应用数学(第2册)

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出版时间:1900-01-01
价格:12.50元
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isbn号码:9787810446518
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  • 微积分
  • 线性代数
  • 概率论
  • 数值分析
  • 数学分析
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具体描述

应用数学(第2册) 本书是《应用数学》系列的第二卷,旨在为读者提供更深入、更广泛的应用数学知识体系。在第一册的基础上,本卷将重点关注数学在现代科学、工程、经济及社会发展等诸多领域的深度应用,并辅以大量经典案例分析与前沿研究动态,帮助读者构建起一套坚实的理论基础和灵活的解决问题能力。 核心内容概述: 本书涵盖了应用数学的多个重要分支,重点突出其内在联系和跨学科应用。 概率论与数理统计的深化应用: 随机过程与马尔可夫链: 详细介绍泊松过程、指数分布、布朗运动等基本随机过程,并深入探讨马尔可夫链的性质、应用(如金融建模、排队论、可靠性分析)及其在离散和连续时间上的表现。重点分析其在模拟复杂系统动态行为中的作用。 统计推断的高级方法: 涵盖参数估计(最大似然估计、矩估计)、假设检验(t检验、卡方检验、ANOVA)、区间估计的原理与应用。同时,引入非参数统计方法,如秩和检验、Kolmogorov-Smirnov检验,以应对不满足参数模型假设的数据。 贝叶斯统计: 阐述贝叶斯定理、先验分布、后验分布的概念,介绍贝叶斯估计和推断方法,并展示其在数据融合、机器学习中的优势,尤其是在小样本或信息不完整情况下的鲁棒性。 时间序列分析: 介绍ARIMA模型、GARCH模型等经典时间序列模型,分析其在金融市场预测、经济趋势分析、信号处理等领域的应用,并探讨如何处理季节性、趋势性和非平稳性。 优化方法与运筹学: 线性规划的拓展: 除了标准单纯形法,还将介绍对偶理论、灵敏度分析,以及在网络流问题、指派问题、背包问题等中的应用。 非线性规划: 讲解无约束和约束非线性优化问题,介绍梯度下降法、牛顿法、共轭梯度法等迭代优化算法,并讨论KKT条件等最优性条件。 整数规划与组合优化: 探讨整数线性规划、混合整数规划的求解方法(如割平面法、分支定界法),以及在生产计划、资源分配、路径规划等领域的应用。 动态规划: 阐述动态规划的思想,分析其在最短路径问题、背包问题、装配线平衡问题等中的应用,强调最优子结构和重叠子问题的应用。 仿真技术: 介绍离散事件仿真、连续仿真在评估系统性能、优化流程、风险分析中的应用,并讲解常用的仿真软件和方法。 数值分析与计算方法: 线性方程组的数值解法: 深入分析直接法(如LU分解、Cholesky分解)和迭代法(如Jacobi法、Gauss-Seidel法、共轭梯度法)的原理、收敛性及其在工程计算中的选择。 微分方程的数值解: 介绍常微分方程(ODE)的初值问题和边值问题的数值解法,如欧拉法、改进欧拉法、Runge-Kutta法、有限差分法等,并探讨其在物理模拟、生物模型等领域的应用。 插值与逼近: 讨论多项式插值(Lagrange、Newton)、样条插值,以及最小二乘逼近等方法,强调其在数据拟合、函数逼近中的作用。 数值积分与求导: 介绍梯形法则、辛普森法则、高斯积分等方法,并阐述数值微分的常用技术。 其他重要应用领域(选讲): 图论及其应用: 介绍图的表示、遍历、连通性、最短路径算法(Dijkstra、Floyd-Warshall)、最小生成树算法(Prim、Kruskal),以及在网络分析、社交网络、数据挖掘中的应用。 微分几何基础及其应用: 简要介绍曲线和曲面的基本概念,如曲率、法向量、测地线,并联系其在计算机图形学、机器人学、流体力学中的应用。 学习特点与优势: 理论与实践相结合: 本书不仅提供严谨的数学推导和理论阐述,更通过大量详实的案例研究,展示数学工具如何在实际问题中发挥作用。案例覆盖了金融工程、生物医学、信息技术、交通运输、环境科学等多个学科领域。 循序渐进,结构清晰: 各章节之间逻辑关系明确,知识点层层递进,方便读者逐步深入理解。教材结构紧凑,内容翔实,既有广度也有深度。 强调建模能力: 鼓励读者将现实问题抽象化,构建数学模型,并运用本书所学工具进行求解和分析,从而培养解决复杂问题的能力。 算法与计算的结合: 在介绍理论的同时,也关注算法的实现细节和计算效率,为读者提供初步的编程实现思路。 启发式教学: 通过设置思考题、讨论题以及推荐的扩展阅读,激发读者的学习兴趣和探索精神,培养其独立思考和解决问题的能力。 目标读者: 本书适合以下读者群体: 数学、统计学、计算机科学、工程学、经济学、金融学等相关专业的本科高年级学生及研究生。 在科研、工程、金融、数据分析等领域工作的专业人士,希望系统提升应用数学能力,解决实际工作中遇到的复杂问题。 对应用数学的广泛应用感兴趣的自学者。 通过学习《应用数学(第2册)》,读者将能够更加自信地运用数学语言描述、分析和解决现实世界中的挑战,为在各自领域取得更大的成就奠定坚实的基础。

