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应用数值分析


作者:
王开荣 杨大地
定价:
29.10 元
版面字数:
340千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2024年
ISBN:
978-7-04-029738-6
物料号:
29738-00
出版时间:
2010-07-15
读者对象:
高等教育
一级分类:
数学与统计学类
二级分类:
理工类专业数学基础课
三级分类:
数值计算

本书系统地介绍了数值计算的基本概念、常用算法及有关的理论分析和应用,概念叙述清晰,语言通俗易懂,力求内容完整和算法实用。

全书包括数值线性代数、数值逼近、微分方程数值求解和将MATLAB软件应用于基本数值计算问题等内容。每章在给出典型例题的同时还配备了一定数量的习题,并在书后给出习题的提示和解答。另外,对部分例题和习题还给出了MATLAB的计算演示。

本书可作为工科类硕士研究生和数学类专业本科少学时的数值分析课程的教科书,还可供工程技术人员参考。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 数值计算中的误差
        • §1.1 误差的来源与分类
          • 1.1.1 误差的来源与分类
            • 1.1.2 误差的基本概念
              • 1.1.3 误差的分析方法
              • §1.2 数值运算时误差的传播
                • 1.2.1 一元函数计算的误差传播
                  • 1.2.2 多元函数计算的误差传播
                    • 1.2.3 四则运算中的误差传播
                    • §1.3 数值计算时应注意的问题
                      • 1.3.1 避免相近的数作减法运算
                        • 1.3.2 避免分式中分母的绝对值远小于分子的绝对值
                          • 1.3.3 防止大数“吃”小数
                            • 1.3.4 简化计算量
                              • 1.3.5 病态问题数值算法的稳定性
                              • 习题1
                              • 第2章 线性方程组的直接解法
                                • §2.1 引言
                                  • §2.2 Gauss消去法
                                    • 2.2.1 Gauss消去法的基本思想
                                      • 2.2.2 Gauss消去法的计算公式
                                        • 2.2.3 Gauss消去法的条件
                                        • §2.3 Gauss主元素法
                                          • 2.3.1 列主元消去法
                                            • 2.3.2 全主元消去法
                                            • §2.4 GaussJordan消去法
                                              • 2.4.1 GaussJordan消去法
                                                • 2.4.2 方阵的求逆
                                                • §2.5 矩阵的LU分解
                                                  • 2.5.1 矩阵的LU分解
                                                    • 2.5.2 Doolittle分解
                                                      • 2.5.3 Crout分解
                                                        • *2.5.4 列主元三角分解
                                                        • §2.6 平方根法
                                                          • 2.6.1 矩阵的LDU分解
                                                            • 2.6.2 Cholesky分解
                                                              • 2.6.3 平方根法
                                                                • 2.6.4 改进的平方根法
                                                                  • 2.6.5 行列式的求法
                                                                  • §2.7 追赶法
                                                                    • §2.8 向量和矩阵的范数
                                                                      • 2.8.1 向量范数
                                                                        • 2.8.2 矩阵范数
                                                                          • 2.8.3 谱半径
                                                                            • 2.8.4 条件数及病态方程组
                                                                            • 习题2
                                                                            • 第3章 线性方程组的迭代解法
                                                                              • §3.1 迭代法的一般形式
                                                                                • §3.2 几种常用的迭代公式
                                                                                  • 3.2.1 Jacobi方法
                                                                                    • 3.2.2 GaussSeidel迭代法
                                                                                      • 3.2.3 逐次超松弛法
                                                                                      • §3.3 迭代法的收敛条件
                                                                                        • 3.3.1 从迭代矩阵判断收敛
                                                                                          • 3.3.2 从系数矩阵判断收敛
                                                                                          • *§3.4 共轭梯度法
                                                                                            • 3.4.1 变分原理
                                                                                              • 3.4.2 最速下降法
                                                                                                • 3.4.3 共轭梯度法
                                                                                                • 习题3
                                                                                                • 第4章 方阵特征值和特征向量的计算
                                                                                                  • §4.1 乘幂法
                                                                                                    • 4.1.1 乘幂法
                                                                                                      • 4.1.2 改进的乘幂法
                                                                                                        • 4.1.3 反幂法
                                                                                                          • *4.1.4 原点平移加速技术
                                                                                                          • §4.2 Jacobi方法
                                                                                                            • 4.2.1 平面旋转矩阵
                                                                                                              • 4.2.2 古典Jacobi方法
                                                                                                                • 4.2.3 Jacobi过关法
                                                                                                                • *§4.3 QR方法
                                                                                                                  • 4.3.1 Householder变换
                                                                                                                    • 4.3.2 LR分解
                                                                                                                      • 4.3.3 QR分解
                                                                                                                      • 习题4
                                                                                                                      • 第5章 非线性方程求根
                                                                                                                        • §5.1 二分法
                                                                                                                          • §5.2 不动点迭代法
                                                                                                                            • 5.2.1 不动点与不动点迭代法
                                                                                                                              • 5.2.2 不动点迭代法的收敛性
                                                                                                                                • 5.2.3 迭代法的收敛速度
                                                                                                                                • §5.3 Newton迭代法
                                                                                                                                  • 5.3.1 Newton迭代法
                                                                                                                                    • 5.3.2 割线法
                                                                                                                                    • *§5.4 Aitken加速方法与重根迭代法
                                                                                                                                      • 5.4.1 Aitken加速方法
                                                                                                                                        • 5.4.2 重根的迭代
                                                                                                                                        • *§5.5 非线性方程组求根
                                                                                                                                          • 5.5.1 不动点迭代法
                                                                                                                                            • 5.5.2 Newton迭代法
                                                                                                                                              • 5.5.3 Newton法的一些改进方案
                                                                                                                                              • 习题5
                                                                                                                                              • 第6章 插值法
                                                                                                                                                • §6.1 Lagrange插值
                                                                                                                                                  • 6.1.1 Lagrange插值多项式
                                                                                                                                                    • 6.1.2 插值余项
                                                                                                                                                    • §6.2 Newton插值法
                                                                                                                                                      • 6.2.1 差商
