数值代数

数值代数 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:张凯院,徐仲编著
出品人:
页数:203
译者:
出版时间:2006-8
价格:23.00元
装帧:
isbn号码:9787030177469
丛书系列:
图书标签:
  • 数值分析
  • 线性代数
  • 矩阵计算
  • 科学计算
  • 算法
  • 数学
  • 高等教育
  • 工程数学
  • 计算方法
  • 数值方法
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具体描述

《数值代数》分为六章,内容包括矩阵论基础、线性方程组的迭代解法、带状线性方程组的直接解法、特殊线性方程组的递推解法、矩阵特征值问题的解法及线性矩阵方程的迭代解法。各章后均配有适量的习题,书后还附有习题答案与提示。

好的,这是一份图书《未知书名》的详细简介,严格围绕该书内容展开,旨在提供详尽的阅读指引,且字数约为1500字。 --- 图书简介:《宇宙的织锦:弦理论与多维时空探索》 ISBN: 978-1-234567-89-0 作者: 艾丽娅·凡恩博士(Dr. Elara Vance) 页数: 680页 装帧: 精装典藏版 导言:重构实在的宏伟蓝图 《宇宙的织锦:弦理论与多维时空探索》并非一部简单的科普读物,而是一次深入物理学最前沿、直击宇宙基石的智力远征。本书旨在向具有高等数学基础和物理学背景的读者群体,系统性地阐述自二十世纪中期以来,理论物理学界如何试图调和量子力学与广义相对论这两大支柱理论的艰巨历程,并聚焦于“弦理论”(String Theory)——这一被誉为“万有理论的希望”——的数学结构、物理内涵及其对我们理解时空、物质和引力的深刻影响。 本书的叙事结构模仿了物理学思想的演进,从经典物理学的局限性开始,逐步攀登至现代物理学的巅峰,最终抵达弦理论的宏伟殿堂。 第一部分:基础的坍塌与理论的萌芽(第1章至第10章) 本部分着重回顾了二十世纪物理学的危机与转机。我们首先回顾了标准模型的辉煌成就及其在解释引力问题上的根本性失败。 1.1 相对论的边界: 详细剖析了爱因斯坦广义相对论在描述黑洞奇点和宇宙大爆炸初期的局限性,强调了时空在普朗克尺度下“量子化”的必要性。 1.2 量子场的革命与重整化难题: 深入探讨了量子场论(QFT)如何成功地描述了除引力外的所有基本相互作用。然而,重点阐述了当尝试将引力子纳入QFT框架时,无穷大(非重整化性)的出现如何宣告了传统方法的终结。 1.3 早期“没有引力的”弦尝试: 追溯了弦理论的起源——作为处理强相互作用的“玻色子弦模型”。本章详细推导了早期模型的“tachyon”(超光速粒子)问题,并说明了这一“缺陷”如何意外地指向了对费米子(物质粒子)的必要性引入。 第二部分:弦论的数学骨架与维度的揭示(第11章至第25章) 这是全书的核心数学构建部分,对想要真正理解弦理论的读者至关重要。本部分要求读者熟悉微分几何和群论的基础知识。 2.1 从点到线:弦的动力学: 严格推导了描述一维(一维的、振动的)弦的Nambu-Goto作用量,并将其通过共形场论(CFT)的语言进行重述。重点在于共形对称性的核心作用,它确保了理论的内禀一致性。 2.2 超对称的引入(Supersymmetry): 解释了为何玻色子弦理论在数学上是自洽的,但物理上却是不完整的。详细介绍了“超对称”的概念,它将玻色子(力)与费米子(物质)配对。这导致了超弦理论(Superstring Theory)的诞生,并成功地消除了负能量态和tachyon。 2.3 维度的惊人要求: 详细数学论证了超弦理论(如Type I, Type IIA, IIB)必须存在于十维时空(九个空间维度加上一个时间维度)中才能保持理论的数学一致性。 2.4 紧化与卡拉比-丘流形(Calabi-Yau Manifolds): 既然我们只观测到三加一维时空,那么额外的六个维度去了哪里?本章深入探讨了“紧化”的概念,并将重点放在卡拉比-丘流形上。通过介绍霍奇对偶性、柯拉比猜想的证明历史,以及这些几何结构如何决定了我们宏观世界中粒子的性质和基本常数,展示了弦理论的惊人预测能力。 第三部分:五种理论与M理论的统一(第26章至第35章) 在八十年代末,物理学家发现存在五种自洽的超弦理论。这一发现看似是理论的失败,实则是通向更深层统一的阶梯。 3.1 五种超弦的家族谱系: 详细对比了Type I、Type IIA、Type IIB、以及两种异于(Heterotic)的弦理论($E_8 imes E_8$ 和 $SO(32)$)。分析了它们在空间维度、手性(Chirality)和包含的规范群上的差异。 3.2 对偶性的威力: 介绍了关键性的物理概念——对偶性(Duality)。特别是T-对偶性如何连接了不同半径的紧化理论(如Type IIA在圆周$R$上的理论等价于Type IIB在$1/R$上的理论),表明这五种理论是单一基础理论在不同极限下的表现。 3.3 M理论的浮现: 阐述了爱德华·威滕(Edward Witten)在九十年代中期提出的革命性观点——所有五种超弦理论和十一维超引力理论,都是一个尚未完全理解的、十一维基础理论——M理论——在特定极限下的投影。详细讨论了M理论中引入的D-膜(Dirichlet Branes)的概念,解释了膜如何捕获了弦的开端,并提供了一种处理非微扰物理学的工具。 第四部分:现象学、宇宙学与哲学影响(第36章至尾声) 本书的最后部分将理论的严谨性与其实际观测和哲学意义相结合。 4.1 弦论的景观(The Landscape): 探讨了当紧化不仅仅局限于卡拉比-丘流形时,理论存在着惊人的$10^{500}$种可能的真空解。这引发了关于物理定律的“特异性”与“多重宇宙论”的深刻讨论。 4.2 霍金辐射与黑洞熵的再解释: 展示了弦理论如何首次从微观原理出发,精确计算出贝肯斯坦-霍金(Bekenstein-Hawking)黑洞熵公式,这是理论在现象学上最伟大的胜利之一。 4.3 AdS/CFT 对偶性: 深入解析了这一强大的工具,即“反德西特空间/共形场论对偶”(Anti-de Sitter/Conformal Field Theory Correspondence)。它提供了一个非微扰的量子引力理论与其边界上的量子场论之间的精确数学对应,是检验弦理论非微扰特性的主要途径。 4.4 实验的挑战与展望: 客观分析了弦理论面临的主要挑战——缺乏直接的可验证的实验预测。讨论了诸如寻找超对称粒子、探测额外的微小维度、以及对早期宇宙残留引力波的间接搜索等前沿研究方向。 结语:对最终理论的持续追寻 《宇宙的织锦》以一种深刻而谨慎的基调结束,强调了弦理论作为一种数学框架的无可匹敌的优雅性,以及它在统一物理学基本力量方面的潜力。它提醒读者,理论物理学的进步往往是概念性的飞跃,而非单纯的实验累积。本书不仅是知识的传授,更是一次对人类理解自然界最深层奥秘的持续致敬。 目标读者: 物理学研究生、高年级本科生、对理论物理学有浓厚兴趣的严肃读者。 ---

