辦的活動，面向全球初/高中生開放。今年是 HiMCM 競賽開展的第26屆。HiMCM作為一項具有國際影響力的中學生數學競賽，其參賽成績是國內外等學校作為選拔本科生的加分參考依據。2023年 HiMCM 和 MidMCM 競賽組隊報名正在進行，想要備賽或組隊的同學們可以盡快聯(lián)系留學匯老師做準備啦！

HiMCM適合對象

9-12年級 對應用數學、數學建模、用數學解決生活中實際應用問題、計算機應用等感興趣的高中生們，組隊參賽，2-4人/隊。

比賽時間

美東時間 2023 年 11 月 1 日 至 14日

比賽注意事項

01 賽前完成比賽注冊報名與繳費

請顧問老師完成隊伍注冊與報名，獲取隊伍注冊號；

02 監(jiān)護人授權書

所有參加MidMCM比賽的學生的家長必須簽署家長/監(jiān)護人的授權書；

03 準備論文

比賽賽題將在美國東部時間2022年11月2日下午2：00發(fā)布，當參賽隊準備好以后，顧問老師可以登錄網站獲取賽題。

04 隊伍作答

比賽可以從A，B兩個題目中任選其一作答：

可以使用任何無生命的資源，例如數據、資料、計算機、軟件、文獻、網站、書籍等。所有使用的資源需要注明引用來源。

參賽隊員不能與任何人(除了本隊隊員以外)討論或者獲取解題思路。也不能從本隊的指導教師或者其他人那里尋求解決問題的幫助。任何隊被發(fā)現與其他人討論了賽題或者給其他人提供有價值的信息的，都將被取消比賽資格。

類似這樣的要求主要是為了確保：每一個參賽隊伍都能夠在沒有其他人幫助的情況下進行實質性的分析。部分解決方案是可以被接受的。沒有通過和不通過的分數線，也不會提供數字形式的分數，HiMCM的評委更感興趣隊伍的解題步驟和方法。

05 論文撰寫

必須使用英文，解決方案必須以論文的形式提供，包括文字，圖形，表格和其他字面材料。非論文的形式不被接受，例如計算機程序。論文的每一頁頂部必須加入隊伍的控制編號和頁碼。學生、指導教師或者學校的名字不能出現在論文的任何地方。除了參賽隊的控制號以外，解決方案上不能包含任何能夠標明身份的信息。任何不遵守以上規(guī)則的，將被取消比賽資格。

06 解決方案注意事項

論文簡潔、有組織是非常重要的。摘要應該提出主要的思路和結果。在適當的問題上給出概括或重述。對所有的變量、假設、假說給出一個清晰的闡述。給出問題的分析、模型的構建和證明。必須包括模型的設計，并且討論如何進行模型測試。討論你的模型和方法的優(yōu)缺點將冗長的推導、計算或者實例放在附錄當中，總結放在主報告中。結論必須在報告的主體部分明確聲明。

07 顧問工作

在比賽期間，顧問老師應該完成下面的工作：

通過輸入你的Email地址和密碼登錄競賽網站。輸入參賽隊員的姓名，并確保拼寫正確。選擇參賽隊要解決的賽題。打印一份控制頁和一份摘要頁。準備并提交解決方案。

摘要頁：將參賽隊的論文總結出一段摘要，放在上傳的解決方案電子文檔首頁。摘要是HiMCM論文中非常重要的部分，評審中它占有很大的權重。有的時候，獲獎論文高于其它論文的關鍵就在于摘要的質量。要重視摘要部分，想像評委是通過摘要決定是否要閱讀論文的其他部分。由此可見，好的摘要應該清楚的描述你解決問題的方法，最重要的是，你的主要結論。摘要應該能夠激發(fā)讀者來了解你的工作細節(jié)。簡明扼要的摘要能夠激發(fā)讀者了解你的工作的細節(jié)。摘要不只是簡單的重述比賽問題，也不是簡單地剪切粘貼模版，這種摘要不會得到高的評價。

