数值计算方法——人工智能、大数据分析的数学基础
数值计算方法——社会文明之科技先导,智能演化之数学引擎。提供课件

作者:姚普选、许颖

丛书名:普通高校本科计算机专业特色教材·计算机基础

定价:59元

印次:1-1

ISBN:9787302661740

出版日期:2024.06.01

印刷日期:2024.04.19

图书责编:袁勤勇

图书分类:教材

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本书深入浅出地介绍了数值计算的基本概念、常用方法及其程序实现。内容涵盖数值计算的一般概念和误差分析的常用方法,线性方程组的直接解法,插值的概念及主要插值方法,迭代法求解方程、线性方程组及非线性方程组的常用方法,数值积分与数值微分的常用方法,函数逼近的概念及常用方法,求解矩阵特征值与特征向量的常用方法,求解一阶常微分方程初值问题的主要方法,Python程序设计及数值计算实现的基本方法。 本书注重基本概念和理论的完整性、计算方法的有效性和实用性以及学习过程中的思维连贯性。 本书可以作为高等院校理工科专业尤其是IT相关专业“数值计算方法”课程的教材,也可以作为相关领域科技工作者的参考书。

姚普选:硕士,高级工程师,从事大学计算机类课程教学工作。主讲程序设计、大学计算机、软件开发技术(国家精品课程)、数据库系统、微机原理、数据结构等课程;主讲中国大学MOOC网在线课程——程序设计、软件开发技术。出版过(唯一或第一作者)30多本数据库、程序设计、软件开发技术、全国计算机等级考试教材。其中包括5本国家级十一五规划教材,多本教育部教指委推荐教材;获全国高校出版社优秀畅销书一等奖;陕西省计算机教育学会一等奖(多次);西安交通大学优秀教材一等奖。参与过国家九五重点科技攻关项目(负责人之一),数十项教育部、全国计算机教指委、陕西省、西安交通大学(多项负责人)科研教改项目。发表过多篇论文(数学、计算机教学、管理信息系统方向)。

前言 数学是亘古亘今人类文明的基础。数学兴起并服务于计算,计算工具与方法的进步必然影响数学应用的广度与深度,随着电子计算机的普及,基于计算机技术的计算数学——数值计算方法已经成为数学面向现代社会的重要桥梁。基于数值计算方法的科学计算已经成为与科学理论、科学实验三足鼎立的现代科学技术的关键体系。而大数据、云计算、人工智能等当代社会支柱性技术与产业的飞速发展,进一步彰显了数值计算方法的重要性并且极大地拓展了它的应用范围。作为高等院校的学生,尤其是理工科专业的学生,具备基本的数值计算的理论知识,理解常用的计算方法,掌握一定程度的程序设计实现方法,无论对于现在的学习还是将来的工作,都是不可或缺的。 数值计算方法的主要任务是建构求解实际(科学、工程)问题的计算方法,研究计算方法的数学机理、程序实现计算方法,并用于求解现实世界中的各种问题。在求解问题之前,需要比较、研究可供利用的不同方法的可行性及其优点和缺点;在求解过程中,需要关注误差的大小、累积程度与发展动向;在求得可用的结果之后,需要研究方法的有效性以及进一步改进的可能性。总之,积极的分析、研究需要跟随计算活动的全部过程,建构更加有效、实用而且简练易行的计算方法,必须成为一以贯之的追求目标。 1. 本书的内容 本书以必要的微积分、线性代数和概率论知识为先导,以Python程序设计语言及其集成开发环境为工具,深入浅出地介绍了数值计算的基本概念与主要方法,力图使读者在有限的时间之内,对这门学科的主要知识和技能有一个清晰、完整的理解与把握。全书具体内容如下。 第1章数值计算概论。介绍数值计算的概念及求解问题的一般方法;...

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第1章数值计算概论1

1.1数值问题与计算方法1

1.1.1数值计算问题1

1.1.2计算方法的表示3

1.2数值计算的一般方法6

1.2.1变量的离散化6

1.2.2逼近法7

1.2.3逐次逼近与逐步逼近9

1.2.4递推法与迭代法10

1.2.5递推结构的设计13

1.3误差的概念16

1.3.1数值计算的近似与误差16

1.3.2绝对误差与相对误差17

1.3.3有效数字19

1.4数值计算中误差的影响21

1.5病态问题与条件数22

习题124第2章线性方程组的直接解法27

2.1高斯消去法27

2.1.1基本方法27

2.1.2选主元的高斯消去法32

2.1.3高斯约当消去法35

2.2矩阵的三角分解37

2.2.1高斯消去法的矩阵解释37

2.2.2LU分解39

2.3追赶法42

2.3.1二对角方程组的回代过程42数值计算方法——人工智能、大数据分析的数学基础目录

2.3.2解三对角方程组的追赶法44

2.4平方根法48

2.4.1正定对称矩阵的平方根法48

2.4.2LDLT分解50

习题252第3章插值法55

3.1插值及代数插值55

3.1.1插值的概念55

3.1.2代数插值56

3.2拉格朗日插值58

3.2.1线性插值58

3.2.2抛物插值59

3.2.3拉格朗日插值的一般形式62

3.2.4插值余项及误差估计64

3.3分段插值65

3.4差商、差分与牛顿插值68

3.4.1差商与拉格朗日插值公式68

3.4.2牛顿插值70

3.4.3差分、差商... 查看详情

本书深入浅出地介绍了数值计算方法的基本概念、常用方法及其程序实现方法。本书注重基本概念和理论的完整性、计算方法的有效性和实用性以及学习过程中的思维连贯性。可以作为大学理工科专业尤其是IT相关专业《计算方法》课程的教材,也可作为相关科技工作者的参考书。

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