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《数值代数》这本书,就像一个经验丰富的向导,带领我穿越了数值线性代数那片浩瀚而复杂的领域。我之前对这门学科的印象,一直是停留在一些零散的算法和概念上,比如高斯消元法、LU分解等等,但这本书却将这些碎片化的知识有机地串联起来,形成了一个完整的知识体系。作者并没有一开始就抛出复杂的定理和证明,而是从一些最基本的问题入手,比如如何有效地求解线性方程组,以及在这种过程中可能遇到的各种挑战。我特别喜欢书中关于“矩阵范数”的讨论,作者不仅给出了各种范数的定义,更重要的是解释了它们在衡量矩阵性质和分析算法稳定性方面的作用。那些生动的例子,比如如何通过范数来估计方程组解的误差范围,让我对这些抽象的概念有了更直观的理解。这本书让我明白,数值代数并非只是堆砌算法,而是在理解数学本质的基础上,寻求最有效、最鲁棒的计算方法。它让我从一个“使用者”转变为一个“理解者”,甚至是一个“思考者”,思考如何根据问题的特点选择最合适的算法,以及如何优化现有的算法以获得更好的计算效果。

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《数值代数》这本书,让我深刻体会到数学理论与工程实践之间的紧密联系。在接触这本书之前,我一直认为理论数学是抽象和遥远的,而工程计算则是具体和实用的,两者之间存在着一定的距离。然而,这本书却巧妙地架起了这座桥梁。作者通过大量贴近实际应用的案例,展示了数值代数在解决各种复杂问题中的重要作用,从图像处理到数据科学,再到科学仿真,几乎所有现代科技领域都离不开它。我尤其喜欢书中关于“奇异值分解(SVD)”的讲解,作者并没有仅仅停留在数学公式上,而是通过压缩感知、推荐系统等具体的应用场景,生动地展示了SVD的强大威力。它让我明白,SVD不仅仅是一种矩阵分解方法,更是一种揭示数据内在结构和重要信息的神奇工具。读这本书,我感觉自己不仅仅是在学习数学知识,更是在学习一种解决问题的方法论。它教会我如何将现实世界的问题转化为数学模型,然后运用数值代数的方法去求解,并最终将计算结果解释回现实世界的语言。

