数值分析与实验

数值分析与实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:北京工大大学出版社
作者:薛毅
出品人:
页数:165
译者:
出版时间:2005-3
价格:22.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787563914456
丛书系列:
图书标签:
  • 数值分析
  • 科学计算
  • 算法
  • 数学
  • 高等教育
  • 理工科
  • 实验
  • 数值方法
  • 计算数学
  • 工程数学
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具体描述

本书力图将数值分析的基本知识与Matlab软件有机地结合,强调数值分析的基本方法与相关算法的Matlab实现。介绍如何应用Matlab提供的数值分析有关的函数来实现数值分析中的各种方法,强调数值方法的应用,目的是使读者在学习数值分析的方法之后,能够应用数学软件来解决实际问题。

本书分三个层次,第一个层次是数值分析的基本方法,与相应算法的Matlab实现;第二个层次是对数值分析中的一些问题作深入讨论,是数值分析内容的扩展;第三个层次是介绍与数值分析有关的Matlab函数,以案例的形式来分析问题,讨论如何运用数值分析的知识以及相关的Matlab函数解决实际问题。

本书可作为“数值分析”实习或实验课的教材或教学参考书,可作为“数值分析”课程和教学实验课的辅助教材,也可供科技工作者和工程技术人员学习与参考。本书对如何运用Matlab函数解决数值分析中的各类问题,将会提供很大的帮助。

《科学计算的基石:深入探索数值方法与实践》 本书并非《数值分析与实验》,而是旨在为读者打开一扇通往科学计算世界的大门,深入剖析支撑现代科学研究与工程应用的核心技术——数值方法的原理,并辅以实际操作的指南。我们致力于构建一个严谨而易于理解的框架,帮助读者掌握解决复杂数学问题、模拟物理现象、优化工程设计的强大工具。 核心理念与覆盖内容: 本书不包含任何关于《数值分析与实验》这本书本身的论述或评论,而是专注于其核心内容——数值方法的原理、算法及其在实际问题中的应用。我们将从最基础的数学概念出发,逐步引导读者领略数值计算的精妙之处。 第一部分:数值计算的数学基础 误差分析与精度控制: 任何数值计算都离不开对误差的认识和控制。本部分将深入探讨不同类型的误差(截断误差、舍入误差),介绍误差传播规律,并教授如何评估和最小化计算误差,以确保结果的可靠性。我们将涵盖诸如病态问题、条件数等概念,理解它们对数值解稳定性的影响。 函数逼近与插值: 许多实际问题需要我们用简单的函数来近似复杂的函数。本部分将详细讲解多项式插值(如牛顿插值、拉格朗日插值)、样条插值等方法,以及它们在数据平滑、函数逼近中的应用。我们将分析不同插值方法的优缺点,以及如何选择最适合的插值策略。 数值积分与微分: 许多物理定律和工程模型涉及积分和微分方程的求解。本部分将介绍一系列经典的数值积分方法,如梯形法则、辛普森法则,以及更高级的牛顿-科特斯公式。同时,我们将探讨数值微分的技术,理解其在计算导数时的挑战和对策。 方程求根: 求解方程的根是科学计算中的一个基本问题。本部分将详细介绍二分法、牛顿法、割线法、不动点迭代等多种方程求根算法,并分析它们的收敛速度和适用范围。我们将探讨如何处理多重根、复数根以及如何提高迭代的鲁棒性。 第二部分:线性代数方程组的数值解法 直接法: 对于线性方程组,直接法提供了一种精确(理论上)的求解途径。本部分将深入讲解高斯消元法及其派生方法(如LU分解、Cholesky分解),分析它们的计算复杂度和稳定性。我们将讨论如何通过选择合适的消元顺序来提高效率和稳定性,以及在处理大规模稀疏矩阵时的技巧。 迭代法: 当方程组规模庞大时,迭代法通常是更优的选择。本部分将系统介绍雅可比迭代法、高斯-赛德尔迭代法、逐次超松弛(SOR)迭代法等经典迭代算法,并深入分析它们的收敛条件和收敛速度。我们将探讨预条件技术如何加速迭代过程,以及在不同类型矩阵上迭代法的表现。 第三部分:常微分方程与偏微分方程的数值求解 常微分方程(ODE)的数值解法: 许多物理和工程过程都可以用常微分方程来描述。本部分将介绍欧拉法(向前、向后、改进)、龙格-库塔法(如四阶龙格-库塔法)、多步法(如Adams-Bashforth法、Adams-Moulton法)等求解常微分方程初值问题(IVP)的常用方法。我们将讨论这些方法的阶数、稳定性和适用性,以及如何处理刚性方程。 偏微分方程(PDE)的数值解法: 偏微分方程在流体力学、传热学、电磁学等众多领域扮演着核心角色。本部分将初步介绍有限差分法,讲解如何将微分算子离散化,并求解热传导方程、波动方程、拉普拉斯方程等经典偏微分方程。我们将探讨不同差分格式(如显式、隐式、Crank-Nicolson格式)的稳定性和精度,以及如何处理边界条件。 第四部分:优化方法与数据拟合 无约束优化: 找到函数的最优值是许多科学和工程问题的目标。本部分将介绍梯度下降法、牛顿法、共轭梯度法等无约束优化算法,分析它们的收敛性和效率。 约束优化(初步): 在实际问题中,我们往往需要在特定约束条件下进行优化。本部分将初步介绍拉格朗日乘子法等处理约束优化问题的方法。 最小二乘法: 数据拟合是理解和解释实验数据的重要手段。本部分将详细讲解线性最小二乘法和非线性最小二乘法,如何通过拟合函数来逼近观测数据,并评估拟合的优劣。 实践与案例分析: 本书的理论讲解将紧密结合实际应用。每一章节都将包含丰富的案例分析,涵盖物理模拟(如弹簧振子、行星轨道)、工程计算(如结构稳定性分析、电路仿真)、数据处理(如曲线拟合、信号平滑)等多个领域。通过这些实例,读者可以直观地理解数值方法的应用场景和威力,并将所学知识融会贯通。 学习本书的收获: 通过学习本书,您将: 建立扎实的数值计算理论基础: 深刻理解各种数值算法的原理、优势与局限性。 掌握解决实际问题的能力: 能够运用恰当的数值方法分析和解决科学与工程中的挑战性问题。 培养科学的计算思维: 学习如何评估计算结果的可靠性,并进行有效的误差控制。 为进一步学习打下坚实基础: 为深入研究数值方法、高性能计算、机器学习等领域做好准备。 本书面向广大对科学计算感兴趣的学生、研究人员和工程师。无论您是初学者还是有一定基础的读者,都能从中获得深刻的启示和实用的技能。我们相信,《科学计算的基石:深入探索数值方法与实践》将成为您在量化世界中探索的得力伙伴。