08 通過Email發(fā)送論文的電子版

每個參賽隊都需要發(fā)送一個參賽論文的電子版到solutions@comap.com。任何參賽隊員或者指導教師都可以通過這個郵件上傳。

Email必須在美國東部時間2022年11月15日下午8時之前發(fā)送到COMAP。在官方規(guī)定的截止時間之前沒有將論文發(fā)送到COMAP的參賽隊將被認定為違反比賽規(guī)則，將被取消比賽資格。

在Email郵件的標題欄中必須包含參賽隊的控制號。例如：TEAM 1234

COMAP只接收PDF格式。Email中不用發(fā)送程序或者軟件，這些在評審中不會用到。每個Email郵件限制發(fā)送一個解決方案。學生、指導教師或者學校的名字不能出現在電子版論文的任何一頁上。電子版論文的第一頁應該是參賽隊的摘要頁。注：附件不能超過17MB。

比賽內容

參賽團隊需要在官方指定的比賽時間內，利用書本、計算機、軟件和網絡等資源，合理地分配時間，通過編程、建模等完成一篇20頁左右的學術論文。

競賽語言為英語。

賽題為來自現實世界的兩個實際問題，每支參賽隊任選一題完成并在線提交。

競賽獎項

O獎（Outstanding）：特等獎，排名約前1%

F獎（Finalist）：提名獎，排名約前6%

M獎（Meritorious）：一等獎，排名約前14%

H獎（Honorable Mention）：二等獎，排名約前24%

S獎（Successful Participant）：三等獎，排名約前48%

2022年賽季獲獎比例

2021年賽季獲獎比例

為什么要參加HiMCM？

1、HiMCM是對學校標化成績的補充，以數學建模和科研項目為載體培養(yǎng)學生的綜合素質和應用能力；

2、通過訓練和競賽，培養(yǎng)用數學方法解決實際問題，對未來大學的選擇有提前認識并為大學和工作中的研究提供思考方法；

3、鍛煉團隊協(xié)作能力，提升團隊協(xié)作能力和意識；

4、提高問題的闡述分析、撰寫專業(yè)學術論文等能力，為日后研究學習做鋪墊。

MidMCM

中學生數學建模競賽

美國初中生數學建模競賽（Middle Mathematical Contest in Modeling，簡稱MidMCM）；是美國的一個非營利機構——美國數學及其應用聯(lián)合會（COMAP）2021年新推出的一項國際性的數學競賽活動；是高中數學建模競賽(HiMCM)的延伸；旨在為中學生/水平學生提供作為團隊成員工作的機會，以參與和提高他們的建模，解決問題和寫作技巧。團隊應用數學來建模、開發(fā)和交流現實世界問題的解決方案。

競賽特點

含金量高

今年是第二屆初中生（MidMCM）建模比賽，難度低于高中生數學建模比賽，由于是一項新賽事，但是含金量很高，是沖擊藤校背景提升的“必備”加分項。

難度中等

報名MidMCM競賽會有MidMCM的賽題，但也可以選擇HiMCM兩個賽題中的一題，MidMCM 的賽題難度相對較低。

獎項豐富

初中生（MidMCM），高中生（HiMCM），大學生（MCM/ICM）的獲獎證書級別都包括：Successful Participant、Honorable Mention、Meritorious、Finalist 、Outstanding Winner。

