Building and Solving Mathematical Programming Models in Engineering and Science (Pure and Applied Ma pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:Wiley-Interscience

作者:Enrique Castillo

出品人:

頁數:568

译者:

出版時間:2001-11-01

價格:USD 145.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780471150435

叢書系列:Pure and Applied Mathematics: A Wiley Series of Texts, Monographs, and Tracts

圖書標籤:

• Mathematical Programming
• Optimization
• Engineering Mathematics
• Applied Mathematics
• Science
• Modeling
• Algorithms
• Linear Programming
• Integer Programming
• Simulation

《工程與科學中的數學規劃模型構建與求解》 本書是一本全麵探討在工程和科學領域中構建和求解數學規劃模型的實用指南。本書旨在為讀者提供理解、應用和開發各種數學規劃技術所需的理論基礎、算法知識和實踐技能。 核心內容概覽： 本書深入淺齣地介紹瞭數學規劃的各個方麵，從基礎概念到復雜應用。我們將從構成數學規劃模型的基本元素開始，逐步深入到各種主要的模型類彆及其應用場景。 數學規劃基礎： 定義與組成： 明確數學規劃的本質，包括目標函數、決策變量和約束條件。我們將闡述如何將現實世界中的工程和科學問題抽象為數學語言，構建齣具有精確數學形式的模型。 問題的分類： 介紹不同類型的數學規劃問題，例如綫性規劃（LP）、整數規劃（IP）、混閤整數綫性規劃（MILP）、非綫性規劃（NLP）、二次規劃（QP）等。我們會詳細解釋每種類型模型的特點、適用範圍以及它們在不同領域中的典型應用。 模型構建原則： 強調模型構建的關鍵原則，包括準確性、簡化性、可解性和魯棒性。我們將指導讀者如何識彆問題中的關鍵要素，並將其轉化為有效的數學約束和目標。 主要模型類型及應用： 綫性規劃（LP）： 理論： 介紹綫性規劃的基本定理，如可行域的凸性、最優解的存在性等。 算法： 詳細講解單純形法（Simplex Method）的原理、步驟和收斂性，以及內點法（Interior-Point Methods）等現代算法。 應用： 覆蓋生産計劃、資源分配、運輸問題、混閤問題、排班優化等經典工程與科學應用。例如，在航空航天領域，LP可用於優化飛機的飛行路徑和燃料消耗；在能源領域，可用於優化電網的電力調度和可再生能源的接入。 整數規劃（IP）與混閤整數綫性規劃（MILP）： 理論： 解釋整數變量引入後對問題結構和求解帶來的影響，以及割平麵法（Cutting Plane Method）和分支定界法（Branch-and-Bound Method）等經典求解算法。 應用： 重點展示IP/MILP在需要離散決策的場景中的強大能力，例如項目選擇、設施選址、網絡設計、調度問題（如生産調度、任務分配）、組閤優化等。我們會通過具體的工程案例，如工業生産綫的布局優化、城市交通網絡的流量分配、供應鏈網絡的結構設計等，來展示其應用價值。 非綫性規劃（NLP）： 理論： 介紹非綫性規劃的挑戰，如局部最優、非凸性等，並講解KKT條件（Karush-Kuhn-Tucker Conditions）等最優性條件。 算法： 介紹梯度下降法（Gradient Descent）、牛頓法（Newton’s Method）、序列二次規劃法（Sequential Quadratic Programming, SQP）等求解NLP的迭代算法。 應用： 探討NLP在工程設計優化、參數估計、控製係統設計、化學反應工程、生物醫學工程等領域中的應用。例如，在機械工程中，NLP可用於優化零件的形狀和材料以最小化重量或最大化強度；在控製工程中，用於設計最優的控製器參數。 其他重要模型： 二次規劃（QP）： 介紹QP模型及其求解方法，並展示其在投資組閤優化、信號處理等領域的應用。 組閤優化問題： 探討旅行商問題（TSP）、背包問題（Knapsack Problem）等NP-hard問題，介紹近似算法和啓發式方法。 求解方法與工具： 算法實現： 除瞭理論講解，本書還將指導讀者如何理解和實現這些算法。 軟件工具： 介紹當前主流的數學規劃求解器（如CPLEX, Gurobi, SCIP, MATLAB Optimization Toolbox, SciPy.optimize等）及其使用方法，並展示如何將模型集成到實際的軟件開發流程中。 建模語言： 介紹AMPL, GAMS, Pyomo等建模語言，幫助讀者高效地錶達和求解復雜的優化模型。 實踐案例與進階主題： 案例研究： 提供一係列來自不同工程和科學分支的詳細案例研究，涵蓋從基礎的資源分配到復雜的係統優化。這些案例將幫助讀者將理論知識轉化為實際應用。 靈敏度分析與不確定性： 探討如何對模型進行靈敏度分析，評估參數變化對最優解的影響。介紹魯棒優化（Robust Optimization）和隨機規劃（Stochastic Programming）等處理不確定性問題的方法。 模型驗證與解讀： 指導讀者如何驗證模型的準確性，並正確解讀優化結果，將其轉化為有意義的工程或科學決策。 目標讀者： 本書適閤於工程、計算機科學、運籌學、經濟學、數學以及其他相關領域的本科生、研究生、研究人員和從業人員。無論您是剛開始接觸數學規劃，還是希望深化對相關技術的理解，本書都將為您提供寶貴的知識和技能。 通過學習本書，讀者將能夠： 準確地將工程和科學問題轉化為數學規劃模型。 理解不同數學規劃模型的理論基礎和求解算法。 選擇閤適的模型和求解器來解決實際問題。 熟練使用數學規劃軟件和建模語言。 有效地分析和解釋優化結果，並做齣明智的決策。 本書強調理論與實踐的結閤，旨在培養讀者獨立構建、求解和應用數學規劃模型的能力，從而在各自的領域中解決復雜的優化挑戰。

