数值分析与算法(第2版)
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作者:喻文健

丛书名:清华大学计算机系列教材

定价:39.5元

印次:2-7

ISBN:9787302409823

出版日期:2015.09.01

印刷日期:2020.01.06

图书责编:杨帆

图书分类:教材

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本书是针对“数值分析”、“计算方法”、“数值分析与算法”等课程编写的教材,主要面向理工科大学信息科学与技术各专业,以及信息与计算科学专业的本科生。本书内容包括数值计算基础、非线性方程的数值解法、线性方程组的直接解法与迭代解法、矩阵特征值与特征向量的计算、数值逼近与插值、数值积分方法、常微分方程初值问题的解法,以及数值算法与应用的知识。本书涵盖数值分析、矩阵计算领域最基本、最常用的一些知识与方法,而且在算法及应用方面增加了一些较新的内容。在叙述上既注重理论的严谨性,又强调方法的应用背景、算法设计,以及不同方法的对比。为了增加实用性与可扩展性,每章配备了应用实例、算法背后的历史、评述等子栏目,书末附有算法、术语索引。在附录中还包括MATLAB软件的简介,便于读者快速掌握并进行编程实验。 本书适合作为高年级本科生或研究生的教材,也可供从事科学与工程计算的科研人员参考。

“数值分析”或“计算方法”是理工科大学各专业普遍开设的一门课程,其内容主要包括有关数值计算(numerical computing)的理论与方法。数值计算是计算数学、计算机科学与其他工程学科相结合的产物,随着计算技术的发展与普及,它正变得越来越重要。 本书的主要内容与一般的“数值分析”教材基本一致,但还具有如下特点。 (1) 对数学理论的介绍简明扼要。尽量用形象的方式解释数学中的一些概念与理论,通过定理总结重要的结论。在不失严谨性的前提下,省略部分定理的证明,取而代之的是进行直观的解释、验证,并说明其意义与用途。 (2) 强调算法的实际应用与分析比较。对大多数算法,采用程序伪码的形式加以描述,同时分析其计算复杂度。说明算法应用中的细节问题,对几个较新的算法还给出了MATLAB源程序。通过“应用实例”和相关MATLAB命令,更详细地介绍算法的应用。 (3) 具有较强的可读性与实用性。尽量用图、表等形象的方式对概念、现象进行解释。每章编写了“算法背后的历史”子栏目,增强阅读的趣味性。书末附有算法、术语索引,便于查阅。为了便于读者动手实践,对MATLAB软件的相关功能做了介绍。 (4) 在内容编排上有利于教学。依据教学规律安排各章的顺序;在每章的“评述”部分列出主要知识点,除练习题外还提供了上机实验题,附录中给出了部分习题的答案。 学习数值分析与算法,应重视通过计算机编程加深理解相关理论与算法。本书提倡使用MATLAB软件来进行编程实验,基于以下理由:①MATLAB编程语言易于学习、代码简洁,可节省编程实验时间。②MATLAB是功能强大的科学计算集成环境,便于程序调试和形...

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第1章数值计算导论1

1.1概述1

1.1.1数值计算与数值算法1

1.1.2数值计算的问题与策略2

1.1.3数值计算软件4

1.2误差分析基础6

1.2.1数值计算的近似6

1.2.2误差及其分类7

1.2.3问题的敏感性与数据传递误差估算11

1.2.4算法的稳定性13

1.3计算机浮点数系统与舍入误差15

1.3.1计算机浮点数系统15

1.3.2舍入与机器精度18

1.3.3浮点运算的舍入误差19

1.3.4抵消现象21

1.4保证数值计算的准确性22

1.4.1减少舍入误差的几条建议22

1.4.2影响结果准确性的主要因素24

评注25

算法背后的历史: 浮点运算的先驱——威廉·卡亨26

练习题28

上机题29

第2章非线性方程求根30

2.1引言30

2.1.1非线性方程的解30

2.1.2问题的敏感性31

2.2二分法31

2.2.1方法原理31

2.2.2算法稳定性和结果准确度33

2.3不动点迭代法35

2.3.1基本原理35

2.3.2全局收敛的充分条件36

2.3.3局部收敛性38

2.3.4稳定性与收敛阶38

2.4牛顿迭代法40

2.4.1方法原理40

2.4.2重根的情况42

2.4.3判停准则43

2.4.4牛顿法的问题43

2.5割线法与抛物线法44

2.5.1割线法44

2.5.2抛物线法46

2.6实用的方程求根技术46

2.6.1阻尼牛顿法46

2.6.2多项式方程求根47

2.6.3通用求根算法zeroin48

应用实例: 城市水管应埋于地下多深...