比賽時間

2023年11月1日-11月14日

比賽結果：2024年2月1日或之前公布

適合學生

最多4名來自同一所學校的14歲半或以下的初中/水平學生組成一個團隊參賽。

競賽規(guī)則

比賽期間，MidMCM團隊可以選擇處理問題A，B或C，并為他們選擇的問題提交一個解決方案。

團隊可以在14天窗口期內隨時解決他們的比賽問題。

論文必須以 Adobe PDF 電子文件的形式提交，并以英文鍵入，可讀字體至少為 12 磅。

2023 年 11月14日結束比賽窗口后，顧問必須確保每個團隊不會對其解決方案試卷進行進一步的更改。

顧問必須確保所有解決方案文件都已妥善準備，并通過電子郵件發(fā)送給 COMAP，以便在 2023 年11月14日之前進行評判。

獎項設置

O獎（Outstanding）：特等獎

F獎（Finalist）：特等提名獎

M獎（Meritorious）：一等獎

H獎（Honorable Mention）：二等獎

S獎（Successful Participant）：三等獎

所有成功參加MidMCM競賽并被授予決賽入圍者或以上（入圍者或杰出）稱號的美國團隊將被邀請參加將于2024年3月至2024年4月舉行的國際數學建模挑戰(zhàn)賽IM 2C。

選定的團隊將把部分解決方案論文發(fā)表在 COMAP 的聯(lián)盟通訊中。識別信息也將發(fā)送到當地報紙和廣播/電視網點。

COMAP增加了一個新的NCTM獎，頒發(fā)給在最終評審中選出的MidMCM杰出團隊之一，NCTM和COMAP都在各自的網站上宣布獲獎者。

2022賽題回顧

A題

2022 HiMCM

Problem A: The Need for Bees (and not just for honey)

A/B任選一題

A

Honeybees, along with a few other key animals, are critical to human existence on our planet.  Along with honey production, these insects provide the vital role ofpollination of many trees and plants that provide food for our survival. In 2007, the term Colony CollapseDisorder (CCD) was created to describe the decline of honeybee populations around the world.【1】 Bee decline can be attributed to factors such as viruses,  pesticides, predators, habitat destruction, and environmental conditions. Some information to consider (but you may find other helpful information online) :

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

· Honeybees can travel up to 20 km, but typically stay within 6 km of their hive.【2】

  · Atypical honeybee hive contains between 20,000 and 80,000 honeybees.

· Asingle honeybee can visit approximately 2,000 flowers or more in a single day.

· Because of the high workload during summertime, most honeybees work themselves to death, resulting in a shorter lifespan.

· During autumn and wintertime, honeybees may live a bit longer (four to six months).

· A honeybees level ofactivity, pollen consumption, and protein abundance impacts its lifespan.

·  蜜蜂最多可以行進 20 公里，但通常停留在蜂巢的 6 公里以內?！?】

·  非典型蜂巢包含 20,000 到 80,000 只蜜蜂。

·  單只蜜蜂一天可以參觀大約 2,000 朵花或更多。

·  由于夏季工作量大，大多數蜜蜂會自己工作至死，導致壽命縮短。

·  在秋季和冬季，蜜蜂的壽命可能會更長一些（四到六個月）。

·  蜜蜂的活動水平、花粉消耗和蛋白質豐度會影響其壽命。

Requirements

1.     Develop a model to determine the population of a honeybee colony over time.

2.     Conduct sensitivity analysis on your model to determine which factors (e.g,lifespans, egg laying rates, fertilized/unfertilized egg ratios or other factors) have the greatest impact on honeybee colony size.

3.      Model and predict how many honeybee hives you will need to support pollination of a 20-acre (81,000 square meters) parcel of land containing crops that benefit from pollination.

4.      Create a non-technical,one-page blog or infographic for a website that provides the information you developed.

要求：

1.   開發(fā)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.     建模并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，該土地包含受益于授粉的作物。

4.    為提供您開發(fā)的信息的網站創(chuàng)建一個非技術性的單頁博客或信息圖。

Your PDF solution of no more than 25-total pages should include:

·  One-page Summary Sheet. 

·  Table of Contents

·   Your complete solution.

·   One-page blog or infographic.

·   References list.

Note: The HiMCM Contest has a 25-page limit to your PDF solution submission. All aspects of your submission count toward the 25-page limit  (Summary Sheet, Table of Contents, Reference List and any Appendices). 

