數(shù)值分析及其MATLAB實(shí)驗(yàn)(第2版)
定 價(jià):36 元
- 作者:姜健飛,吳笑千,胡良劍
- 出版時(shí)間:2015/9/1
- ISBN:9787302407409
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:O241-39
- 頁碼:269
- 紙張:膠版紙
- 版次:2
- 開本:16K
《數(shù)值分析及其MATLAB實(shí)驗(yàn)(第2版)》的第1版已經(jīng)在東華大學(xué)連續(xù)使用9年。本書抓住數(shù)值分析課程的關(guān)鍵內(nèi)容,把最重要的概念、理論以及思想方法介紹給學(xué)生,內(nèi)容選擇力求少而精,刪減了一些運(yùn)算繁瑣、和本課程聯(lián)系不大的數(shù)學(xué)證明和計(jì)算。本書增加了一些和所學(xué)專業(yè)相關(guān)的數(shù)值分析案例和習(xí)題。
姜健飛、吳笑千、胡良劍編著的《數(shù)值分析及其MATLAB實(shí)驗(yàn)(第2版)》詳細(xì)介紹了數(shù)值分析的基本概念和方法,包括數(shù)值代數(shù)、迭代法、數(shù)據(jù)建模、數(shù)值微積分和常微分方程數(shù)值解等,并基于MATLAB軟件介紹了相應(yīng)的工程數(shù)值算法及MATLAB軟件的偏微分方程數(shù)值解和*優(yōu)化方法兩個(gè)專用工具箱。書中提供了大量習(xí)題和上機(jī)實(shí)驗(yàn)題,并配有習(xí)題解答、主要算法的流程圖和多媒體教學(xué)資料。
本書可作為理工科研究生或本科生數(shù)值分析課程及其數(shù)值實(shí)驗(yàn)的教學(xué)用書,也可供科研和工程技術(shù)人員作為解決數(shù)值計(jì)算問題的參考書。
本書的第1版已經(jīng)在東華大學(xué)連續(xù)使用11年。數(shù)值分析的教學(xué)課時(shí)已從每學(xué)期18周(共54學(xué)時(shí))縮減到每學(xué)期16周(共48學(xué)時(shí))。在課時(shí)減少1/9的情況下還要保證教學(xué)質(zhì)量,就要抓住數(shù)值分析課程的關(guān)鍵內(nèi)容,把最重要的概念、理論以及思想方法介紹給學(xué)生,內(nèi)容選擇力求少而精,還要?jiǎng)h減一些運(yùn)算煩瑣、與本課程關(guān)系不大的數(shù)學(xué)證明和計(jì)算。另外,教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該和學(xué)生所學(xué)專業(yè)有機(jī)地結(jié)合在一起,可以增加一些和所學(xué)專業(yè)相關(guān)的數(shù)值分析案例。作者根據(jù)多年的教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)以及許多學(xué)生的反饋建議和意見,對(duì)本書進(jìn)行了修正和補(bǔ)充。主要修改了第1版的錯(cuò)誤,簡化了一些定理的證明和公式的計(jì)算,增加了一些習(xí)題。
本書主要修訂內(nèi)容如下。
(1) 在過去的7年里,MATLAB軟件多次更新,從7.0版升級(jí)至8.1版。本次修訂力圖體現(xiàn)有關(guān)更新,主要包括:
① MATLAB界面使用更方便,如Command Window的fx函數(shù)瀏覽按鈕、doc超文本幫助、Home工具條等,這些變化主要在前兩章介紹。
② 新版MATLAB中,inline函數(shù)基本不再使用,由匿名函數(shù)或函數(shù)句柄代替。函數(shù)求值指令feval也不再使用,直接使用函數(shù)名加括號(hào)來求值。對(duì)此,本書作了全面更新。
③ 新版MATLAB的數(shù)值積分計(jì)算使用integral類函數(shù),能求解反常積分和任意區(qū)域上的重積分,本書第5章作了相應(yīng)更新并刪除了自編函數(shù)dblquad2。
④ MATLAB符號(hào)計(jì)算引擎由Maple變更為Mupad,因此,附錄B全面作了改寫。
(2) 把p階收斂速度定義中的式(1)ek+1epkk→∞c(≠0)改為式(2)|ek+1|epkk→∞c(≠0)。已經(jīng)找到反例,有數(shù)列不滿足式(1),但它有p階收斂速度。
(3) 簡化了按行嚴(yán)格對(duì)角占優(yōu)矩陣的高斯賽德爾(GaussSeidel)迭代法的收斂性證明。
