本书是为工科本科生“数值计算”课程编写的教材,书中系统地介绍了数值计算的基本概念、常用算法及有关的理论分析和应用。全书共分7章,第l章是绪论,介绍数值分析中的基本概念;第2章至第7章包含了数值计算中的基本问题,如线性方程组的数值解法,矩阵特征值和特征向量的数值解法,非线性方程及方程组的数值解法,插值方法,数据拟合和函数逼近,数值积分,数值微分以及常微分方程初值问题的数值解法等;在每个章节后面介绍了一些与实际工程结合比较紧密的应用案例,在部分例题后面给出了用Matlab软件求解教材中部分例题的源程序。各章都给出典型例题并配有一定数量的习题,书后给出了习题答案和提示。
本书基本概念叙述清晰,语言通俗易懂,注重算法的实际应用,同时给出了部分算法的源代码。本书可作为工科本科生的数值计算课程教科书,还可作为大学本科及硕士生的教学参考书,也可供工程技术人员参考使用。
第1章绪论………………………………………………1
1.1算法…………………………………………………1
1.2误差…………………………………………………4
1.3设计数值型算法的基本原则………………………5
本章小结…………………………………………………7
习题一……………………………………………………8
第2章线性方程组的解法…………………………………9
2.1消元法………………………………………………9
2.2矩阵三角分解……………………………………14
2.3向量和矩阵的范数………………………………20
2.4线性方程组的迭代法解法………………………23
2.5求解静止固定的支架问题………………………31
本章小结…………………………………………………34
习题二………………………………………37
第3章方阵特征值…………………………………………39
3.1乘幂法……………………………………………39
3.2 Jacobi方法………………………………………43
3.3队员选拔问题……………………………………48
本章小结…………………………………………………50
习题三…………………………………………………51
第4章非线性方程求根……………………………………52
4.1对分法……………………………………………52
4.2迭代法……………………………………………54
4.3 Newton迭代法……………………………………56
4.4明水渠水流问题…………………………………59
本章小结…………………………………………………60
习题四……………………………………………………62
第5章多项式插值法与数据拟合…………………………63
5.Lagrange插值法…………………………………64
5.2 Newton插值法……………………………………67
5.3 Hermite插值………………………………………70
5.4分段插值…………………………………………73
5.5样条插值…………………………………………75
5.6数据拟合…………………………………………78
5.7河水温度突变问题………………………………83
本章小结…………………………………………………85
习题五……………………………………………………87
第6章数值积分与数值微分………………………………89
6.1求积公式…………………………………………89
6.2 Newton-Cotes公式………………………………91
6.3复化求积公式……………………………………93
6.4 Gauss求积公式…………………………………99
6.5数值微分…………………………………………102
6.6竞赛帆船桅杆上的有效作用力问题……………103
本章小结……………………………………………106
习题六…………………………………………………107
第7章常微分方程的数值解法…………………………108
7.1 引言………………………………………………108
7.2 Euler方法………………………………………108
7.3 Runge—Kutta方法………………………………112
7.4线性多步法………………………………………115
7.5一阶常微分方程组与高阶常微分方程…………117
7.6收敛性与稳定性…………………………………118
7.7追捕模型问题……………………………………120
本章小结………………………………………………121
习题七…………………………………………………122
习题参考答案及提示………………………………………123
参考文献……………………………………………………127