References

【1】Yanes,J.(2021).The Devastating Consequences ofa World Without Bees. Openmind【Internet】.

www.bbvaopenmind.com/en/science/bioscience/consequences-a-world-without-bees

【2】Greenwood,D.(2022).How Far Do Bees Travel? BeehiveHero【Internet】.

https://beehivehero.com/how-far-do-bees-travel-from-their-hives

B題

2022 HiMCM

Problem B: CO2and Global Warming

A/B任選一題

B

Prior to the Industrial Revolutioncarbon dioxide(CO2) in the atmosphere was consistently around 280 parts per million (ppm). The concentration of CO2 in the atmosphere reached 377.7 ppm in March of 2004 resulting in the largest 10-year averageincrease up to that time.【1】According to scientists from National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) and Scripps Institution of Oceanography (SIO) the monthly mean CO2 concentration level peaked at 421 ppm in May 2022.【2】An Organisation for Economic Co-Operations and Development Phate ereis pixabuy ccm (OECD) report predicts a CO2 level of 685 ppm by 2050.【3】

The editors of Scientific Today mazazine have asked your team to address these claims of the current reported and future predictions ofCO2concentration levels. They provided two data sets (CO2 Data Set 1 & Temps Data Set 2) to assist in your research.

在工業(yè)革命之前，大氣中的二氧化碳 (CO2) 始終保持在百萬分之 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) 和斯克里普斯海洋研究所 (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。【2】經濟合作與發(fā)展組織 (OECD) 報告預測到 2050 年二氧化碳水平為 685 ppm?！?】

《今日科學》雜志的編輯已要求您的團隊解決這些關于當前報告的和未來的 CO2 濃度水平預測的說法。 他們提供了兩個數據集（CO2 數據集 1 和溫度數據集 2）來協(xié)助您的研究。

Requirements

1.  Do you agree with CO2 level claims? Use CO2 Data Set 1 to analyze CO2 changes.

a. Do you agree that the March 2004 increase of CO2 resulted in a larger increase than observed over any previous 10-year period? Why or why not?

b. Fit various (more than one) mathematical models to the data to describe pastand predict future, concentration levels of CO2 in the atmosphere.

c. Use each of your models to predict the CO2 concentrations in the atmosphere in the year 2100. Do any of your models agree with claims and predictions that the CO2 concentration level will reach 685 ppm by 2050? If not by 2050 when do your models predict the concentration ofCO2 reaching 685 ppm?

d. Which model do you consider most accurate?Why?

要求：

1. 您同意二氧化碳水平聲明嗎？ 使用 CO2 Data Set 1 分析 CO2 變化。

a. 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？ 為什么或者為什么不？

b. 將各種（不止一個）數學模型與數據擬合，以描述過去并預測未來，大氣中 CO2 的濃度水平。

c. 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？

d. 你認為哪個模型最準確？為什么？

2. What s the relationship between temperature and CO2? Many scientists think that there is a relationship between warming global temperatures and the concentration of CO2 in the atmosphere. Use your work in part 1 and Temps Data Set 2 to assist in your comparison ofland-ocean temperatures and CO2 concentration levels.

a.Build a model to predict future land-ocean temperatures changes.When does your model predict the average land-ocean temperature will change by 1.25C, 1.50C and 2C compared to the base period of 1951-1980?

b.Build a model to analyze the relationship (if any) between CO2 concentrations and land-ocean temperatures since 1959. Explain the relationship or justify that there is no relationship.

c. Extend your model from part 2.b.into the future. How far into the future is your model reliable? What concerns, if any, do you have with your model s ability to predict future CO2 concentration levels and/or land-ocean temperatures?

2、溫度和CO2有什么關系？ 許多科學家認為，全球氣溫變暖與大氣中二氧化碳濃度之間存在關聯(lián)。 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。

a. 建立一個模型來預測未來陸地海洋溫度的變化。你的模型預測什么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？

b. 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系（如果有的話）。解釋這種關系或證明沒有關系。

c. 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么顧慮？

3. Prepare a non-technical article (1 page maximum) for Scientific Today to explain in you team S findings and possible recommendations for the future.

