具体描述
本书根据作者利用多媒体设备从事计算方法课教学的经验编写而成,新增了常用函数值计算和函数增量计算等重要内容,体系更趋合理。书中对所论及的各种典型数学问题,通过分析问题的特点,寻找求解的思路,形成相应的算法,指导编写程序这样一条线索展开研究;通过简明的理论分析和具体的案例分析来说明算法的性能;而且给出了进一步改进算法和改写源程序代码的建议。书中对基础性的问题采用列表计算的模式编写程序;对复杂的数学问题,则采用模块化程序设计方法编写程序。
本书可作为一般理工科大学各专业3~4学分计算方法课教材或教学参考书,也可作为广大科技人员的参考书。
作者简介
目录信息
1.1 数值计算问题的提出
1.2 计算机能够完成的工作
1.3 计算方法研究的主要问题
1.4 利用机器计算的基本方法
1.5 计算方法与计算机算法
1.6 关于算法的评价
1.7 列表计算的优越性
1.8 一个完整的列表计算程序
练习题
第2章 误差分析
2.1 误差的来源与分类
2.2 误差的基本概念
2.3 有效数字
2.4 利用微分估算误差
2.5 利用条件数估算误差
2.6 近似计算的基本规则
练习题
第3章 常用函数值计算方法
3.1 引言
3.2 多项式与有理函数值计算方法
3.3 数的开平方与开立方
3.4 一元二次方程求根方法
3.5 三角函数值计算方法
3.6 对数函数值计算方法
3.7 指数函数值与幂函数值计算方法
3.8 反正弦和反余弦函数值计算方法
3.9 反正切和反余切函数值计算方法
练习题
第4章 函数增量的计算方法
4.1 引言
4.2 二次根式函数增量的计算方法
4.3 三角函数增量的计算方法
4.4 对数函数增量的计算方法
4.5 指数函数增量的计算方法
4.6 反正弦与反余弦函数增量的计算方法
4.7 反正切与反余切函数增量的计算方法
4.8 整数幂函数与多项式函数增量的计算方法
4.9 一般初等函数增量的计算方法
练习题
第5章 求函数的零点与极值点问题
5.1 函数的零点与极值点问题概述
5.2 区间对分法
5.3 黄金分割法
5.4 牛顿(Newton)迭代法
5.5 凸函数的性质与牛顿迭代法的性能分析
5.6 基于插值的方法
5.7 压缩映像原理与不动点算法
5.8 简单的非线性方程组求解
练习题
第6章 简单的无约束极值问题
6.1 问题的提法与算法框架
6.2 模块化程序设计方法
6.3 速下降法
6.4 三部曲算法
6.5 解非线性方程组的模块化程序设计方法
6.6 优化方法解非线性方程组
练习题
第7章 多项式计算
7.1 引言
……
第8章 线性方程组求解
第9章 小二乘法与曲线拟合
第10章 插值方法
第11章 数值微分与外推加速方法
第12章 数值积分
第13章 常微分方程的数值解法
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
我必须指出,本书在处理**插值与拟合**这一章节时,展现出了极高的学术深度和广度。它没有落入仅仅介绍拉格朗日插值或样条插值的俗套,而是深入剖析了不同插值方法的内在局限性,特别是当数据点分布不均匀时,高次多项式插值可能出现的“龙巴(Runge)现象”。作者用生动的例子说明了为什么在某些情况下,分段低次插值(如三次样条)反而能提供一个更平滑、更可靠的近似曲线。此外,书中对于**最小二乘法**在线性回归和非线性模型拟合中的应用差异,也有着精辟的论述。它不仅仅是告诉我们如何计算参数,更重要的是教我们如何根据数据特性来选择最合适的拟合策略,这体现了作者深厚的学科洞察力,超越了简单的“方法罗列”。
这部著作的语言风格实在是令人耳目一新,它不像传统教材那样刻板说教,反而像是一位经验丰富的同行在与你推心置腹地交流。作者对复杂概念的阐述,总能找到最恰当的比喻,让那些初学者望而生畏的数学模型,瞬间变得立体而可触。我尤其欣赏其中对于“误差分析”部分的处理,它没有停留在理论推导的层面,而是通过一系列精心设计的案例,展示了数值误差在实际工程应用中可能引发的灾难性后果。书中对**矩阵运算的稳定性**的讨论,更是深入浅出,清晰地勾勒出了不同算法之间的优劣权衡。读完这部分内容,我感觉自己对数字世界的“精确性”有了一个全新的、更加辩证的认识,不再盲目迷信计算机给出的结果,而是学会了带着批判的眼光去审视每一个计算步骤的可靠性。这种强调实践、注重思维训练的叙事方式,无疑为读者搭建了一个坚实的理论与实践之间的桥梁。
这本书的排版和图示设计堪称典范,这对于理解涉及高维空间和迭代过程的数值方法至关重要。许多教科书在呈现复杂的流程图或算法流程时,往往因为信息密度过高而显得混乱不堪,但在这里,作者巧妙地运用了色彩区分和模块化布局。特别是关于**优化算法**(如牛顿法和拟牛顿法)的收敛路径图示,清晰地标示出了每一步迭代点与最优解之间的关系,这比单纯阅读文字描述要高效得多。更让我惊喜的是,书中对算法的伪代码描述非常规范和严谨,几乎可以直接作为编程实现的蓝本。对于我这种习惯于将理论知识快速转化为代码验证的实践者来说,这种细致入微的准备工作,极大地节省了调试和理解的时间成本。总体而言,本书在视觉传达上的用心,是其区别于其他同类著作的重要标志。
这本书的价值,并不仅仅在于传授“如何计算”,更在于培养读者对“计算本质”的敬畏与理解。它在每章末尾设置的“深入思考”栏目,常常抛出一些开放性的难题,引导我们去思考当前主流算法的局限性以及未来可能的研究方向。例如,关于**大规模线性系统的求解**,书中对迭代法(如共轭梯度法)的收敛加速策略讨论得非常透彻,并且着重强调了预处理器的设计对计算效率的决定性影响。这促使读者跳出书本的既有框架,去关注诸如大规模科学计算集群、GPU加速等前沿议题。这本书像是一位导师,它在传授具体工具的同时,也在不断地激励我们去思考如何创造更优越、更高效的工具。对于有志于从事计算科学研究的人来说,这本书无疑提供了绝佳的思维起点和批判性视角。
坦白说,初次翻开这本书时,我有点担心它会过于侧重于纯粹的数学证明,毕竟涉及到“方法”二字,往往意味着冗长且枯燥的公式堆砌。然而,出乎意料的是,作者在介绍每一种算法的推导过程后,都迅速将其置于一个具体的应用场景中去检验。比如,在讲解**有限差分法**求解偏微分方程时,书中并未止步于网格剖分和边界条件设置,而是详细对比了前向差分、后向差分和中心差分的收敛速度差异,并辅以图表直观展示了不同时间步长对解的稳定性的影响。这种“提出问题—构建模型—求解—评估结果”的完整闭环,极大地提升了阅读体验。它让读者清晰地感受到,这些看似抽象的数值工具,正是解决现实世界中复杂物理现象(如热传导、流体力学模拟)的关键钥匙。这种学以致用的导向,使得学习过程充满了发现的乐趣,而非单纯的记忆负担。
终于勉强看完了,内容量太大了,很多思想贯穿其中,差值与外推尤为精彩
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