Advanced Engineering Mathematics

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出版者:
作者:Peter V. O'Neil
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1000
价格:0
装帧:Paperback
isbn号码:9780534943219
丛书系列:
图书标签:
  • 工程数学
  • 高等数学
  • 数学物理
  • 应用数学
  • 数学分析
  • 微分方程
  • 线性代数
  • 数值分析
  • 复变函数
  • 概率论
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具体描述

好的,这是一份关于一本名为《Advanced Engineering Mathematics》的图书的详细简介,内容完全基于该书可能涵盖的传统高等工程数学主题,并且避免提及任何不属于该领域核心内容的。 --- 《高级工程数学》:理论基石与工程应用 图书简介 《高级工程数学》是一本面向工程、物理科学及相关量化领域研究人员和高年级本科生、研究生的权威性教材。本书旨在构建坚实的数学基础,使读者能够熟练掌握并应用复杂系统建模、分析和求解所需的先进数学工具。全书结构严谨,内容覆盖面广,注重理论的深度与实际工程问题的契合度,是连接抽象数学概念与具体工程实践的桥梁。 本书的核心目标是深化读者对微积分、线性代数、微分方程等基础知识的理解,并在此基础上,系统介绍用于处理连续介质、场论、波动现象以及随机过程等高级工程问题的核心数学框架。我们摒弃了纯数学的过度抽象,而是紧密围绕工程科学中的关键需求来组织内容,确保所介绍的每一个数学工具都能直接映射到实际的物理或工程模型中。 第一部分:复变函数与积分变换 本部分是理解系统响应和信号处理的基础。我们从复数域的几何解释和代数结构出发,详尽阐述了柯西-黎曼条件、解析函数的性质及其在流体力学和电磁学中的应用。 解析函数与共形映射: 深入探讨了保角变换的性质,展示了如何利用共形映射来简化复杂边界条件下的二维势流问题(如拉普拉斯方程)。 复变函数积分与留数定理: 详细推导并应用了柯西积分公式和留数定理。这一部分是工程中进行傅里叶积分、拉普拉斯逆变换以及求解特定类型实积分的关键工具,尤其在振动分析和控制系统中具有不可替代的地位。 积分变换法: 重点介绍傅里叶变换和拉普拉斯变换的性质、收敛性及其在求解常微分方程和偏微分方程初值问题中的强大能力。我们强调了这些变换在线性时不变系统(LTI)中的频率域分析作用。 第二部分:常微分方程(ODE)的高级方法与定性分析 虽然基础课程涵盖了常微分方程的求解,本部分则聚焦于更复杂、更高阶或涉及奇异点的方程组,以及非线性系统的定性行为。 级数解法与特殊函数: 细致讨论了无穷级数法(泰勒级数、幂级数)在处理非标准微分方程时的应用,详细介绍了贝塞尔函数和勒让德多项式,以及它们在柱坐标系和球坐标系下偏微分方程分离变量法中的重要性。 稳定性理论: 引入了李雅普诺夫稳定性判据,用于分析非线性系统的长期行为,这对自动控制和机械动力学至关重要。定性分析(相平面分析、相图绘制)使读者能够直观理解系统的吸引子、极限环和不稳定模式。 第三部分:偏微分方程(PDE)的理论与求解 偏微分方程是描述自然界中连续介质现象(如热传导、波动传播、流体运动)的核心数学语言。本部分全面覆盖了三大基本类型方程的求解策略。 方程分类与基本解: 详细介绍椭圆型(如拉普拉斯方程)、抛物线型(如热传导方程)和双曲型(如波动方程)的物理意义和数学特征。 分离变量法与傅里叶级数: 针对带特定边界条件的齐次PDE,系统演示了分离变量法的使用,并强调了傅里叶级数(正弦、余弦、全谱)在构建解的完备性中的作用。 格林函数法: 作为求解非齐次、边值问题的强大工具,格林函数(或称反应函数)被深入探讨。本书展示了如何构建和应用格林函数来解决泊松方程、Helmholtz方程等,这在电磁场理论中至关重要。 特征线法: 专门用于处理双曲型方程(如浅水波方程或简单对流方程),是理解信息传播路径的直观方法。 第四部分:张量分析与微分几何基础 本部分为深入研究广义相对论、连续介质力学(大变形、本构理论)和高级电磁学提供了必要的数学框架。 张量代数与张量场: 区分了协变和反变分量,介绍了指标符号(爱因斯坦求和约定),以及度规张量。这使读者能以独立于坐标系选择的方式描述物理量。 微分算子在曲线坐标系中的表达: 详细推导了曲率、梯度、散度和旋度在一般坐标系下的张量形式。 场论与积分定理: 重新审视了高斯散度定理和斯托克斯定理,在张量语言下进行形式化,加深了对物理定律普适性的理解。 第五部分:概率论、随机过程与数理统计 面对工程实践中普遍存在的测量误差、噪声干扰和系统不确定性,本部分提供了量化和处理随机性的数学方法。 随机变量与分布函数: 详述了连续和离散随机变量的概率密度函数与累积分布函数,重点关注正态分布、泊松分布、以及中心极限定理在工程估算中的应用。 随机过程基础: 引入了马尔可夫链、平稳过程和遍历性等概念。特别是对高斯过程的分析,是理解随机信号处理和滤波理论的基础。 随机微分方程(SDE)简介: 简要介绍了伊藤积分和随机微积分的初步概念,为读者进入现代金融工程或复杂系统随机建模做好铺垫。 第六部分:数值方法与计算实现(侧重理论基础) 虽然本书主要侧重解析方法,但本部分为理解现代工程软件背后的数学原理提供了必要的视角,着重于方法的收敛性和误差分析。 插值与近似: 讨论了拉格朗日插值、牛顿插值,以及最佳一致逼近(最小二乘法)的理论基础。 数值积分: 涵盖了牛顿-柯特斯公式、高斯求积等,并分析了它们的精度和适用范围。 微分方程的数值离散: 介绍了欧拉法、龙格-库塔法(Runge-Kutta)求解ODE,以及有限差分法求解简单PDE(如二维热传导问题)的稳定性和收敛性分析。 总结 《高级工程数学》不仅仅是一本习题集或公式手册,它是一套严谨的数学思维训练体系。通过对这些高级数学工具的掌握,工程师和科研人员将能够从更深刻的层面理解物理现象的本质,构建更精确的数学模型,并有能力评估和验证数值计算结果的可靠性,从而在航空航天、电子信息、能源、材料科学等前沿领域取得突破。本书的内容深度和广度,确保了读者在面对下一代工程挑战时,拥有坚不可摧的数学武器。