                                                                                                                                                        • 6.2.2 Newton插值多项式
                                                                                                                                                        • *§6.3 差分与用差分表示的插值多项式
                                                                                                                                                          • 6.3.1 差分的概念和性质
                                                                                                                                                            • 6.3.2 常见的差分插值多项式
                                                                                                                                                            • *§6.4 Aitken插值
                                                                                                                                                              • §6.5 Hermite插值
                                                                                                                                                                • §6.6 分段插值
                                                                                                                                                                  • 6.6.1 Runge振荡现象
                                                                                                                                                                    • *6.6.2 插值多项式数值计算的稳定性
                                                                                                                                                                      • 6.6.3 分段线性插值
                                                                                                                                                                        • 6.6.4 分段三次Hermite插值
                                                                                                                                                                        • §6.7 样条插值
                                                                                                                                                                          • 6.7.1 样条插值的基本概念
                                                                                                                                                                            • 6.7.2 三弯矩插值法
                                                                                                                                                                              • 6.7.3 三转角插值法
                                                                                                                                                                              • 习题6
                                                                                                                                                                              • 第7章 函数逼近与曲线拟合
                                                                                                                                                                                • §7.1 逼近的概念
                                                                                                                                                                                  • §7.2 最佳平方逼近
                                                                                                                                                                                    • 7.2.1 函数的最佳平方逼近
                                                                                                                                                                                      • 7.2.2 用多项式作最佳平方逼近
                                                                                                                                                                                        • 7.2.3 用正交函数系作最佳平方逼近
                                                                                                                                                                                        • §7.3 正交多项式及其性质
                                                                                                                                                                                          • 7.3.1 正交多项式
                                                                                                                                                                                            • 7.3.2 正交多项式的性质
                                                                                                                                                                                              • 7.3.3 常见的正交多项式
                                                                                                                                                                                                • 7.3.4 正交多项式的应用
                                                                                                                                                                                                • §7.4 数据拟合与最小二乘法
                                                                                                                                                                                                  • 7.4.1 最小二乘法
                                                                                                                                                                                                    • 7.4.2 多项式拟合
                                                                                                                                                                                                      • *7.4.3 用正交多项式作曲线拟合
                                                                                                                                                                                                      • *§7.5 超定线性方程组的最小二乘解
                                                                                                                                                                                                        • 习题7
                                                                                                                                                                                                        • 第8章 数值积分与数值微分
                                                                                                                                                                                                          • §8.1 求积公式
                                                                                                                                                                                                            • 8.1.1 问题的提出
                                                                                                                                                                                                              • 8.1.2 数值积分的基本思想
                                                                                                                                                                                                                • 8.1.3 代数精度
                                                                                                                                                                                                                  • 8.1.4 插值型求积公式
                                                                                                                                                                                                                  • §8.2 NewtonCotes公式
                                                                                                                                                                                                                    • 8.2.1 NewtonCotes公式
                                                                                                                                                                                                                      • 8.2.2 常见的NewtonCotes公式
                                                                                                                                                                                                                        • *8.2.3 NewtonCotes公式的稳定性
                                                                                                                                                                                                                        • §8.3 复化求积公式
                                                                                                                                                                                                                          • 8.3.1 复化梯形公式
                                                                                                                                                                                                                            • 8.3.2 复化Simpson公式
                                                                                                                                                                                                                              • 8.3.3 复化Cotes公式
                                                                                                                                                                                                                                • *8.3.4 变步长方法
                                                                                                                                                                                                                                • §8.4 Romberg求积公式
