科学程序设计引论 用Mathematica和C求解计算问题PDF电子书下载

1 计算科学 1

前言 1

1.1 实验、理论和计算 2

1.2 解决计算问题 3

1.3 向前进 7

2 人口密度：数字的计算特性 9

2.1 模型 10

2.3 实现 11

2.4 算术表达式 11

2.2 方法 11

2.5 有理数 16

2.6 Mathematica中的有理数 17

2.7 浮点数 17

2.8 Mathematica中的浮点数 22

2.9 评价 24

2.10 关键概念 26

2.11 练习 27

3 厄拉多塞：有效数字及其区间运算 29

3.1 模型 29

3.2 方法 30

3.3 实现 31

3.4 实现评价 33

3.5 方法评价 36

3.6 模型评价 38

3.7 问题评价 39

3.8 关键概念 40

3.9 练习 40

4 通向天国之梯：舍入误差的积累 43

4.1 归纳的模型 44

4.2 调和级数求和 47

4.3 舍入误差的积累 48

4.4 评价 54

4.5 关键概念 57

4.6 练习 57

5 基蒂霍克：自定义函数 59

5.1 模型 59

5.2 方法 60

5.3 实现 61

5.4 评价 66

5.6 练习 68

5.5 关键概念 68

6 婴儿潮：符号计算 71

6.1 单利率 71

6.2 复利率 75

6.3 连续利率 78

6.4 评价 81

6.5 关键概念 83

6.6 练习 83

7 弹道轨迹：科学的可视化 87

7.1 弹道运动 88

7.2 科学的可视化 89

7.3 运动函数 90

7.4 二维图 94

7.5 列表 97

7.6 多重曲线图 98

7.7 参数图 99

7.8 动画 101

7.9 关键概念 104

7.10 练习 106

8 莱特海湾的战斗：符号数学 109

8.1 固定轨迹 110

8.2 任意轨迹 114

8.3 阻力的作用 117

8.4 分段轨迹 119

8.5 最后评价 122

8.6 关键概念 122

8.7 练习 123

9 老麦克唐纳的奶牛：命令式程序设计 125

9.1 在Mathematica里求解方程 128

9.2 二分法 131

9.3 一个二分法函数 134

9.4 评价 141

9.5 关键概念 144

9.6 练习 144

10 C语言导引 147

10.1 Mathematica背景 147

10.2 C语言背景 148

10.3 C程序的例子 148

10.4 解释器和编译器 150

10.5 Mathematica与C的差异 152

10.7 厄拉多塞问题 154

10.6 关于学习C语言 154

10.8 基蒂霍克问题 157

10.9 关键概念 158

10.10 练习 158

11 机器人举重：直接的程序 161

11.1 连接图的三角学 162

11.2 直接程序的组成部分 164

11.3 类型 166

11.4 表达式 169

11.5 简单语句 171

11.6 函数Main 172

11.7 库 173

11.8 评价 176

11.9 关键概念 177

11.10 练习 177

12 滑块：条件与函数 181

12.1 没有摩擦的无限长斜坡 182

12.2 有摩擦的无限长斜坡 185

12.3 有摩擦的有限长斜坡 188

12.4 自定义函数 190

12.5 评价 195

12.6 关键概念 196

12.7 练习 196

13 圆杆堆垛：利用函数设计 199

13.1 分解问题 200

13.2 设计 203

13.3 实现 206

13.4 评价 213

13.5 关键概念 213

13.6 练习 214

14 牛顿法 217

14.1 牛顿法 218

14.2 牛顿法的实现 220

14.3 二分法实现 227

14.4 评价 229

14.5 关键概念 232

14.6 练习 233

15 瓦楞板：多文件程序 235

15.1 数值积分 236

15.2 矩形法 238

15.3 矩形法的实现 241

15.4 梯形法 244

15.5 梯形法的实现 247

15.6 多文件程序 250

15.7 矩形法和梯形法的比较 255

15.8 关键概念 255

15.9 练习 256

16 简谐振动：结构与抽象数据类型 259

16.1 复数根的牛顿法 260

16.2 重返圆杆堆垛问题 262

16.3 重返牛顿法 267

16.4 评价 275

16.5 关键概念 277

16.6 练习 277

17 杆中的热传导：数组 281

17.1 热流模型 282

17.2 有限元法 285

17.3 实现 286

17.4 评价 297

17.5 关键概念 300

17.6 练习 300

18 热传导的可视化：数组作为参数 303

18.1 数组作参数 305

18.2 文件输入 309

18.3 文件输出 312

18.4 评价 318

18.5 关键概念 320

18.6 练习 320

附录A Mathematica的功能 323

A.1 单位 323

A.2 数学排版 326

A.3 浮点数仿真 328

A.4 任意精度数 331

A.5 Mathematica和C一起使用 335

附录B Mathematica函数和常数 343

附录C C语言库函数 349

附录D 使用Mathematica2.2 351

D.1 浮点数的语法 351

D.2 数学排版 352

D.3 特殊常数 352

D.4 符号功能 354

参考文献 357

索引 359