随着计算科学的迅速发展以及在其他科学技术问题中的广泛应用,继理论方法和实验方法之后,数值计算已成为科学研究的第三种基本手段。数值分析日益受到数学、计算机科学以及各种工程技术科学领域的专家和科技工作者的重视。数值分析课程已经成为高等学校理工科专业的一门重要基础课程。
本书是作者根据多年数值分析课程教学实践的感受和理工科专业研究生教学的要求,在教学内容不断充实与更新的基础上编写的。教材的内容为数值计算的基本理论与基本方法,包括函数的插值和拟合、数值积分与微分、线性方程组的直接解法和迭代解法、非线性方程和方程组的数值解法、矩阵特征值问题的计算与常微分方程数值解法。编写本教材的指导思想是:着重内容的实用性,着重基本原理和方法的基本思想的阐述,着重数值计算方法的应用能力的培养和提高。教材在体系结构和内容取材上,致力于取材精炼、由浅入深、衔接顺畅,尽量综合国内外同类教材的优点。在理论方法的分析和内容表述上,力求重点突出、思路清晰、脉路分明、便于理解。在实际应用上,尽量联系问题的应用背景,每章开头精选了实际问题引入,各章节配备了丰富的数值计算例题。在实践环节上,各章都给出了适当的数值试验题,对数值计算的优秀软件Matlab作了简要介绍。考虑到Matlab用于数值计算的核心内容是函数文件,结合本书的内容,在各章都分别给出了若干算法的Matlab函数文件,作为算法描述和方法应用的补充,以便读者更好地理解和应用本课程所学的内容。
希望通过本教材的学习使读者掌握数值计算的基本理论和基本方法,提高数学素养,提高应用计算机进行科学与工程计算的能力,提高应用数学与计算机解决实际问题的能力。本教材可作为理工科专业研究生和数学专业大学生的数值分析课程教材或教学参考书,也可供从事科学与工程计算的科技人员学习参考。
教材内容涉及的范围和深度具有一定的弹性,教学时可根据学生的实际情况选用。60学时左右可以讲授本书的主要内容,讲授完全部内容需80学时左右。中南大学研究生院对本教材的编写非常重视,给予了大力的支持和鼓励,作者在此深表感谢。本书有幸被湖南省教育厅首批推荐为“研究生教学用书”,并得到资助,在此表示感谢,也感谢参加评审工作的各位专家和教授。
作者还要感谢中南大学出版社有关编辑同志对出版本书所做的大量工作和帮助。本书的选材和内容的叙述可能会有不当,甚至错误之处,诚请读者和同行们批评指正。
编 者
2003年1月