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读后感

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《应用数学(第2册)》的语言风格是我非常欣赏的一点。作者在写作时,并没有使用过于晦涩难懂的学术术语,而是尽量用清晰、简洁、富有逻辑性的语言来阐述复杂的数学概念。即使是对于一些相对抽象的数学理论,作者也会通过生动形象的比喻、贴近生活的实例,以及详细的图表和公式推导,来帮助读者理解。例如,在讲解“微分方程”在物理建模中的应用时,作者就从经典的阻尼振动、人口增长等问题出发,逐步引入微分方程的概念,并详细阐述了如何建立模型、求解方程以及解释方程的物理意义。这种循序渐进的讲解方式,让我在学习过程中感到轻松且富有成就感。我尤其喜欢书中对于“傅里叶分析”的介绍,它将一个复杂的周期函数分解为一系列简单的三角函数之和,这种“化繁为简”的思想在信号处理、图像分析等领域有着广泛的应用。作者通过对不同信号的傅里叶变换的图示,直观地展示了其分解过程和结果,这让我对傅里叶分析的应用有了非常直观的认识。我感觉作者就像一位耐心的老师,一步步引导我进入数学的奇妙世界,解决了我以往在学习数学时遇到的很多困惑,让我对数学的应用充满了新的认识和期待。

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《应用数学(第2册)》在案例分析方面做得尤为出色。书中列举了大量来自不同领域的真实案例,详细展示了数学工具如何被用来分析问题、建立模型、预测结果并最终指导决策。这些案例不仅具有很强的说服力,而且能够帮助我将所学的数学知识与实际应用紧密结合起来。我尤其对书中关于“时间序列分析”在金融市场预测中的应用部分很感兴趣。作者通过分析股票价格、经济指标等历史数据,展示了如何利用ARIMA模型、GARCH模型等来捕捉数据的波动性、识别趋势并进行未来预测。书中对这些模型的数学原理进行了清晰的解释,并附带了具体的案例分析过程,让我能够一步步地理解模型是如何构建和应用的。这种理论与实践相结合的学习方式,极大地提升了我的学习兴趣和效率。我发现,通过这些案例,我可以更好地理解数学公式背后的逻辑,并认识到数学在现实世界中的巨大价值。这本书让我对应用数学的认识不再局限于书本上的公式,而是上升到了一个更具实践意义的层面,这对我未来的学习和职业发展都将产生积极的影响。

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《应用数学(第2册)》在数学工具的介绍上,也做得十分全面。它不仅讲解了各种数学概念和理论,还介绍了如何使用相关的数学软件和编程语言来实现这些数学模型的计算和模拟。我一直对如何将理论知识转化为实际的计算过程感到好奇,而这本书恰好满足了我的这一需求。书中对Python、MATLAB等常用科学计算软件在数学建模和数据分析中的应用进行了详细的介绍,并且提供了相应的代码示例。我尤其喜欢关于“机器学习”中的“支持向量机”的章节,它不仅解释了SVM的数学原理,如核函数、间隔最大化等,还展示了如何使用Python库(如scikit-learn)来实现SVM分类器,并对模型进行训练和评估。这种“理论+实践”的学习模式,让我在掌握数学理论的同时,也学会了如何运用现代计算工具来解决实际问题。我感觉这本书不仅传授了知识,更培养了我解决问题的能力,让我能够更自信地将所学应用于未来的学习和工作中,对我的发展非常有益。