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這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的第一印象，它散發齣一種嚴謹而又不失現代感的學術氣息。封麵上“Building and Solving Mathematical Programming Models in Engineering and Science”的標題，配閤“Pure and Applied Mathematics”的副標題，準確地傳達瞭本書的核心主題。我個人對工程和科學領域中的數學建模一直抱有濃厚的興趣，而本書似乎正是為我這類讀者量身打造的。盡管我尚未深入閱讀，但從書名和整體的視覺呈現來看，我預感這本書將會是一次深入探索數學工具在解決實際問題中的強大應用的旅程。我期待著能夠通過本書學習如何將抽象的數學概念轉化為具體可操作的模型，並掌握求解這些模型的方法。這種將理論與實踐緊密結閤的圖書，往往能帶來更深刻的學習體驗和更強的應用能力，我相信這本書能在這方麵給予我極大的幫助。它不僅僅是一本教材，更像是一扇通往如何用數學語言描繪和解決復雜世界的大門，我迫不及待地想推開它，去探索其中的奧秘。

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我一直在尋找一本能夠係統性地介紹數學規劃建模方法，並且能夠清晰地闡述如何將這些方法應用於工程和科學領域的書籍。市麵上的很多書籍要麼過於理論化，要麼過於淺顯，很難找到那種能夠在我已有的數學基礎之上，進一步提升我建模和求解能力的佳作。《Building and Solving Mathematical Programming Models in Engineering and Science》這個書名，加上其所屬的“Pure and Applied Mathematics”係列，讓我對其專業性和深度充滿瞭期待。我猜想，這本書會詳細介紹各種經典的數學規劃模型，例如綫性規劃、整數規劃、非綫性規劃等，並且會深入剖析這些模型在不同工程和科學分支中的具體應用案例。更重要的是，我希望它能提供關於如何構建這些模型的詳細步驟和實用技巧，以及如何選擇和運用閤適的求解器來獲得最優解。我設想，本書的敘述風格會是嚴謹而又清晰的，既有理論上的深度，又不乏實踐中的指導性。

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讀到《Building and Solving Mathematical Programming Models in Engineering and Science》這個書名，我的腦海中立刻浮現齣工程師們在實驗室或計算機前，通過嚴謹的數學語言來模擬和優化他們所麵臨的挑戰的畫麵。這本書的定位——“Pure and Applied Mathematics”——預示著它將不僅僅是一本技術手冊，更是一次對數學在解決實際問題中力量的深入探索。我猜想，本書會以清晰的邏輯和循序漸進的方式，引導讀者理解數學規劃的核心概念，包括模型的構建、變量的定義、目標函數的設定以及約束條件的錶述。更重要的是，我期望書中能夠提供豐富的實例，展示如何將這些理論知識應用於各種工程和科學的實際問題，例如在航空航天領域的結構優化、在能源領域的生産調度、或者在生物醫學領域的藥物研發等方麵。這種將理論與實踐緊密結閤的圖書，通常能為讀者帶來深刻的啓發，並培養解決復雜問題的能力。

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這本書的標題《Building and Solving Mathematical Programming Models in Engineering and Science》讓我聯想到瞭一場精密的設計與破解的過程。工程與科學領域充斥著需要優化和決策的復雜問題，而數學規劃正是解決這類問題的強大利器。我一直在尋找一本能夠全麵介紹如何構建這些數學模型，並提供有效求解策略的書籍。這本書的齣現，就像為我提供瞭一套完整的藍圖和工具箱。我推測，它會從基礎的綫性規劃開始，逐步深入到更復雜的非綫性規劃、混閤整數規劃等，並輔以大量的工程和科學領域的實際案例。我很想知道，本書會如何指導讀者從一個模糊的問題描述齣發，逐步提煉齣關鍵變量、目標函數和約束條件，最終構建齣嚴謹的數學模型。同時，我也對如何選擇閤適的求解算法和軟件，以及如何解釋和驗證模型結果的部分充滿瞭好奇。

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從書名“Building and Solving Mathematical Programming Models in Engineering and Science”來看，這本書應該是一本非常實用的指南，尤其對於那些需要在工程和科學領域構建和求解數學模型的專業人士或者學生。我個人認為，數學規劃不僅僅是一門學科，更是一種解決問題的思維方式和工具箱。這本書的副標題“Pure and Applied Mathematics”進一步強調瞭其理論根基和實際應用並重的特點。我期待這本書能夠提供一套係統性的方法論，幫助讀者理解如何將現實世界的問題抽象成數學模型，並學習如何利用各種數學規劃技術來求解這些模型。我設想這本書的案例分析會非常豐富，涵蓋從優化生産流程到資源分配，再到復雜係統設計的各種場景，從而展現數學規劃在實際應用中的巨大潛力。我希望能從中學習到如何有效地利用數學工具來提高決策的科學性和效率。

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