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读后感

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用户评价

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这本书的排版和印刷质量给我留下了深刻的印象,纸张厚实,文字清晰,即使是复杂的公式和图表也丝毫不会显得拥挤或模糊。我是一位对数学理论充满热情但同时又非常注重其实际应用的研究生,在攻读航空航天工程专业期间,我发现许多核心的分析方法都离不开扎实的数学基础。比如,在气动力学和结构力学中,大量的偏微分方程组需要求解,而我对书中关于弦振动、热传导等经典问题的处理方式非常感兴趣,希望它能提供更深入的解析技巧。我尤其看重书中关于“积分变换”和“特殊函数”部分的讲解,这些内容在解决工程领域的许多边值问题时扮演着至关重要的角色,例如在电磁场分析和量子力学中,贝塞尔函数、勒让德函数等特殊函数的应用非常广泛,我希望这本书能提供清晰的推导过程和丰富的应用实例。此外,我对于“向量分析”和“张量分析”的介绍也抱有很高的期待,这些工具对于理解和描述多维空间的物理量以及进行张量计算至关重要,特别是在材料力学和流体力学中,张量分析是描述应力、应变和流体运动的必备语言。我希望这本书能提供一些关于如何将这些抽象的数学概念转化为具体工程问题解决方案的指导,例如如何利用向量微积分处理电场和磁场,或者如何运用张量分析描述材料的各向异性。我还在思考,书中关于“概率论与数理统计”的部分,是否能涵盖一些在可靠性工程和信号去噪方面的高级应用,例如马尔可夫链在系统可靠性分析中的应用,或者卡尔曼滤波在状态估计和预测中的作用。我对这本书的期望很高,希望它能够成为我理论学习和实践探索的坚实支撑,为我解决更复杂的工程问题提供强大的数学武器。