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这本书在数学概念的阐释上,做得非常到位。对于每一个新的数学工具或理论,作者都会先从其产生的背景、解决的问题出发,然后再逐步引出数学定义、性质以及最重要的——它的应用。这种“问题驱动”的学习方式,让我能够更深入地理解这些数学知识的意义和价值,而不是仅仅停留在对公式和定理的记忆上。我印象深刻的是关于“图论”的章节,它介绍了图作为一种描述对象之间关系的数学模型,以及在网络分析、路径规划等方面的应用。作者通过生动的例子,比如社交网络中的关系、地图上的道路连接等,来解释图的基本概念,如顶点、边、路径等,并详细阐述了诸如最短路径算法(Dijkstra算法)等在实际生活中的应用,例如导航系统中的路线规划。这种将抽象的图论概念与我们熟悉的现实世界联系起来的方式,让我对图论的应用有了非常深刻的理解,也认识到它在解决复杂问题时所扮演的关键角色。这本书让我明白,数学不仅仅是抽象的符号和逻辑,更是解决现实世界各种问题的强大工具,它赋予了我一种全新的思考方式和解决问题的方法,让我受益匪浅。

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书中对一些数学概念的解释,能够深入到问题的本质。例如,在讲解“随机过程”时,作者并没有仅仅给出马尔可夫链、布朗运动等概念的定义,而是深入探讨了这些随机过程背后的概率模型和统计特性,以及它们在金融、物理、工程等领域的应用。我印象深刻的是关于“泊松过程”的讲解,它用于描述单位时间内事件发生的次数,例如通信系统中的呼叫到达、放射性衰变等。作者不仅解释了泊松过程的概率分布,还详细推导了其均值、方差等统计量,并分析了其在排队论、可靠性工程等领域的应用。这种深入的讲解,让我不仅仅是“知道”了这些概念,而是真正“理解”了它们的内在逻辑和应用价值。这本书让我对数学的理解更加深刻,也让我能够更灵活地运用数学工具来分析和解决各种复杂问题,我感到非常受益。

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拿到这本《应用数学(第2册)》时,我首先被它扎实的封面和清晰的排版所吸引。作为一名对数学在实际生活中应用充满好奇的学生,我一直期待着能够深入了解那些抽象概念背后蕴含的逻辑和力量。这本书的序言部分就很好地满足了我的这种期待,它没有直接抛出枯燥的公式,而是娓娓道来数学如何渗透到我们生活的方方面面,从经济模型到物理现象,从工程设计到信息传递,无处不在的数学语言为我们构建了一个更加理性、可预测的世界。作者在序言中提到,本书旨在 bridging the gap between theoretical knowledge and practical problem-solving,这句话让我对接下来的学习充满了信心。它强调的不是死记硬背,而是理解和应用,这恰恰是我在以往的数学学习中常常感到力不从心的地方。我喜欢作者用一种非常人性化的方式来介绍数学的魅力,将那些看似高深莫测的理论与我们熟悉的日常情境巧妙地联系起来,例如,在介绍概率论时,作者就从生活中常见的抽奖、天气预报等例子入手,让读者在轻松的氛围中理解概率的基本概念及其应用。这种“润物细无声”的引入方式,无疑大大降低了学习的门槛,也激起了我进一步探索的欲望。封面的设计也非常简洁大气,没有过多的花哨装饰,但却透露出一种专业和严谨的气息,这让我对书的内容充满了期待,仿佛预见到书中将是一片逻辑清晰、知识丰富的海洋等待我去遨游。