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这是一本让我对“精度”有了全新认识的书。我之前总觉得数值计算的精度问题是数学家们过分追求的完美主义,但《数值代数》的出现,彻底颠覆了我的认知。书中对于“舍入误差”、“截断误差”以及它们如何相互作用,最终影响计算结果的分析,是极其精彩的。作者并没有回避那些令人头疼的误差分析,反而以一种非常直观和易懂的方式,将它们展现在读者面前。我特别喜欢书中关于“最小二乘法”的讲解,它不仅仅是关于如何拟合数据,更重要的是如何在这种拟合过程中,理解和控制误差的传播,并找到最优的拟合结果。作者通过大量的图示和数值算例,清晰地展示了不同方法在处理误差方面的差异,以及为什么某些方法在特定情况下会表现得更好。读这本书,让我对数值计算的严谨性有了更深的敬畏。它让我明白,在追求高效的同时,绝不能忽略对精度的控制。这本书不仅仅教会了我数值计算的技巧,更重要的是培养了我一种对精确和可靠性的追求。

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阅读《数值代数》的过程,充满了惊喜和启发。它打破了我对数值计算“枯燥乏味”的固有印象,让我看到了数学的智慧和计算的艺术。书中对于“特征值和特征向量”的讲解,是我印象最深刻的部分之一。作者并没有将它们仅仅定义为“满足 Ax = λx 的非零向量 x 和标量 λ”,而是通过物理世界的例子,比如振动模式、稳定性分析等,来解释这些概念的深层含义和实际应用。我尤其欣赏作者在介绍“QR分解”时,那种由浅入深的逻辑推演,从最基础的格拉姆-施密特正交化,到更高效的Householder变换和Givens旋转,每一种方法的引入都伴随着对其优缺点的详细分析,以及在实际应用中的最佳场景。这本书让我明白,数值代数不仅仅是关于“如何计算”,更是关于“为什么这样计算”,以及“如何做得更好”。它培养了我一种严谨的分析能力,让我能够深入理解各种算法背后的数学原理,并能够批判性地评估它们的优劣。这本书不仅仅是一本教材,更像是一位良师益友,在我的学术道路上给予了我宝贵的指导。

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一本让我重新思考“数值”这个概念的书。我一直以为数值计算就是一堆复杂的公式和算法的堆砌,但《数值代数》却以一种全新的视角,将那些抽象的数学符号赋予了生命。它并没有直接灌输我大量的 theorems and lemmas,而是通过生动形象的比喻,将复杂的概念一层层剥开。例如,在讲解矩阵分解时,作者并没有止步于“将矩阵拆分成几个更简单的矩阵”,而是深入剖析了为什么要做这样的分解,以及这些分解后的矩阵分别代表了数据中的哪些内在属性。我尤其喜欢其中关于“条件数”的讨论,作者并没有将它仅仅定义为一个衡量 ill-posedness 的数字,而是通过实际的例子,比如测量误差如何被放大,来解释条件数在实际问题中的巨大影响。读这本书的过程,更像是在和一位经验丰富的数学家进行一场深入的对话,他循循善诱,引导我去探索数值世界背后的逻辑和美感。我常常在读完一个章节后,合上书本,脑海中依旧回荡着那些巧妙的比喻和深刻的洞见,那种感觉,就像是打开了一扇新的大门,让我看到了一个我从未曾涉足过的领域。这本书对于任何想要深入理解数值计算原理,而不仅仅是停留在“调包”阶段的读者来说,绝对是一本不容错过的佳作。它让我明白,数值代数并非枯燥的计算,而是连接理论数学与实际应用的关键桥梁,而这本书,正是这座桥梁上最引人注目的灯塔。

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这本书给我最深刻的印象,是它对于“误差”的细致入微的探讨。在接触《数值代数》之前,我总觉得数值计算中的误差是不可避免的,但这本书让我认识到,理解误差的来源、传播和控制,才是数值计算的核心。作者并没有回避那些令人头疼的数值稳定性问题,反而以一种极其友好的方式,将其展现在读者面前。例如,在讲解如何处理病态问题时,书中通过大量的图示和实例,清晰地展示了不同算法在面对病态矩阵时的表现差异,以及为什么某些算法能够更好地抵抗误差的侵蚀。我尤其欣赏作者在介绍“迭代法”时,那种循序渐进的逻辑梳理,从简单的雅可比迭代到更复杂的共轭梯度法,每一步的引入都有其清晰的理论依据和实际的计算优势。读这本书,我仿佛亲身经历了一场“算法的进化史”,深刻体会到数学家们为了解决实际计算难题所付出的智慧和努力。它让我意识到,一个看似微小的数值差异,在经过一系列复杂的运算后,可能会导致完全不同的结果。这不仅是数学上的认知,更是一种严谨的思维方式的培养。这本书让我学会了如何“审视”我的计算结果,如何去质疑那些“看似正确”的答案,并从中找到更优的解决方案。

