具体描述
《工程硕士研究生教材·工程数学上册:数值分析与矩阵论》为上册。数值分析部分内容由解线性代数方程组的直接法和迭代法、矩阵特征值和特征向量的计算、非线性方程的数值解法、插值与逼近、数值积分、常微分方程初值问题的数值解法等基本内容组成。矩阵部分内容由矩阵基础知识、线性空间与内积空间、线性变换、矩阵的标准型、矩阵函数、广义逆等基本内容组成。书中内容力求精简,系统性强,循序渐进,易于教学。
培养工程硕士研究生是为适应我国经济建设中对应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才的需要所采取的一项重要举措。“工程数学”课程是工程硕士研究生培养中一门重要的基础课,它适应不同专业、不同学习内容的要求,以及在较少的学时内掌握其所学专业必须具备的数学基础这一实际情况,编写一本可以根据各专家实际情况教学的教材是十分必要的。
作者简介
前言
第I部分 数值分析
第一章 绪论
1.1 计算方法的意义
1.2 误差及有关概念
1.3 数值计算中必须注意的几个原则
第二章 解线性代数方程组的直接法
2.1 Gauss消去法
2.2 矩阵的三角分解
2.3 解三对角方程组的追赶法
第三章 解线性代数方程组的迭代法
3.1 基本迭代法
3.2 范数及方程组的性态、条件数
3.3 收敛性分析
3.4 共轭梯度法
第四章 矩阵的特征值和特征向量的计算
4.1 引言
4.2 乘幂法与反幂法
4.3 Jacobi方法
4.4 QR方法
第五章 非线性方程的数值解法
5.1 二分法
5.2 迭代法
5.3 迭代法的收敛阶和加速收敛方法
5.4 牛顿迭代法
5.5 弦截法
第六章 插值与逼近
6.1 插值的基本概念
6.2 拉格朗日插值
6.3 牛顿插值
6.4 埃尔米特插值
6.5 三次样条插值
6.6 B-样条函数
6.7 正交多项式
6.8 最佳平方逼近
6.9 曲线拟合的最小二乘法
第七章 数值积分
7.1 数值积分概述
7.2 牛顿-柯特斯求积公式
7.3 自适应积分法
7.4 龙贝格求积算法
7.5 高斯求积方法
第八章 常微分方程初值问题的数值解法
8.1 龙拉方法
8.2 龙格-库塔方法
8.3 收敛性与稳定性
习题Ⅰ
习题Ⅰ答案
参考书目Ⅰ
第Ⅱ部分 矩阵论
习题Ⅱ
习题Ⅱ答案
参考书目Ⅱ
目录信息
读后感
用户评价
这本《工程数学上册》简直是为我这种基础薄弱的工科生量身定做的“救命稻草”!拿到书的时候,我还在担心那些高深的微积分和线性代数概念会不会又让我一头雾水。然而,翻开目录才发现,作者在内容编排上简直是煞费苦心。它不像那些纯理论书籍那样冷冰冰地堆砌公式,而是非常注重与实际工程问题的结合。比如,在讲解向量空间时,书中穿插了关于结构稳定性和应力分析的实例,让我立刻明白了这些抽象概念在现实中的用途。特别是对那些定义和定理的推导过程,讲解得极其清晰透彻,每一步逻辑衔接都非常顺畅,即使是初次接触这些知识点,也能感受到作者循序渐进的引导。我特别喜欢它在每章后面设置的“工程应用探究”栏目,那些小小的案例分析,让我不再觉得数学是脱离实际的空中楼阁,而是解决工程难题的强大工具。这本书的排版也值得称赞,字迹清晰,图示精美,那些复杂的几何图形和函数图像都绘制得非常准确,这对于我们理解空间关系至关重要。说实话,以前我对学好数学一直抱有抵触情绪,但有了这本书作为向导,我感觉自己正在稳步建立起扎实的数学基础,对后续的专业课程也更有信心了。
