《數(shù)值計算方法(第三版)》詳細(xì)介紹了科學(xué)與工程計算中常用的數(shù)值計算方法,突出科學(xué)計算的基本思想方法,注重數(shù)學(xué)軟件在科學(xué)計算中的基本訓(xùn)練。全書主要內(nèi)容包括數(shù)值代數(shù)(線性方程組的直接與迭代解法、矩陣特征值問題的計算)、非線性方程與方程組的數(shù)值解法、數(shù)值逼近(代數(shù)插值與函數(shù)的逼近)、數(shù)值積分與微分、常微分方程數(shù)值解法等。每章均附有習(xí)題和數(shù)值實驗(包括MATLAB軟件介紹及其基本數(shù)值算法的MATIAB實現(xiàn))。
《數(shù)值計算方法(第三版)》可作為高等院校信息與計算科學(xué)專業(yè)、數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)以及計算機軟件專業(yè)、通信工程等工科類及研究生的教材,也可供從事科學(xué)與工程計算的科技人員參考。
本書第二版(2009年)出版已經(jīng)近10年,作為“數(shù)值計算方法”精品課自編教材,在使用過程中得到了許多老師和同學(xué)的肯定和幫助。根據(jù)近幾年本學(xué)科內(nèi)容的不斷發(fā)展和教材使用情況,在保持原書基本風(fēng)格和體系的前提下,對部分內(nèi)容和技術(shù)細(xì)節(jié)作了修訂,修訂的基本內(nèi)容如下:
一、增加附錄,對MATLAB軟件做了基本介紹,并對基本語句給出了MATLAB編程實例。
二、將原書第4章“多項式插值與逼近”分為兩章:多項式插值和最佳逼近。
三、取消第7章,將原第7章“數(shù)據(jù)擬合”和“最小二乘法”部分合并到最佳逼近章節(jié),并增加“可化為線性擬合的非線性參數(shù)擬合”小節(jié)。將原第7章“Givens變換和Householder變換”“奇異值分解”等放在第8章“特征值問題的計算方法”部分,取消“廣義逆”小節(jié)。
四、在第1章增加“單精度與雙精度”小節(jié)。
五、由于相似性,第3章刪除了塊三角分解;第4章增加了重節(jié)點插值。
六、第8章由于篇幅所限,刪除了較為專門化的二分法。
七、第9章增加了差分法簡介。
八、對全書的習(xí)題做了全面的整理修訂,剔除了一些不適用和過難或過于簡單的習(xí)題,增加了一些有意義的與教材匹配的習(xí)題。
九、對各章所附的數(shù)值實驗習(xí)題(包括實驗?zāi)康、問題提出與實驗要求)也進(jìn)行了全面更新與修訂,更利于課堂講授和學(xué)生實習(xí)(實驗學(xué)時可以控制在16個學(xué)時左右)。
本書由李維國和聶立新主持修訂,劉新海和喬田田等參與了部分章節(jié)的編寫和習(xí)題的解答工作,柳毓松參與了數(shù)值實驗部分的編寫。全書由李維國統(tǒng)稿。
本書注重講練結(jié)合、理論分析與數(shù)值實驗并重的模式,著力培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)值計算思想方法和科學(xué)計算實踐動手能力。帶星號的節(jié)供讀者選學(xué),帶星號的習(xí)題和數(shù)值實驗供讀者選做。
我們再次感謝使用本書的師生和其他廣大讀者對本書提出的寶貴意見。
第1章 緒論
§1.1 誤差
§1.2 誤差分析的方法與原則
§1.3 算法的軟件實現(xiàn)與計算機的數(shù)系結(jié)構(gòu)
習(xí)題1
數(shù)值實驗1
第2章 非線性方程的數(shù)值解法
§2.1 二分法
§2.2 迭代法
§2.3 迭代收斂的加速方法
§2.4 牛頓迭代法
§2.5 弦割法與拋物線法
習(xí)題2
數(shù)值實驗2
第3章 線性代數(shù)方程組的直接解法
§3.1 三角形方程組和三角分解
§3.2 選主元三角分解
§3.3 平方根法
§3.4 向量范數(shù)和矩陣范數(shù)
§3.5 線性方程組的敏度分析與病態(tài)方程組的解法
習(xí)題3
數(shù)值實驗3
第4章 多項式插值
§4.1 插值問題
§4.2 插值多項式的構(gòu)造方法
§4.3 Hermite插值問題
§4.4 分段插值
§4.5 三次樣條插值
習(xí)題4
數(shù)值實驗4
第5章 最佳逼近
§5.1 最佳逼近問題的提出
§5.2 最佳平方逼近
§5.3 正交多項式
§5.4 最佳一致逼近
§5.5 最佳一致逼近多項式求法的討論
§5.6 數(shù)據(jù)擬合的最小二乘法
習(xí)題5
數(shù)值實驗5
第6章 數(shù)值積分與數(shù)值微分
§6.1 數(shù)值求積的基本問題
§6.2 牛頓一柯特斯公式
§6.3 復(fù)化求積公式
§6.4 龍貝格積分法
§6.5 高斯求積公式
§6.6 * 積分方程的數(shù)值解
§6.7 數(shù)值微分
習(xí)題6
數(shù)值實驗6
第7章 線性與非線性方程組的迭代解法
§7.1 Jacobi迭代法和Gauss-Seidel迭代法
§7.2 Jacobi與G-S迭代的收斂性分析
§7.3 超松弛迭代法
§7.4 共軛梯度法
§7.5 非線性方程組的迭代解法
習(xí)題7
數(shù)值實驗7
第8章 特征值問題的計算方法
§8.1 基本概念與性質(zhì)
§8.2 冪法與反冪法
§8.3 Jacobi方法
§8.4 QR方法
習(xí)題8
數(shù)值實驗8
第9章 常微分方程數(shù)值解法
§9.1 引言
§9.2 Euler方法
§9.3 Runge-Kutta方法
§9.4 線性多步法與預(yù)估一校正格式
§9.5 理論分析
§9.6 方程組及高階方程數(shù)值方法
§9.7 剛性方程組
§9.8 邊值問題
習(xí)題9
數(shù)值實驗9
附錄A MATLAB簡介
§A.1 MATLAB初識
§A.2 MATLAB編程初步
§A.3 MATLAB應(yīng)用實例
附錄B 部分習(xí)題求解提示與參考答案
參考文獻(xiàn)
名詞索引