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目录信息

读后感

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用户评价

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《数值分析与实验》这个书名,简洁明了,却蕴含着我一直以来所追求的学习目标。我深信,数学知识的价值最终体现在其应用之中,而数值分析正是实现这一价值的关键途径。我期待这本书能够成为我理解和掌握这些方法的有力助手,它不仅仅需要讲解那些抽象的数学理论,更需要带领我走进实际的计算世界。我希望它能够详细阐述诸如有限元方法、样条插值、非线性规划等重要的数值分析技术,并深入剖析它们在数学模型中的作用。更重要的是,“实验”二字,暗示了本书将提供实践的途径。我渴望书中能包含清晰的实验步骤,最好能提供用Python、MATLAB等语言编写的代码示例,让我能够亲手实现这些算法,并通过运行程序来观察计算结果,理解其行为特性。我希望通过这些实践,能够学会如何评估算法的准确性、收敛性和稳定性,并能够针对具体问题选择最合适的数值方法。如果书中还能提供一些关于如何处理实际数据中的不确定性和噪声的策略,或者展示如何利用数值分析来解决一些真实的科学或工程问题,那将是对我学习过程的巨大推动。我期望这本书能够让我不仅仅是“知道”数值分析,更能“做到”数值分析,将数学理论转化为解决问题的实际能力。