3. 為《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(fā)現和對未來可能的建議。

Your PDF solution of no more than 25 total pages should include:

·  One-page Summary Sheet. 

·  Table of Contents.

·  Your complete solution.

·  One-page non-technical Article.

·  References list.

Note: The HiMCM Contest has a 25-page limit. All aspects of your submission count toward the 25-page limit (Summary Sheet, Table of Contents, Reference List Articleand any Appendices).

Attachment

2022 HiMCM Data.xlsx

Sheet 1: CO2 Data Set 1

Sheet 2: Temps Data Set 2

References

【1】National Oceanographic and Atmospheric AdministrationNOAA Earth System Research Laboratory. (2022,October). Trends in atmospheric carbon dioxide【Internet】. https://gmlnoaagov/ccgg/trends/data.html

【2】National Oceanographic and Atmospheric Administration. NOAA Research News & Features (2022June 3). Carbon dioxide now mare than 50% higher than pre-industrial levels【Internet】. https://www.noaa.gov/news-release/carbon-dioxide-now-more-than-50-higher-than-pre-industrial- levels.

【3】Organisation for Economic Co-Operations and Development.(2012).The OECD environmentai outlook to 2050【Internet】.

https://www.oecd.org/env/cc/Outlook%20to%202050Climate%20Change%20ChapterHIGLIGH TS-FINA-8pager-UPDATED%20NOV2012.pdf.

C題

僅限MidMCM參賽學生答題

HiMCM

獲獎要點

HiMCM官網 說明了獎項的劃分標準：

三等獎（S獎）：團隊齊心協(xié)力回應比賽問題并提交了解決方案報告。然而，該報告對所有或部分需求的回答是不完整的，或者建模過程、分析、結論或表達中存在一些缺陷或弱點。

二等獎（H獎）：該團隊的解決方案在解決所有問題方面付出了高于平均水平的努力，在問題解決、分析、結論和結果表達的某些方面表現出色。

一等獎（M獎）：團隊的解決方案報告在建模和解決問題、分析、總結、溝通等方面表現出色。該報告以清晰、支持良好、組織良好和呈現良好的方式處理了所有需求。

特等獎入圍獎（F獎）：授予那些解決方案報告堪稱典范并進入最后一輪評審的團隊。這些論文以一種有組織的、清晰的表述方式呈現了完整的、邏輯的分析，而不僅僅是滿足需求。這些論文容易閱讀，易于遵循，邏輯完整和全面。特等獎入圍獎的論文是所有團隊提交的最好的論文之一。

特等獎（O獎）：在最后一輪的評審中，特等獎小組的解決方案報告被確定為“最佳中的最佳”。這些團隊的報告在建模和解決問題、分析和溝通方面的模范學生工作方面是相對于競賽提交的最高水平。COMAP可以公布并使用這些提交的全部或部分作品作為優(yōu)秀學生作品的范例。

簡而言之：

S獎提交了報告，但論文一些部分存在比較明顯的問題

H獎完整解答了問題，在某些方面表現出色

M獎完整解答了問題，總體表現出色，且論文表達清晰

F獎各方面表現優(yōu)秀，論文完整、清晰、邏輯性強

O獎為“優(yōu)中選優(yōu)”

想要在HiMCM / MidMCM競賽中獲取較高的獎項，核心是什么？

上圖里C指的是完整性(Completion)，指的是完整回應比賽所提出的問題；P指的是流暢性（Proficiency)代表團隊選用了合適的模型、完成了所有建模問題同時對建模過程進行了清晰的表達，I指的是創(chuàng)新性(Innovation)，這一層級代表的是不僅過程恰當而且各個環(huán)節(jié)有出色的甚至是創(chuàng)新性的表現。

這三個層級是逐層遞進的，C至P至I，比如沒有過程完整性的創(chuàng)新也是沒有意義的。根據這個標準，A、B、C三類論文所對的層級分別如下圖所示：

C位于完成層次或完成層次以下，B位于完成層次和流暢層次之間，而A則是介于流暢層次與創(chuàng)新層次之間。