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XuetangX

数值分析

Yanshan University via XuetangX

Overview

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《数值分析》是工科各专业本科生的公共基础课。数值分析是数学的一个分支,它将数学理论与计算紧密结合,着重研究求解数学问题的数值方法及其理论。数值分析也称计算方法,是一门内容丰富、研究方法深刻并有自身理论体系的课程,既有纯数学高度抽象性与严密科学性的特点,又有应用的广泛性与实际试验的高度技术性的特点,是一门与计算机使用密切结合的实用性很强的数学课程。本课程内容主要包括插值法、函数逼近与计算、数值积分与数值微分、微分方程数值解、非线性方程求根、解线性方程组的直接法、解线性方程组的迭代法、矩阵特征值特征向量的计算,有关数值方法在天气预报、太空船轨迹计算、汽车造型与撞击模拟、股票市值及变异程度计算、保险精算分析等方面都有广泛的应用。通过本课程教学,使学生掌握误差、插值法、数值积分、常微分方程数值解法、方程求根、解线性方程组的直接方法和迭代法的基本概念和基本理论,理解和掌握解数值分析的基本思想,培养学生严谨的逻辑思维能力和数学推理能力,使学生能运用所学知识分析和解决科学与工程计算中的复杂问题及相关问题。

Syllabus

  • 第1章 绪论
    • 1.1 数值分析简介和误差来源与误差分析的重要性
    • 1.2 误差的基本概念
    • 1.3 数值运算中误差分析的方法与原则
  • 第2章 插值法
    • 2.1 插值法简介和插值多项式的存在唯一性
    • 2.2 线性插值与抛物插值
    • 2.3 Lagrange插值
    • 2.4 逐次线性插值
    • 2.5 差商及其性质
    • 2.6 Newton插值公式
    • 2.7 Hermite插值-标准型
    • 2.8 Hermite插值-非标准型
  • 第3章 数值积分
    • 3.1 数值求积基本思想和代数精度
    • 3.2 插值型求积公式
    • 3.3 Newton-Cotes公式
    • 3.4 低阶公式的余项
    • 3.5 复化求积公式
    • 3.6 复化求积公式的余项
    • 3.7 梯形法的递推化
    • 3.8 Romberg算法
  • 第4章 常微分方程数值解法
    • 4.1 常微分方程数值解法基本思想和Euler方法
    • 4.2 Euler方法(二)
    • 4.3 Euler方法(三)
    • 4.4 Euler方法(四)
    • 4.5 Runge-Kutta方法
  • 第5章 方程求根
    • 5.1 二分法
    • 5.2 迭代法
    • 5.3 迭代法收敛性和迭代公式的加工
    • 5.4 牛顿法
    • 5.5 牛顿法收敛性
    • 5.6 弦截法
  • 第6章 解线性方程组的直接法
    • 6.1 Gauss消去法
    • 6.2 Gauss消去法的变形
    • 6.3 平方根法
    • 6.4 向量范数和矩阵范数
  • 第7章 解线性方程组的迭代法
    • 7.1 迭代法基本思想
    • 7.2 Jacobi迭代法
    • 7.3 Gauss-Seidel迭代法
    • 7.4 迭代法的收敛性
    • 7.5 J法与G-S法的收敛性
    • 7.6 SOR迭代法及其收敛性
  • 期末考试
    • 期末考试

Taught by

Yu Chunxiao, Hao Yajuan, Wei Chao, Yin Zhang , and Ma Xu

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