M10 / undergraduate

数值分析与科学计算

数值分析与科学计算围绕第一编 误差与数值线性代数、第二编 逼近与积分、第三编 数值动力学与综合复习建立连续章节顺序。

结构
3 Parts · 6
适合读者
适合已具备基础代数与函数知识、希望完成本科层次系统学习的读者。
正文状态
0 章已有正文,6 章已规划
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BEFORE READING

先修与记号

本册对象

研究误差、稳定性、线性代数计算、插值积分和微分方程数值方法。

先修教材

符号约定

  • 本册在首次使用时定义数值分析与科学计算专用符号,并区分标量、向量、算子与单位。
  • 同一符号出现多种约定时明确命名空间、假设和适用章节。

COMPLETE CONTENTS

完整目录

PART 01

第一编 误差与数值线性代数

第一编 误差与数值线性代数组织浮点数、条件数与误差传播、线性方程组的直接与迭代解法,形成连续的学习单元。

  1. 01

    浮点数、条件数与误差传播

    本章研究浮点数、条件数与误差传播。内容依次处理浮点格式、舍入模式与机器精度、前向误差、后向误差与条件数、消去误差和稳定计算重写。

    计划章节
  2. 02

    线性方程组的直接与迭代解法

    本章研究线性方程组的直接与迭代解法。内容依次处理高斯消元、主元选择与分解、Jacobi、Gauss-Seidel 与迭代收敛、预条件共轭梯度和稀疏结构。

    计划章节
PART 02

第二编 逼近与积分

第二编 逼近与积分组织插值、多项式逼近与样条、数值积分与数值微分,形成连续的学习单元。

  1. 03

    插值、多项式逼近与样条

    本章研究插值、多项式逼近与样条。内容依次处理拉格朗日插值与余项、分段多项式、样条与光滑拼接、最佳逼近、切比雪夫节点与龙格现象。

    计划章节
  2. 04

    数值积分与数值微分

    本章研究数值积分与数值微分。内容依次处理牛顿-柯特斯公式与代数精度、高斯求积和正交多项式、差分求导、截断误差与步长平衡。

    计划章节
PART 03

第三编 数值动力学与综合复习

第三编 数值动力学与综合复习组织常微分与偏微分方程数值方法、稳定性、收敛性与科学计算综合复习,形成连续的学习单元。

  1. 05

    常微分与偏微分方程数值方法

    本章研究常微分与偏微分方程数值方法。内容依次处理单步法、局部误差与绝对稳定域、多步法、刚性方程与自适应控制、有限差分的相容性、稳定性与收敛性。

    计划章节
  2. 06

    稳定性、收敛性与科学计算综合复习

    本章研究稳定性、收敛性与科学计算综合复习。内容依次处理条件数、稳定性和误差传播、离散化阶数与计算成本权衡、数值结果的残差、网格与精度验证。

    计划章节

综合练习计划

  • 每章安排定义辨析、推导计算和结果核验练习。
  • 本册末章安排跨 Part 综合题,并保留可复算的解题检查点。

参考资料计划

  • TODO:为《数值分析与科学计算》逐项核验权威教材、课程页面或原始论文后登记资源 ID。

修订状态

课程 Schema v1。目录与章节位置已登记;参考资料需逐项核验后进入正式正文。

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