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翻开《应用数学(第2册)》的目录,我立刻被其内容的广度和深度所震撼。它不仅仅局限于某个单一的应用领域,而是涵盖了数学在经济学、物理学、计算机科学、工程学乃至生物学等多个学科中的应用。这种跨学科的视野让我意识到,数学的强大之处在于它的普适性和连接性,它能够作为一种通用的语言,帮助我们理解和解决不同领域的问题。我特别关注了其中关于“最优化理论”的章节,这部分内容对于我理解经济决策和资源分配有着至关重要的作用。书中对各种优化算法的介绍,如梯度下降法、牛顿法等,都配有详尽的数学推导和易于理解的图示,这对于我这种数学基础不算特别扎实的读者来说,简直是福音。作者并没有回避复杂的数学证明,但同时又提供了直观的几何解释,帮助我们从不同维度理解这些算法的原理。我尤其喜欢书中关于“线性规划”的应用案例,它被用来解决生产调度、运输路线规划等实际问题,这种将抽象数学模型转化为具体操作指令的能力,让我深深体会到应用数学的价值。此外,书中还提到了“博弈论”在经济行为分析中的应用,这让我对市场竞争和策略选择有了更深刻的理解。读完这一章节,我仿佛打开了一扇通往经济世界大门的新视角,对未来的学习和实践充满了信心,也更加期待接下来对其他章节的深入探索,相信这本书一定会为我打开更广阔的知识视野。

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这本书的章节编排逻辑清晰,循序渐进,让学习过程更加顺畅。作者并没有试图一次性灌输大量的知识点,而是将内容分解成一个个易于理解的模块,每个模块都围绕着一个特定的数学应用领域展开。我发现,当我对某个数学概念的理解不够深入时,书中往往会提供相关的补充材料或者回顾性的讲解,这对于我这样需要反复理解和巩固的学习者来说,是非常友好的。例如,在讲解“数值分析”中的误差分析时,作者首先回顾了近似计算的概念,然后详细介绍了截断误差和舍入误差的来源及其计算方法,并提供了如何通过改进算法来减小误差的策略。这种“温故而知新”的学习方式,让我能够更扎实地掌握每一个知识点,并且能够逐步构建起对整个应用数学领域的理解。我尤其喜欢书中对“有限元方法”的介绍,它在工程领域,特别是在结构分析、流体动力学等方面的应用非常广泛。作者通过将复杂的连续问题离散化为一系列小的、易于处理的单元,并利用矩阵方程来求解,清晰地展示了这种方法的强大之处。这本书就像一位循循善诱的导师,引领我一步步地深入探索数学的奥秘,让我对未来的学习充满了信心和期待。

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这本书的参考文献和进一步阅读的建议,对于我这样希望深入学习的读者来说,是极其宝贵的。在每个章节的末尾,作者都会列出一些相关的经典文献和前沿研究,并对这些文献的特点和适用范围进行简要的介绍。我发现,通过这些参考文献,我可以进一步扩展我的知识边界,了解更多关于应用数学的最新发展和研究动态。例如,在阅读完关于“偏微分方程”在物理建模中的应用后,我根据作者的建议,查阅了一些关于“有限差分法”和“有限元法”的专业书籍,这让我对数值求解偏微分方程有了更深入的了解。这种“授人以鱼不如授人以渔”的学习方式,不仅让我获得了书本上的知识,更培养了我自主学习和探索的能力。我相信,这本书将是我在应用数学领域学习道路上一个重要的里程碑,它为我提供了一个坚实的基础,也点燃了我对未来深入研究的激情和动力。

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《应用数学(第2册)》在提供严谨的数学推导的同时,也十分注重培养读者的数学直觉。作者常常会通过几何解释、可视化图表等方式,来帮助读者建立对抽象数学概念的感性认识。我发现,当我遇到一些难以理解的数学证明时,书中提供的几何解释往往能起到事半功倍的效果。例如,在讲解“拉格朗日乘数法”在约束优化问题中的应用时,作者就将其与等高线和约束曲线相切的几何意义联系起来,直观地展示了寻找最优解的过程。这种将抽象的代数计算与直观的几何图形相结合的讲解方式,大大加深了我对数学概念的理解,并帮助我建立起对数学问题的直觉判断能力。我感觉这本书不仅是一本教材,更像是一位引导我发现数学之美的向导,它让我不仅学会了计算,更学会了“看”数学,学会了从更深层次去理解和欣赏数学的精妙之处,这种体验是非常宝贵的。

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