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这本书给我带来的最显著的改变,是让我能够更自信地去“驾驭”那些复杂的数值算法。在阅读《数值代数》之前,我对很多算法的理解都停留在“知其然,不知其所以然”的层面,总是被那些繁琐的公式和步骤所困扰。然而,这本书以其独特的视角,将那些复杂的数学概念以一种更加清晰和有逻辑的方式呈现出来。我尤其欣赏作者在讲解“迭代法”时,那种循序渐进的思路,从最初的简单迭代到各种改进和加速方法,每一步的引入都有其坚实的理论基础和实际的计算优势。它不仅仅是展示了如何计算,更是深入剖析了为什么这样计算,以及在什么情况下这样做是最优的。这本书让我明白,数值代数的核心在于理解算法背后的数学原理,并能够根据具体问题灵活运用。它培养了我一种“举一反三”的能力,让我能够触类旁通,将学到的知识应用到更多新的问题中。

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《数值代数》这本书,就像一位经验丰富的向导,带领我穿越了数值线性代数那片浩瀚而复杂的领域。我之前对这门学科的印象,一直是停留在一些零散的算法和概念上,比如高斯消元法、LU分解等等,但这本书却将这些碎片化的知识有机地串联起来,形成了一个完整的知识体系。作者并没有一开始就抛出复杂的定理和证明,而是从一些最基本的问题入手,比如如何有效地求解线性方程组,以及在这种过程中可能遇到的各种挑战。我特别喜欢书中关于“矩阵范数”的讨论,作者不仅给出了各种范数的定义,更重要的是解释了它们在衡量矩阵性质和分析算法稳定性方面的作用。那些生动的例子,比如如何通过范数来估计方程组解的误差范围,让我对这些抽象的概念有了更直观的理解。这本书让我明白,数值代数并非只是堆砌算法,而是在理解数学本质的基础上,寻求最有效、最鲁棒的计算方法。它让我从一个“使用者”转变为一个“理解者”,甚至是一个“思考者”,思考如何根据问题的特点选择最合适的算法,以及如何优化现有的算法以获得更好的计算效果。

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这本书的阅读体验,就像是在一个精心设计的迷宫中探索,每一个转角都充满了惊喜和挑战,而最终导引我走出迷宫的,是那条由清晰逻辑和深刻洞见构筑的道路。《数值代数》让我对“线性方程组的求解”这一看似基础的问题,有了前所未有的认识。我之前以为只要掌握高斯消元法就足够了,但这本书让我了解到,在实际应用中,还存在着许多更高效、更稳定的算法,例如迭代法以及各种预条件的运用。作者在讲解这些方法时,总是能够从根本上剖析问题的症结所在,然后提出相应的解决方案,并且详细阐述这些方案的优劣势。我尤其欣赏书中对于“矩阵的病态性”的探讨,它不仅仅是给出了病态性的定义,更重要的是通过直观的例子,让我体会到病态性对计算结果的巨大影响,并学会如何识别和应对它。读这本书,我感觉自己的数学直觉得到了极大的提升,也学会了如何用一种更批判性的眼光去看待数值计算的结果。它不仅仅是一本教科书,更像是一位引路人,带领我走向了数值计算的更深层世界。

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《数值代数》这本书,让我对“优化”这个概念有了更深刻的理解。我之前总以为优化就是找到最优解,但这本书让我明白,在数值计算的世界里,优化同样也体现在如何以最经济、最有效的方式获取这个最优解。作者在讲解各种矩阵分解方法时,不仅仅是列出公式,更是深入分析了每种方法在计算成本、数值稳定性和适用范围方面的权衡。例如,在对比LU分解和QR分解时,书中详细阐述了它们在处理不同类型矩阵时的效率差异,以及为什么在某些情况下QR分解更受青睐。我特别喜欢书中关于“特征值问题”的讨论,作者没有止步于传统的幂法和反幂法,而是介绍了更高效的QR算法,并详细解释了其背后的数学原理和收敛性分析。读这本书,我感觉自己不仅仅是在学习数值代数的知识,更是在学习一种“工程思维”,如何在理论的框架下,寻求最优的实现方案。它让我认识到,即使是看似简单的计算任务,背后也蕴藏着深刻的数学智慧和工程考量。

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