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我注意到这本书的内容似乎涵盖了从基础到高级的广泛工程数学主题,这正是我所寻找的。我是一名在建筑工程领域工作的结构工程师,经常需要分析结构的稳定性、承载能力以及动力响应。我深知,严谨的数学分析是保证结构安全和高效设计的基础。我希望这本书能够为我提供更深入的理论知识和更实用的计算工具。例如,在分析高层建筑的抗风和抗震性能时,需要求解大量的偏微分方程来描述结构的动力响应,我希望这本书能够详细介绍如有限元方法等数值技术在求解这些方程中的应用,并提供一些关于如何处理复杂边界条件和材料非线性的指导。同样,在进行桥梁结构的设计和分析时,需要运用各种积分变换和特殊函数,我希望这本书能够提供清晰的理论推导和在桥梁工程中的应用案例,例如如何利用傅里叶变换分析桥梁的振动模式。我还特别关注书中关于“线性代数”和“数值分析”的内容,在进行结构力学计算时,通常需要求解大型稀疏线性方程组,我希望这本书能提供各种高效的数值解法,并解释它们在工程实践中的适用性。我还在思考,书中关于“概率论与数理统计”的部分,是否能涵盖一些在风险评估和可靠性分析方面的应用,例如如何运用蒙特卡罗模拟来评估结构在地震荷载下的失效概率。我希望这本书能够成为我提升结构分析能力的重要工具,帮助我设计出更安全、更经济的建筑工程。

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这本书的章节安排看起来非常合理,从基础的微积分和线性代数开始,逐步深入到更复杂的分析方法。我是一名刚刚步入工程领域的新手,对数学的理解还停留在基础阶段,但我的工作要求我能够理解和运用一些更高级的数学概念来分析和解决问题。我希望这本书能够帮助我建立起一个完整的工程数学知识体系,让我明白这些抽象的数学概念是如何与实际工程应用联系起来的。例如,在数字信号处理领域,我需要理解傅里叶变换的原理,以及如何用它来分析和处理信号的频率成分,我希望这本书能用清晰易懂的方式解释这些概念,并提供一些实际的信号处理案例。同样,在控制系统设计中,我经常会遇到微分方程的求解问题,我希望这本书能详细介绍不同类型的微分方程,以及各种解析和数值求解方法,并且能够解释这些方法是如何应用于实际的控制系统建模和分析的。我对于书中关于“数值方法”的部分尤其感兴趣,因为在实际的工程计算中,很多问题都需要通过数值近似来解决,我希望这本书能提供各种数值算法的详细描述,包括它们的优缺点以及适用范围,例如龙格-库塔方法在求解常微分方程中的应用,或者牛顿迭代法在求解非线性方程中的应用。我还在想,书中关于“复变函数”的内容,是否会包含一些在工程领域常见的应用,比如在电路分析中的阻抗计算,或者在流体力学中的势流理论。作为一名初学者,我非常需要一本能够循序渐进、理论与实践相结合的教材,我希望这本书能够满足我的需求,并帮助我快速掌握必要的工程数学技能。

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这本书的厚度和内容深度预示着它能够满足我对于工程数学的深入探索。我是一名在生物医学工程领域进行研究的博士生,我的研究方向涉及到利用数学模型来描述和预测生物系统的行为,以及开发新的医学成像和治疗技术。我希望这本书能够为我提供所需的数学工具和理论支撑。例如,在生物力学建模中,经常需要处理复杂的应力应变关系,这涉及到大量的张量分析和微分几何知识,我希望这本书能够清晰地阐述这些概念,并提供相关的应用示例。同样,在生物信号处理和医学成像中,傅里叶变换、小波分析以及积分变换等技术是必不可少的,我希望这本书能够提供详细的理论推导和在生物医学领域的应用案例,例如如何利用傅里叶变换进行MRI图像重建,或者如何运用小波分析处理ECG信号。我对于书中关于“偏微分方程”的内容也抱有很高的期待,许多生物过程,如物质扩散、细胞生长和信号传导,都可以用偏微分方程来描述,我希望这本书能提供解决这些方程的数值方法,并展示它们在生物系统建模中的应用。此外,我还在思考,书中关于“数值方法”和“统计建模”的部分,是否能涵盖一些在生物医学数据分析和机器学习方面的应用,例如如何运用统计模型来分析临床试验数据,或者如何利用机器学习算法来辅助诊断。我希望这本书能够成为我跨学科研究的得力助手,帮助我更好地理解和解决生物医学工程领域的复杂问题。