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这本书的标题《数值分析与实验》,本身就传递了一种务实的态度。我一直认为,学习数学,尤其是工程数学,最终的目的不是为了记住那些优美的公式,而是为了能够运用它们来解决现实世界中的问题。而“数值分析”正是连接理论数学与实际应用的关键桥梁,“实验”则更是将这种连接具象化、可操作化的重要环节。因此,我对这本书的核心期望是,它能够清晰地阐述各种数值算法的原理,并且给出完整的实现步骤,让我能够真正地“动手”去实践。我希望书中会涵盖一些基础但又至关重要的数值方法,比如如何使用泰勒展开来理解误差的来源,如何通过迭代法来逼近方程的根,又如何利用矩阵的特征值来分析系统的稳定性。更令我期待的是“实验”部分。我希望这不仅仅是简单地展示几个计算结果,而是能够指导我如何去设计实验,如何去收集数据,如何去评估算法的性能,例如收敛速度、精度、稳定性等等。我希望它能提供一些具体的编程实现,最好是使用现在比较流行的编程语言,比如Python,配合NumPy、SciPy这样的科学计算库,这样我可以快速地将理论知识转化为实际操作,并能看到可视化的结果。如果书中还能包含一些关于如何处理不确定性、如何进行敏感性分析的内容,那将是锦上添花。我期待通过这本书,能够深刻理解数值分析在解决实际问题中的重要作用,并培养出将理论转化为实践的计算能力。

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《数值分析与实验》这个书名,让我对这本书充满了好奇和期待。我一直认为,数学的魅力在于它的普适性和实用性,而数值分析正是将抽象的数学概念转化为具体计算过程的关键。我希望这本书能够清晰地阐述各种数值分析方法背后的数学原理,例如如何理解和应用泰勒级数展开来近似函数,如何通过迭代的方式来求解方程的根,又或者如何利用数值积分技术来计算复杂函数的积分。而“实验”二字,则让我对其充满更深的期盼。我希望这本书能够提供详细的实验指导,并且最好能够附带一些可执行的代码示例,让我能够亲自动手去验证这些数值算法的有效性。我希望能够学习到如何通过实验来分析算法的收敛速度、计算精度以及稳定性,并从中理解不同算法在不同场景下的适用性。我非常期待书中能够包含一些实际应用的案例,比如如何使用数值方法来解决工程中的优化问题,或者如何通过数值模拟来研究物理现象。如果书中还能提供一些关于如何选择合适的数值方法以及如何优化计算效率的建议,那就更能体现其价值了。我希望通过阅读和实践这本书,能够真正掌握数值分析的技能,并将其应用于我未来的学习和工作中,成为一名能够将理论知识转化为实际解决方案的实践者。

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从《数值分析与实验》这个书名来看,我能感受到一种扎实的学术风格,它直接点明了本书的核心内容,即理论与实践的结合。我非常欣赏这种不玩虚的、直奔主题的态度。我期望这本书能够为我提供一套系统而完整的数值分析方法论,让我能够理解各种算法的数学基础,同时也能够掌握如何将这些算法应用到实际计算中。我希望书中会详细讲解一些常用的数值方法,比如有限差分法在求解偏微分方程中的应用,插值与逼近技术在数据拟合中的重要性,以及如何使用最小二乘法来处理具有噪声的数据。更令我期待的是“实验”部分。我希望它不仅仅是简单地提供几段代码,而是能够指导我如何进行完整的数值实验,包括如何选择合适的算法,如何设计合理的实验步骤,如何收集和分析计算结果,以及如何评估算法的优劣。我希望书中能够包含一些使用现代编程语言(例如Python)和科学计算库(例如SciPy、Pandas)的实例,让我能够轻松上手,并能够快速地将理论知识转化为实际操作。如果书中还能涉及一些关于如何处理不确定性和不完备数据的方法,那将更有助于我理解和解决复杂的现实问题。我期待这本书能够帮助我建立起一种计算思维,让我能够灵活运用数值分析工具来解决科学研究和工程实践中遇到的挑战。

