本书介绍了计算方法中常用算法的应用背景、基本原理、Python算法实现、案例分析及思政融合,力求做到算法原理浅显易懂,算法步骤清晰明了,算法实现稳定可靠,强化思政铸魂育人。本书共八章,包括插值法、曲线拟合、数值积分和数值微分、线性方程组的直接解法、线性方程组的迭代解法、方程求根、常微分方程初值问题的数值解法、矩阵特征值计算。本书可作为高等院校计算机、人工智能、数据计算类专业的本科生教材,也可供从事数据分析等相关科研人员参考。
李新栋,男,副教授。毕业于山东大学计算数学专业,主要从事偏微分方程数值解法和油藏数值模拟研究。主持完成国家自然科学基金1项和山东省自然科学基金1项,参与国家自然科学基金和国家科技重大专项多项,发表SCI论文10余篇。
目录
第一章 插值法 1
一、学习目标 1
二、案例引导 1
三、知识链接 2
四、巩固训练 20
五、拓展阅读 21
第二章 曲线拟合 23
一、学习目标 23
二、案例引导 23
三、知识链接 23
四、巩固训练 42
五、拓展阅读 43
第三章 数值积分和数值微分 46
一、学习目标 46
二、案例引导 46
三、知识链接 47
四、巩固训练 67
五、拓展阅读 67
第四章 线性方程组的直接解法 69
一、学习目标 69
二、案例引导 69
三、知识链接 70
四、巩固训练 96
五、拓展阅读 97
第五章 线性方程组的迭代解法 99
一、学习目标 99
二、案例引导 99
三、知识链接 101
四、巩固训练 117
五、拓展阅读 118
第六章 方程求根 120
一、学习目标 120
二、案例引导 120
三、知识链接 121
四、巩固训练 136
五、拓展阅读 138
第七章 常微分方程初值问题的数值解法 140
一、学习目标 140
二、案例引导 140
三、知识链接 141
四、巩固训练 160
五、拓展阅读 161
第八章 矩阵特征值计算 163
一、学习目标 163
二、案例引导 163
三、知识链接 164
四、巩固训练 175
五、拓展阅读 176
附录A Python简介 178
一、安装 178
二、运行 179
三、计算方法相关库函数 181
参考文献 189