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从这本书的封面设计和书名来看,它似乎是一本非常全面且深入的工程数学教材。我是一名在从事航空航天器设计工作的工程师,工作中经常需要处理涉及复杂物理现象和高精度计算的问题。我希望这本书能够为我提供更高级的数学工具和方法,以应对我在工作中遇到的挑战。例如,在流体力学仿真中,对非线性偏微分方程的求解至关重要,我希望这本书能详细介绍如有限差分法、有限元法等数值方法在求解这些方程中的应用,并且能够提供一些关于如何处理复杂边界条件和网格划分的技巧。同样,在结构动力学分析中,需要运用模态分析和谱分析等方法,这些都离不开对傅里叶变换、拉普拉斯变换以及特征值问题的深入理解,我希望这本书能够在这方面提供详尽的讲解和实例。我还特别关注书中关于“复变函数”的部分,这在处理交流电路分析、信号处理以及某些流体动力学问题时非常有用,我希望它能提供清晰的理论基础和实际应用示例。另外,我对于书中可能包含的“数值分析”和“最优化理论”的内容也抱有极高的期望,在进行参数优化和性能评估时,这些技术是必不可少的。例如,我希望了解梯度下降法、共轭梯度法等优化算法的原理及其在工程设计中的应用。总之,我希望通过学习这本书,能够进一步提升我的理论功底,掌握更先进的数学分析工具,从而更好地解决航空航天工程领域的复杂问题,推动技术进步。

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从这本书的出版历史和广泛的读者群体来看,它似乎是一本非常经典且权威的工程数学参考书。我是一名在能源领域工作的工程师,主要负责优化能源系统的运行效率和开发新能源技术。我深知,数学建模和分析在能源工程中扮演着至关重要的角色。我希望这本书能够为我提供更深入的理论知识和更实用的分析方法。例如,在进行电网的潮流计算和稳定分析时,需要求解大量的非线性方程组,我希望这本书能够详细介绍各种数值求解方法,并提供在电力系统中的应用案例。同样,在新能源发电(如风能、太阳能)的预测和优化方面,需要运用概率统计和随机过程等工具,我希望这本书能够提供清晰的理论讲解和相关的应用示例。我还特别关注书中关于“微分方程”和“最优化理论”的部分,在能源系统的调度和控制中,需要建立和求解各种微分方程来描述系统的动态行为,并利用优化算法来寻找最优运行策略。例如,我希望了解如何运用线性规划或非线性规划来优化发电计划,或者如何利用动态规划来解决储能系统的调度问题。我还在想,书中关于“数值方法”的内容,是否能涵盖一些在计算流体力学(CFD)或计算电磁学(CEM)等领域的应用,这些技术在能源设备的设计和仿真中非常重要。我对这本书的期望很高,希望能它能够成为我提升分析能力、解决能源工程领域复杂问题的重要参考。

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我是一名在制造业领域工作的工程师,日常工作中经常会接触到各种需要进行数据分析和建模的场景。我一直认为,扎实的数学功底是工程师的核心竞争力之一,而这本《Advanced Engineering Mathematics》在我看来,正是填补我在这方面知识空白的一本极具潜力的书籍。我尤其关注书中关于“多元微积分”和“向量分析”的部分,这些内容对于理解和分析多变量函数以及在三维空间中的物理现象至关重要,例如在进行有限元分析时,需要对复杂的应力应变场进行积分运算,或者在描述流体运动时,需要运用散度和旋度的概念。我希望这本书能够提供清晰的理论推导和丰富的实例,帮助我理解这些概念在实际工程问题中的应用。此外,我对于书中关于“微分方程”的章节也充满了期待,无论是常微分方程还是偏微分方程,在许多工程应用中都扮演着核心角色,比如在机械振动分析中,需要求解二阶常微分方程来描述系统的运动规律,而在热传导和扩散问题中,则需要处理偏微分方程。我希望这本书能够提供各种求解方法的详细介绍,并包含一些与我的工作相关的实际案例,例如在过程控制中,如何利用微分方程建立和分析系统的动态模型。我还在考虑,书中关于“概率论与数理统计”的内容,是否能涵盖一些在质量控制和数据分析方面的应用,例如如何利用回归分析来预测产品性能,或者如何运用假设检验来评估工艺改进的效果。我对这本书的期望很高,希望能它能成为我提升分析能力和解决复杂工程问题的重要工具,让我能够更自信地应对工作中的挑战。