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一直以来,我在学习高等数学的过程中,总感觉隔靴搔痒,虽然能够理解定理的推导过程,但对于这些理论如何在实际工程问题中落地生根,总有些模糊不清。尤其是当涉及到一些复杂的方程组求解、积分逼近,或者微分方程的数值模拟时,我常常感到力不从心。而《数值分析与实验》这个书名,恰好点燃了我内心深处的渴望。我预期它会像一位经验丰富的向导,带领我穿梭在数学理论与计算实践的交汇点上。我希望它能系统地介绍一系列关键的数值方法,比如如何用有限差分法来逼近导数,如何利用数值积分技术来计算复杂函数的定积分,又或者如何通过龙格-库塔法来求解初值问题。更让我感到兴奋的是“实验”二字。这不仅仅意味着它会提供算法的理论讲解,更重要的是,它会将这些理论转化为可执行的代码,并且通过实际的计算实验来展示算法的性能。我设想书中的实验部分会给出清晰的步骤,可能还会包含一些预设的数据集,让我可以快速上手,验证算法的正确性,并观察不同参数对结果精度的影响。我会仔细研究书中关于误差分析的部分,理解舍入误差、截断误差是如何产生的,以及如何通过改进算法或者选择更合适的数值方法来减小这些误差。我希望这本书能够帮助我建立一种“计算思维”,让我能够将抽象的数学模型转化为可计算的算法,并能通过实验来验证和优化这些算法,最终解决实际工程中的难题。这不仅仅是为了完成课程作业,更是为了培养一种独立解决问题的能力,一种将理论转化为实际生产力的能力。

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这本书,我拿到手的时候,就觉得名字特别实在,直击主题,不像有些书名起得花里胡哨,结果内容跟名字八竿子打不着。《数值分析与实验》这个名字,至少让我对它寄予了厚望,期望它能在我深入理解那些抽象的数学理论时,提供坚实的计算工具和实践指导。我一直觉得,数学理论就像房子的骨架,而数值分析和实验就是装修和家具,没有它们,房子再宏伟也只是个空壳,无法居住。这本书的光盘(或者电子附件)里,一定装着我期待已久的秘密武器,能够将那些在纸上看起来密密麻麻的公式,变成实际可操作的程序,然后通过实验来验证它们的效果,观察它们的误差,理解它们的局限性。我特别想知道,书中会详细讲解哪些常用的数值算法,比如牛顿法、二分法、高斯消元法等等,并且会提供清晰的伪代码或者具体的编程语言实现,比如Python、MATLAB,又或者是C++。更重要的是,它会不会讲解如何选择合适的算法来解决特定的问题,以及如何评估算法的精度和效率。我脑海里已经描绘出了一幅画面:我坐在电脑前,一边对照书上的讲解,一边敲打着代码,然后运行程序,看着输出的结果,与理论推导出的答案进行比对,从中发现问题,调整参数,最终让程序按照我的意愿去解决问题。这本书,应该就是我通往这个理想状态的桥梁,让我能够真正地“玩转”数学,而不是被数学“玩弄”。它不仅仅是一本书,更是我的一个得力助手,陪我一起探索数学世界的奥秘,并将理论转化为实践的力量。我迫不及待地想翻开它,开始我的这段精彩旅程。

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《数值分析与实验》这个书名,对我而言,就像是一张藏宝图,指引着我探索数学理论的实际应用之处。我一直觉得,数学的魅力不仅仅在于它逻辑上的严谨和推理上的精妙,更在于它能够成为一把强大的工具,帮助我们理解和改造世界。然而,许多时候,我们学习的数学知识,如同漂浮在空中的理论,缺乏落地的支点。我希望这本书能够弥合这一差距,它不仅仅是枯燥的公式堆砌,更是将这些公式的生命力通过“实验”展现出来。我非常期待它能提供一些经典数值算法的详细推导和解释,例如关于有限元方法如何处理复杂几何形状的边界条件,又或是如何运用快速傅里叶变换来加速信号处理。更令我着迷的是“实验”部分。我希望书中能给出清晰的实验场景,并指导我如何运用编程语言(例如MATLAB或Python)来搭建计算模型,如何通过改变输入参数来观察输出的变化,以及如何分析这些变化背后的数学原理。我希望能够学习到如何评估数值方法的优劣,比如它的收敛性、精度以及在不同场景下的鲁棒性。如果书中还能涵盖一些关于如何选择合适的数值方法来解决特定工程问题(如流体力学模拟、图像识别中的优化问题等)的指南,那就更完美了。我希望这本书能让我从一个被动的接受者,转变为一个主动的实践者,通过亲手操作和实验,来深入理解数值分析的精髓,并将其应用到我未来的学习和工作中。

