应用常微分方程

应用常微分方程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学出版社
作者:葛渭高
出品人:
页数:319
译者:
出版时间:2010-6
价格:59.00元
装帧:
isbn号码:9787030275066
丛书系列:科学版研究生教学丛书
图书标签:
  • 常微分方程
  • 数学
  • 应用数学
  • 微分方程
  • 数值方法
  • 工程数学
  • 科学计算
  • 数学模型
  • 高等教育
  • 理工科
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具体描述

《应用常微分方程(科学版)》内容简介:与偏重理论体系完整、推理严谨的理科教材不同,《应用常微分方程(科学版)》侧重从应用的需要出发介绍常微分方程的理论和方法,力求概念准确清晰,理论有据,方法实用,并将这些方法和数值计算、微分方程建模结合起来。《应用常微分方程(科学版)》突出了非线性常微分方程与线性微分方程,隐式微分方程与显式微分方程的差异,介绍了分支、混沌等非线性问题中的特有现象,有助于理解非线性问题的复杂性,在线性微分系统的求解中,吸收作者的科研成果,用微分算子法作为求解的普遍方法,用算子多项式分解及算子矩阵的伴随阵,将微分算子法用于变系数高阶线性方程和常系数线性微分系统的通解计算,书中有大量计算示例和模型构建实例,可以对方法的掌握起到导引作用。

《应用常微分方程(科学版)》可供需要学习常微分方程理论的工科高年级学生和研究生作为教材或阅读之用,也可供教师、科研人员及理科学生参考。

好的,这里为您提供一份关于《应用常微分方程》之外的其他数学或工程类图书的详细简介,字数控制在1500字左右,力求内容详实,风格自然。 --- 《现代数值分析与计算方法》 图书简介 本书深入探讨了现代科学与工程领域中,解决复杂数学问题的核心工具——数值分析与计算方法。在当今数据驱动与仿真模拟日益重要的时代,许多实际问题(如流体力学模拟、金融衍生品定价、复杂系统稳定性分析等)无法通过解析方法得到精确解,这使得高效、可靠的数值算法成为解决现实挑战的基石。《现代数值分析与计算方法》旨在为读者构建一个扎实的理论框架,并提供实用的算法实现指导。 第一部分:线性代数与矩阵计算的进阶理论 本书伊始,我们首先回顾并深入剖析了在线性代数计算中至关重要的核心概念。重点关注了矩阵分解技术,不仅仅停留在初级知识点上,而是详细阐述了LU分解、Cholesky分解(特别是针对对称正定矩阵的应用)、QR分解(在最小二乘问题中的关键作用)以及奇异值分解(SVD)的深层数学原理、数值稳定性分析及其在数据压缩和主成分分析(PCA)中的应用。 紧接着,本书投入大量篇幅讨论大型稀疏线性系统的求解。针对工程实践中经常遇到的矩阵维度极高但非零元稀疏的情况,我们详细介绍了迭代求解方法,包括雅可比法、高斯-赛德尔法的收敛性分析,并着重讲解了共轭梯度法(CG)、广义最小残量法(GMRES)以及双共轭梯度法(BiCGSTAB)。对于这些迭代方法,本书不仅给出了算法步骤,更重要的是分析了预处理技术(如代数多重网格法的前身——代数预处理器的思想)如何显著加速收敛速度,并讨论了如何选择合适的收敛容错标准。 第二部分:非线性方程求解与优化理论 对于单变量和多变量的非线性方程组,解析求解往往是奢望。本部分聚焦于高效的数值迭代方法。对于单变量方程,我们详述了牛顿法的收敛速度、超线性收敛的条件,并对比分析了割线法(Secant Method)和抛物线法的优劣。 在线性化模型的基础上,本书将讨论拓展到更具挑战性的多变量非线性系统求解。重点讲解了多维牛顿法的实现,以及如何处理在迭代过程中可能出现的步长控制和线搜索(Line Search)问题,以确保算法的全局收敛性,避免陷入局部极小值或振荡。 在优化理论方面,本书深入探讨了无约束优化问题的求解。除了基础的最速下降法,我们重点剖析了拟牛顿法,特别是BFGS(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno)算法的构造原理及其与Hessian矩阵的近似关系。对于大规模优化问题,本书介绍了信赖域方法(Trust-Region Methods)的框架,阐明了如何通过定义一个局部置信区域来提高搜索的可靠性。 第三部分:插值、拟合与数值积分 数据表示和数据拟合是所有应用科学的基础。《现代数值分析与计算方法》对插值技术进行了全面梳理。从基础的拉格朗日插值到理论更优、实用性更强的分段三次Hermite插值,再到确保二阶连续性的样条插值(Spline Interpolation),本书详细分析了不同方法在引入误差和数值稳定性方面的权衡。 在最小二乘拟合方面,本书区分了线性最小二乘和非线性最小二乘问题。对于后者,我们详细介绍了高斯-牛顿法(Gauss-Newton)和列文伯格-马夸特法(Levenberg-Marquardt),后者作为一种混合策略,在处理病态数据时表现出卓越的鲁棒性。 数值积分部分,本书超越了简单的梯形法则和辛普森法则,重点阐述了牛顿-科茨公式(Newton-Cotes formulas)的构造,以及更适用于高维或复杂区域积分的高斯求积法(Gaussian Quadrature),特别是其精确度的理论依据。 第四部分:初值问题与偏微分方程的初步数值处理 虽然本书并非专注于常微分方程或偏微分方程的专题,但作为数值分析的延伸,我们必须介绍处理微分方程的数值方法。对于常微分方程初值问题(IVPs),本书详述了欧拉法及其局限性,并重点介绍了Runge-Kutta方法族,特别是四阶经典RK法的构造与误差分析。同时,对于“刚性问题”(Stiff Problems),本书引入了隐式方法(如后向欧拉法)的概念,解释了它们在稳定求解复杂时间尺度问题中的必要性。 在偏微分方程(PDEs)的数值处理方面,本书简要介绍了有限差分法(Finite Difference Method)的基本思想,并以二维泊松方程为例,展示了如何将其转化为求解大型线性系统的过程,为后续深入学习有限差分法、有限元法或有限体积法打下必要的计算基础。 本书特色与目标读者 本书的显著特点是理论的严谨性与算法的实用性紧密结合。每一算法的推导都基于清晰的数学论证,同时配有详细的伪代码和MATLAB/Python的实现示例,帮助读者将理论知识转化为可运行的代码。 本书适合于数学、物理、工程(机械、电子、航空航天、土木)、计算机科学以及金融工程等领域的高年级本科生、研究生,以及需要利用先进计算方法解决实际问题的科研人员和工程师阅读。通过阅读本书,读者将能够批判性地评估现有数值算法的性能,并根据具体问题定制或开发高效的计算解决方案。 ---

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