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这本书的封面设计传递出一种严谨和专业的学术气息,这正是吸引我想要深入了解它的原因。我是一名在汽车工程领域工作的工程师,主要负责车辆动力学和控制系统的开发。我深知,扎实的数学基础是解决这些复杂工程问题的关键。我希望这本书能够为我提供更深入的理论知识和更实用的分析方法。例如,在车辆稳定性控制和主动悬架设计中,需要对车辆的动态行为进行精确建模,这涉及到大量的常微分方程和非线性动力学理论,我希望这本书能够详细介绍这些内容,并提供相关的求解方法和分析技巧。同样,在车辆的振动分析和降噪处理中,需要运用傅里叶分析、拉普拉斯变换以及模态分析等工具,我希望这本书能够提供清晰的理论讲解和在汽车工程领域的应用实例,例如如何利用傅里叶变换分析发动机的噪声频谱。我还特别关注书中关于“数值方法”和“最优化理论”的部分,在进行车辆性能优化和参数整定时,这些技术是必不可少的。例如,我希望了解如何运用遗传算法或粒子群优化等方法来优化车辆的悬架参数,或者如何利用数值积分来计算车辆的能量消耗。我还在想,书中关于“概率论与数理统计”的内容,是否能涵盖一些在可靠性工程和故障诊断方面的应用,例如如何运用统计方法来预测零部件的寿命,或者如何利用贝叶斯方法来进行故障诊断。我对这本书的期望很高,希望能它能够成为我提升专业技能、攻克技术难关的重要参考。

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这本书的封面设计就足够吸引人,那种沉稳而专业的蓝色调,搭配上烫金的书名,瞬间就勾起了我对工程数学世界的好奇心。拿到手中,厚实的分量就预示着内容的深度和广度,第一眼扫过目录,那些熟悉的又略带神秘的章节名称,比如“复变函数”、“偏微分方程”、“特殊函数”等等,就如同一个个等待被揭开面纱的知识宝藏。我是一名在读的机械工程专业硕士生,过去在本科阶段虽然接触过一些基础的工程数学,但总觉得在解决复杂工程问题时,理论的运用还不够得心应手,尤其是在模拟和优化领域,常常会遇到需要更高级数学工具的瓶颈。我希望这本书能够弥补我在这些方面的不足,让我能够更深入地理解那些复杂的工程模型背后的数学原理,并且能够灵活地运用它们来解决实际问题。例如,在有限元分析中,对偏微分方程的理解至关重要,而这本书是否有系统地介绍求解这些方程的方法,特别是针对工程领域常见的边界条件和初始条件的处理,是我非常期待的部分。同样,在信号处理和控制理论中,傅里叶变换和拉普拉斯变换是基础,但更高级的变换方法和应用,比如Z变换在离散系统中的运用,我希望在这本书中能有详尽的阐述,并附带一些实际的工程案例来加深理解。我对书中关于数值分析的内容也十分关注,在实际的工程计算中,解析解往往难以获得,数值方法是必不可少的工具,我希望这本书能提供各种数值方法的理论基础、算法细节以及在工程实践中的应用,比如求解大型线性方程组、优化问题以及插值和拟合等。我特别希望书中能够涵盖一些前沿的数学技术在工程领域的应用,例如机器学习中的优化算法、深度学习中的数学基础,甚至是现代控制理论中用到的一些更复杂的数学概念。我购买这本书的初衷,是为了能够提升自己的理论功底,更重要的是,希望能够将所学的数学知识转化为解决工程难题的实际能力,它是否能成为我学术道路上的得力助手,我拭目以待。

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这本书的编排方式似乎很适合自学,从基础概念的引入到复杂理论的阐述,层层递进。我是一名在金融领域工作的量化分析师,工作中经常需要利用数学模型来分析市场数据、构建交易策略以及进行风险管理。我一直觉得,工程数学中的许多概念和方法,对于金融建模也具有极高的借鉴意义。我希望这本书能够帮助我拓展在数学建模方面的视野,掌握更强大的分析工具。例如,我非常关注书中关于“概率论与数理统计”和“随机过程”的内容,这些是构建金融模型的基础,我希望书中能详细介绍如布朗运动、伊藤引理等概念,以及它们在期权定价、风险度量等方面的应用。同样,我对于书中关于“常微分方程”和“偏微分方程”的介绍也充满兴趣,例如,在金融衍生品定价中,Black-Scholes方程就是一个典型的偏微分方程,我希望这本书能提供解析和数值求解这些方程的方法。我还希望书中能够涵盖一些关于“数值方法”和“优化理论”的内容,例如在投资组合优化中,如何运用二次规划等技术来寻找最优资产配置,或者在蒙特卡罗模拟中,如何运用随机数生成和抽样技术来估计模型输出。我尤其希望能看到一些将这些数学工具应用于金融实际问题的案例,能够让我更好地理解其在工作中的价值。总而言之,我希望这本书能够成为我提升量化分析能力的坚实基础,帮助我构建更精准、更有效的金融模型。

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