                                                                                                                                                                                                                                  • 8.4.1 Richardson外推法
                                                                                                                                                                                                                                    • 8.4.2 Romberg积分法
                                                                                                                                                                                                                                    • §8.5 Gauss型求积公式
                                                                                                                                                                                                                                      • 8.5.1 Gauss型求积公式及其性质
                                                                                                                                                                                                                                        • 8.5.2 常见的Gauss型求积公式
                                                                                                                                                                                                                                          • *8.5.3 复化Gauss型求积公式
                                                                                                                                                                                                                                          • §8.6 数值微分
                                                                                                                                                                                                                                            • 8.6.1 由Taylor展式得到的数值微分
                                                                                                                                                                                                                                              • *8.6.2 插值型数值微分
                                                                                                                                                                                                                                                • *8.6.3 利用数值积分做数值微分
                                                                                                                                                                                                                                                • 习题8
                                                                                                                                                                                                                                                • 第9章 常微分方程的数值解法
                                                                                                                                                                                                                                                  • §9.1 引言
                                                                                                                                                                                                                                                    • §9.2 Euler方法
                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.2.1 Euler方法的推导
                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.2.2 几何意义
                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.2.3 Euler方法的改进
                                                                                                                                                                                                                                                          • §9.3 Runge-Kutta方法
                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.3.1 Runge-Kutta方法的构造
                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.3.2 高阶的Runge-Kutta公式
                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.3.3 步长的选取
                                                                                                                                                                                                                                                                • §9.4 线性多步法
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.4.1 线性多步法的一般形式
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.4.2 用数值积分构造线性多步法
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.4.3 四阶Adams预测—校正方法
                                                                                                                                                                                                                                                                      • *§9.5 局部截断误差的估计
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.5.1 局部截断误差的估计
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.5.2 修正的Adams预测—校正法
                                                                                                                                                                                                                                                                          • §9.6 一阶方程组与高阶方程
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.6.1 一阶方程组
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.6.2 高阶方程的情形
                                                                                                                                                                                                                                                                              • §9.7 收敛性与稳定性
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.7.1 收敛性
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.7.2 稳定性
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • *§9.8 常微分方程边值问题的差分方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.8.1 线性边值问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.8.2 非线性方程边值问题的差分方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题9
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • *第10章 偏微分方程的有限差分解法
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • §10.1 抛物型方程的差分格式
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.1.1 一维抛物型方程的常见差分格式
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.1.2 收敛性和稳定性
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • §10.2 双曲型方程的差分格式
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.2.1 一阶线性双曲型方程的差分格式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.2.2 二阶双曲型方程的差分格式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.3 椭圆型方程的差分格式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.3.1 差分格式的建立
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.3.2 差分方程组的解法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题10
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第11章 MATLAB软件与数值计算
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • §11.1 矩阵与数组
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • §11.2 函数运算和作图
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.2.1 基本初等函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.2.2 多项式函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.2.3 矩阵函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.2.4 绘图命令
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.2.5 MATLAB编程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • §11.3 线性方程组的数值解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.3.1 直接法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.3.2 迭代法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.3.3 迭代法收敛理论
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.3.4 SOR法的松弛因子
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.3.5 病态方程组和条件数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • §11.4 方阵的特征值和特征向量
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.4.1 乘幂法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.4.2 古典Jacobi旋转法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.4.3 基本QR算法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.4.4 MATLAB中求特征值和特征向量的命令
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • §11.5 非线性方程和方程组求根
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.5.1 二分法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.5.2 Newton法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.5.3 MATLAB中关于方程(组)求根的命令
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • §11.6 插值方法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.6.1 Lagrange插值
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.6.2 Newton插值
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.6.3 用拟合命令polyfit作插值
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.6.4 MATLAB中的插值命令
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • §11.7 函数逼近与数据拟合
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.7.1 多项式数据拟合
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.7.2 非线性拟合
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.7.3 最佳平方逼近
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • §11.8 数值积分
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.8.1 数值积分公式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.8.2 复化数值积分计算
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.8.3 Romberg积分计算
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.8.4 MATLAB中的积分公式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • §11.9 常微分方程初值问题数值解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.9.1 单步法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.9.2 线性多步法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.9.3 线性常微分方程边值问题求解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.9.4 MATLAB中求解常微分方程初值问题数值解的命令
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题参考答案与提示
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 主要参考文献

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        相关图书