(4) 簡化了兩點(diǎn)高斯(Gauss)積分公式的證明。方法是構(gòu)造以x0,x1為根的輔助函數(shù)g(x)=(x-x0)(x-x1)=x2+ax+b。這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)在于: 把關(guān)于x0,x1的非線性方程組化為關(guān)于a,b的線性方程組(求以x0,x1為根的多項(xiàng)式系數(shù)),很容易求解。
(5) 直接用積分中值定理推導(dǎo)插值型求積公式余項(xiàng)會(huì)有問題。插值多項(xiàng)式余項(xiàng)中ξ是x的函數(shù),但不一定是x的連續(xù)函數(shù),因此不能直接使用積分中值定理。為此,引入了復(fù)合函數(shù)的積分中值定理。只要保證函數(shù)ξ(x)在[a,b\]上封閉,就能避免此問題。
〖3〗數(shù)值分析及其MATLAB實(shí)驗(yàn)(第2版)〖2〗第2版文前(6) 在一些主要專業(yè)名詞后增加了英文翻譯,便于學(xué)生查詢英文參考文獻(xiàn)以及留學(xué)生學(xué)習(xí)。
(7) 增加了MATLAB常用語句和主要數(shù)值分析算法的流程圖,便于學(xué)生掌握編程。
作者2015年7月
第1章數(shù)值分析的基本概念1
1.1數(shù)值算法的研究對(duì)象1
1.2誤差分析的概念3
1.3數(shù)值算法設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)8
習(xí)題10
上機(jī)實(shí)驗(yàn)題11
第2章數(shù)值代數(shù)13
2.1高斯消去法13
2.2直接三角分解法21
2.3范數(shù)和誤差分析27
2.4基于MATLAB: 逆矩陣與特征值問題32
習(xí)題41
上機(jī)實(shí)驗(yàn)題42
第3章迭代法45
3.1二分法45
3.2迭代法原理48
3.3牛頓迭代法和迭代加速52
3.4解線性方程組的迭代法56
3.5基于MATLAB: 非線性方程組64
習(xí)題67
上機(jī)實(shí)驗(yàn)題68
第4章數(shù)據(jù)建模70
4.1多項(xiàng)式插值70
4.2牛頓插值76
4.3三次樣條插值79
4.4最小二乘擬合86
4.5基于MATLAB: 非線性擬合與多元插值94
習(xí)題100
上機(jī)實(shí)驗(yàn)題102
第5章數(shù)值微積分105
5.1數(shù)值積分公式105
5.2數(shù)值積分的余項(xiàng)112
5.3復(fù)化求積法與步長的選取115
5.4數(shù)值微分法123
5.5基于MATLAB: 數(shù)值微積分125
習(xí)題128
上機(jī)實(shí)驗(yàn)題129
第6章常微分方程的數(shù)值解法131
6.1歐拉法及其改進(jìn)131
6.2龍格庫塔格式137
6.3收斂性與穩(wěn)定性140
6.4RKF格式與亞當(dāng)斯格式143
6.5微分方程組與高階微分方程147
6.6基于MATLAB: 剛性方程組和邊值問題151
習(xí)題157
上機(jī)實(shí)驗(yàn)題158
第7章MATLAB偏微分方程數(shù)值解160
7.1偏微分方程有限元法160
7.2用圖形用戶界面方式解PDE164
7.3用指令方式解PDE173
7.4一維問題求解184
上機(jī)實(shí)驗(yàn)題188
第8章MATLAB最優(yōu)化方法190
8.1最優(yōu)化方法簡介190
8.2無約束優(yōu)化192
8.3約束最優(yōu)化196
8.4最小二乘法及多目標(biāo)優(yōu)化200
上機(jī)實(shí)驗(yàn)題205
附錄AMATLAB簡介208
A.1MATLAB桌面208
A.2數(shù)據(jù)和變量210
A.3數(shù)組及其運(yùn)算213
A.4數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)文件221
A.5程序設(shè)計(jì)225
A.6作圖232
A.7在線幫助和文件管理237
上機(jī)實(shí)驗(yàn)題239
附錄BMATLAB符號(hào)計(jì)算241
B.1符號(hào)對(duì)象241
B.2符號(hào)矩陣和符號(hào)函數(shù)243
B.3符號(hào)微積分245
B.4符號(hào)方程和符號(hào)微分方程249
B.5符號(hào)計(jì)算局限性和Mupad調(diào)用251
上機(jī)實(shí)驗(yàn)題252
附錄C習(xí)題解答254
附錄DMATLAB指令或函數(shù)索引267
附錄EM文件索引270
參考文獻(xiàn)271