坦白讲,我对工程数学的理解一直停留在“解题机器”的层面,直到我接触了这本教材。它带给我最大的震撼是关于数学思维方式的重塑。以前我总觉得微积分就是求导数、求积分,线性代数就是矩阵乘法,但这本书巧妙地将这些看似独立的知识点用一个统一的“建模”视角串联起来了。例如,在讲解常微分方程时,它不仅仅是介绍解法,而是花费大量篇幅讨论了振动系统和电路模型是如何通过微分方程来描述的,这对于理解动态系统的行为至关重要。书中对于概念的引入非常克制且精妙,不会一下子扔给你一堆定义,而是通过一个看似简单的物理现象开始,逐步抽象、升华,最终自然而然地引出所需的数学工具。我尤其欣赏书中对“抽象”的解释,作者用非常形象的比喻,将抽象代数中的群、环、域等概念,与工程中的对称性、守恒律等联系起来,一下子就拉近了理论与实践的距离。读完一部分后,我感觉自己看待工程问题的方式都变得更具结构性和系统性了,不再是零散地套用公式,而是从更底层的数学原理上去把握问题的本质。
作为一名研二的学生,我手中的参考书已经堆成了小山,但唯独这本《工程数学上册》是我在解决实际项目难题时,翻阅频率最高的工具书之一。它的深度和广度把握得恰到好处,没有过度偏重于纯粹的理论证明,而是将重点放在了工程领域应用最频繁的知识点上。我记得有一次,我们在做一个复杂的优化模型时,遇到了高维积分的问题,当时我们团队的几个人都被卡住了。翻到这本书里关于多重积分和坐标变换的那一章,书中关于流体力学中边界层分析的例子,让我茅塞顿开,立刻找到了解决我们模型中奇异点的突破口。这本书的厉害之处在于,它不只是告诉我们“怎么算”,更重要的是教会我们“为什么这么算”——它深入剖析了数学工具背后的物理意义和几何直观。很多教材只是罗列了泰勒展开公式,但这本书会用具体的曲面拟合问题来解释其必要性。此外,书中的习题设计也很有层次感,从基础巩固到综合应用,难度梯度非常合理,是检验学习成果的绝佳材料。可以说,它更像是一位经验丰富的老教授在身边手把手地指导你如何将数学思维转化为工程洞察力。
这本书的文字风格是极其严谨而又充满学者的风范,每一个论述都仿佛经过了千锤百炼。我发现它在细节处理上达到了近乎苛刻的程度,这在学术教材中是难能可贵的。比如,它在介绍傅里叶分析时,对狄利克雷条件和收敛性的讨论非常详尽,给出了不同函数族下的严格条件,这确保了我们在实际应用中不会因为条件不满足而得到错误的信号处理结果。市面上很多教材为了追求篇幅和速度,会把这些严谨性略去,只讲“能用”的方法,但这本教材明显志不在此。它追求的是“必须正确”的方法。我经常会对比着看其他几本参考书,发现很多地方的表述,这本教材的处理更为精妙、不易产生歧义。对于那些追求“知其然,更要知其所以然”的读者来说,这本书简直是宝库。它让我深刻体会到,真正的工程能力,是建立在对数学基础扎实、无懈可击的理解之上的。它不仅仅是一本教材,更是一本可以长期珍藏并时常翻阅的数学工具书。
初翻此书,我最大的感受是其知识体系的完整性和逻辑的递进性。它不是简单地将微积分、线性代数和概率论这些课程的内容拼凑在一起,而是精心构建了一个从基础到高阶的数学知识网络。上册内容侧重于对变化率和累积量的精确描述,这体现在其对微积分的深入讲解上,特别是对微分方程初值问题的处理,它不急于给出解法,而是先建立起解的存在性和唯一性的理论框架。这种先立规矩再演练的教学思路,极大地增强了学习的内在逻辑性。我发现自己过去对于不定积分和定积分的混淆,在这本书的清晰界定下彻底消除了。更令人惊喜的是,书中对概率统计部分的引入非常自然,它紧密结合了误差分析和数据拟合的工程需求,使得概率论不再是孤立的数学分支,而是成为误差处理和不确定性量化的关键工具。读完这本上册,我感觉自己像是完成了一次数学思维的“打地基”工程,为后续学习更高级的数理方程和数值方法,奠定了无可动摇的根基。