计算方法PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 误差的基本概念 4

1.3 浮点数系 8

1.4 计算复杂性和收敛速度 11

1.5 敏度分析与误差分析 12

1.6 常用数学软件介绍 14

习题 19

上机习题 21

第2章 多项式插值方法 22

2.1 引言 22

2.2 插值多项式的存在惟一性 23

2.3 Lagrange插值方法 25

2.4 Newton插值方法 28

2.5 分段低阶多项式插值方法 33

2.5.1 Runge现象 33

2.5.2 分段线性插值方法 35

2.5.3 两点三次Hermite插值方法 37

2.5.4 分段三次Hermite插值方法 39

2.5.5 三次样条插值方法 41

习题 44

上机习题 46

第3章 数值微分与数值积分 48

3.1 引言 48

3.2 数值微分 48

3.2.1 差商型求导公式 48

3.2.2 插值型求导公式 52

3.3.1 数值积分的基本概念 55

3.3 数值积分 55

3.3.2 中点公式、梯形公式与Simpson公式 56

3.3.3 复合求积公式 58

3.3.4 加速收敛技术与Romberg求积方法 62

3.3.5 Gauss求积公式 64

3.3.6 积分方程的数值解 70

习题 71

上机习题 74

第4章 线性方程组的数值解法 77

4.1 消元法 78

4.1.1 三角形方程组的解法 79

4.1.2 消元法和矩阵的三角分解 80

4.1.3 列选主元的三角分解 84

4.2 平方根法和追赶法 87

4.2.1 平方根法 88

4.2.2 追赶法 91

4.3 敏感性与稳定性分析 93

4.3.1 向量范数和矩阵范数 94

4.3.2 线性方程组的敏感性分析 95

4.3.3 数值方法的稳定性分析 97

4.4 古典迭代法 98

4.4.1 基本迭代法 99

4.4.2 收敛性分析 102

4.4.3 收敛速度 104

4.5 Krylov子空间方法 105

4.5.1 最速下降法 106

4.5.2 共轭梯度法 108

4.5.3 广义极小剩余法 112

习题 115

上机习题 119

第5章 最小二乘问题的数值解法 123

5.1 引言 123

5.2 变换法 126

5.3 交分解法 128

5.3.1 Householder变换 130

5.3.2 Givens变换 133

5.3.3 计算QR分解的Householder方法 134

5.4 亏秩最小二乘问题的数值解法 136

习题 138

上机习题 139

第6章 矩阵特征值和特征向量的计算 141

6.1 基本迭代法 142

6.1.1 幂法 142

6.1.2 反幂法 145

6.1.3 Rayleigh商迭代 147

6.1.4 收缩技巧 149

6.1.5 子空间迭代法 150

6.2 QR方法 152

习题 159

上机习题 161

第7章 非线性方程（组）与无约束最优化问题的数值解法 163

7.1 引言 163

7.2 非线性方程的迭代解法 164

7.2.1 对分区间法 164

7.2.2 不动点迭代法 166

7.2.3 Newton迭代法 170

7.3 非线性方程组的迭代解法 173

7.3.1 非线性古典迭代法 174

7.3.2 Newton迭代法及其改进算法 175

7.4 无约束最优化问题的迭代解法 179

7.4.1 一维搜索法 180

7.4.2 最速下降法 184

7.4.3 共轭梯度法 186

7.4.4 Newton法 187

7.4.5 拟Newton法 188

7.5 非线性最小二乘问题 192

7.5.1 Gauss-Newton法 194

7.5.2 Levenberg-Marquardt方法 196

习题 197

上机习题 199

第8章 常微分方程初值问题的数值解法 203

8.1 基本概念 203

8.2 Euler方法 205

8.2.1 Euler格式及其稳定性 205

8.2.2 局部误差和方法的阶 209

8.2.3 Euler方法的误差分析 211

8.3.1 Runge-Kutta方法的基本思想 213

8.3 Runge-Kutta方法 213

8.3.2 显式Runge-Kutta方法及其稳定性 217

8.3.3 隐式Runge-Kutta方法 222

8.4 线性多步法与预估－校正格式 226

8.5 方程组及高阶方程数值解法 230

8.6 分子动力学的数值方法 232

习题 234

上机习题 235

第9章 偏微分方程数值解法 237

9.1 引言 237

9.2 抛物型方程的差分方法 238

9.3 双曲型方程的差分方法 250

9.4 椭圆型方程的有限元方法 257

9.4.1 两点边值问题的Galerkin方法与有限元方法 257

9.4.2 二维Poisson方程的有限元方法 265

习题 271

上机习题 273

10.1 快速Fourier变换 274

10.1.1 离散Fourier变换 274

第10章 快速算法 274

10.1.2 快速算法 276

10.1.3 应用举例 281

10.2 预处理加速技术 282

10.3 迭代法的磨光性质 285

10.3.1 两点边值问题 286

10.3.2 Richardson迭代 286

10.3.3 迭代的光滑作用 288

10.4 多重网格法简介 291

10.4.1 粗网格校正和二重网格方法 291

10.4.2 多重粗网格校正和多重网格方法 295

习题 297

上机习题 298

第11章 随机模拟方法 299

11.1 Monte Carlo方法 299

11.1.1 引言 299

11.1.2 随机数的产生 303

11.1.3 减小方差技巧 309

11.1.4 Metropolis算法 316

11.1.5 模拟退火算法 326

11.1.6 拟Monte Carlo方法 331

11.2 随机微分方程的数值解 336

11.2.1 引言 336

11.2.2 随机过程 337

11.2.3 Brown运动 340

11.2.4 随机微分方程与It？积分 345

11.2.5 随机微分方程的数值解 353

习题 359

上机习题 359

参考文献 361