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当我看到《数值分析与实验》这个书名时,我的脑海里立刻浮现出它将如何帮助我弥合理论与实践之间的鸿沟。我一直认为,单纯地掌握数学公式和定理是不够的,更重要的是理解如何将它们转化为解决实际问题的工具。我希望这本书能够详细介绍一系列核心的数值计算方法,比如如何使用二分法或牛顿法来逼近方程的根,如何利用高斯消元法或LU分解来求解线性方程组,又或是如何应用有限差分法来离散化微分方程。更令我兴奋的是“实验”部分,我期待它能提供详实的实验指导,甚至是一些可以直接运行的Python或MATLAB代码。我希望能够通过这些实验,直观地理解算法的收敛过程,观察不同参数设置对计算结果精度的影响,并学会如何评估算法的稳定性和效率。我特别希望书中能包含一些关于误差分析的内容,让我能够深入理解舍入误差和截断误差的来源,以及如何通过选择合适的算法或采取适当的措施来减小误差。如果它还能提供一些将这些数值方法应用于具体工程领域(如信号处理、图像分析、机器学习等)的案例,那将是对我极大的启发。这本书,对我来说,不仅仅是学习知识的工具,更是一个实践的平台,我希望通过它,能够提升我的计算思维和解决实际问题的能力。

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我对《数值分析与实验》这本书的期待,更多的是它能否为我打开一扇通往“数学应用”的大门。很多时候,我们在课堂上学习的数学理论,虽然严谨而美妙,但往往显得过于抽象,与我们将来可能从事的工程、金融、科学研究等领域存在一定的距离。我渴望理解的是,这些数学工具是如何被实际应用到解决现实世界中的复杂问题的。因此,我希望这本书能够在理论讲解的基础上,提供大量贴近实际应用的案例。例如,在讲解线性方程组的求解时,它是否会展示如何利用数值方法来分析结构力学的受力情况,或者如何进行数据拟合来预测股票市场的趋势?在介绍插值与逼近时,它是否会演示如何对采集到的实验数据进行平滑处理,或者如何构建数学模型来描述物理现象?更重要的是,“实验”部分。我希望书中能够提供详细的实验指导,甚至是一些可运行的代码示例,让我能够亲自动手去实现这些数值算法,并通过运行程序来观察结果。我希望能够看到不同算法在处理相同问题时的表现差异,以及如何通过调整算法的参数来优化计算精度和效率。我期待能够通过这些实验,不仅巩固对数值分析理论的理解,更能培养出一种“调参”和“调优”的直觉,学会如何根据具体问题的特点,选择最合适的数值方法,并将其高效地实现。这本书,对我而言,不仅仅是一本教科书,更是一个实践的平台,一个让我将数学知识转化为解决实际问题能力的孵化器。

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我拿到《数值分析与实验》这本书,首先映入眼帘的是它简洁而有力的书名,这让我对它充满了期待,尤其是“实验”二字,它预示着这本书不仅仅停留在理论层面,而是能够将抽象的数学概念转化为可操作的实践。我一直认为,数学的生命力在于应用,而数值分析正是连接理论与实践的绝佳桥梁。我希望这本书能够详细讲解一些核心的数值分析技术,比如如何运用牛顿迭代法来求解非线性方程,如何用高斯消元法来处理大规模线性方程组,或者如何使用Runge-Kutta方法来逼近微分方程的解。更让我关注的是“实验”部分,我期待它能够提供具体的编程实例,例如使用Python配合NumPy和Matplotlib库,来演示这些算法的计算过程,并能够通过可视化手段(如绘制误差曲线、收敛图等)来直观地展示算法的性能。我希望书中能够包含如何分析和控制数值误差的内容,例如理解截断误差和舍入误差的来源,以及如何选择合适的算法和参数来提高计算精度。如果这本书还能涉及一些在实际工程或科学研究中广泛应用的案例,比如如何用数值方法来模拟天气变化,或者如何进行数据挖掘和机器学习中的数值优化,那就更能激起我的学习兴趣。我希望通过这本书,不仅能够掌握数值分析的基本原理,更能培养出独立设计和实现数值计算方案的能力,将数学理论应用于解决实际问题。

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