Matematiksel model, bir sistemin matematiksel kavramlar ve dil kullanılarak tanımlanmasıdır. Matematiksel bir model oluşturma süreci matematiksel modelleme olarak adlandırılır. Matematiksel modeller doğa bilimlerinde (fizik, biyoloji, yer bilimi, meteoroloji gibi) ve mühendislik disiplinlerinde (bilgisayar bilimi, yapay zeka gibi) kullanılır. Ayrıca sosyal bilimlerde de (ekonomi, psikoloji, sosyoloji ve siyaset bilimi gibi) kullanılırlar. Fizikçiler, mühendisler, istatistikçiler, yöneylem araştırması analistleri ve ekonomistler matematiksel modelleri çok kullanırlar[1][2].
Matematiksel modeller birçok şekilde olabilir. Model türleri şunları içerir:
- dinamik sistemler - değişen sistemler için,
- istatistiksel modeller - büyük ölçüm veya veri gruplarındaki örüntüleri bulmak için,
- diferansiyel denklemler - değişkenlerin zaman içinde nasıl değiştiğini incelemek için veya
- oyun teorisi modelleri - birçok bağımsız karar vericinin nasıl etkileşime girebileceğini incelemek için.
Bu ve diğer model türleri, çeşitli soyut yapıları içeren belirli bir modelle örtüşebilir. Matematiksel modeller mantıksal modelleri içerebilir. Birçok durumda, bilimsel bir alanın kalitesi, teori üzerine inşa edilen matematiksel modellerin tekrarlanabilir deneylerin sonuçlarıyla ne kadar uyumlu olduğuna bağlıdır. Teorik matematiksel modeller deneysel ölçümlerle uyuşmadığında, bilim insanları modeli düzeltmeye çalışır. Bu tür düzeltmeler, gerçekleri açıklamak için daha iyi teorilere giden yolu açar.