工程数值方法

出版时间：2010-3  出版社：清华大学出版社  作者：（美）查布拉，（美）卡纳尔　著，于艳华　等译  页数：948  字数：1472000  
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前言

本书第一版的发行距今已经有20多年的时间了，在此期间，我们起初的数值方法和计算机知识更多地是为了突出工程课程，这些内容(尤其是前几个部分)已经严重过时了。现在，有的大学中，大学一、二和三年级的课程同时讲授计算导论和数值方法。另外，我们的很多同事正在将面向计算机的问题集成到其他课程中，这些课程涉及各种难易程度。因此，本书的这个新版本仍然建立在一个基本的假设之上，就是不管是学生还是工程师，都假设他们事先已经学习过关于数值方法的入门课程，并扎实地掌握了基本知识。所以，尽管在这个新版本中，我们已经对内容的覆盖面进行了扩展，但我们还是尽量保留了第一版的许多特点，这些特点使得不管是本科学生还是研究生，本书都是适用的。这些特点包括：问题引导。当有问题激励时，工科学生的学习效果最好。数学和计算科学的学生尤其如此。因此，我们将从问题求解的角度着手介绍数值方法。面向学生的讲述方式。我们尽量使本书具有很多特征，这样就可以使本书尽可能适合于学生使用。这些特点包括总体内容的组织，使用导论和结束语来强调主要内容，以及广泛地使用各种工程领域中的工程实例和案例进行分析。我们也努力使我们的解释更加易懂和尽可能面向实践。计算工具。显然，我们要培养学生使用诸如Excel、MATLAB和Mathcad这样的软件包进行标准的“点击”数值问题求解的能力。但是，也应该向他们展示如何开发简单的、结构良好的程序来对这些环境的基本功能进行扩展。这些知识一直延伸到了标准的编程语言，如VB、Fortran 90和C/C++。我们相信，从计算机编程着手来学习可以使工程课程更易于理解。我们的底线是，只要工程师对工具的功能不满意，他们就必须编写代码。只是现在，我们可以将这些代码称为“宏”或“M文件”，本书注重增强学生这方面的能力。除了这三个原则之外，第6版还具有如下新特征：新扩充的习题集：大多数习题都进行了修改，以得到不同于以前版本的数值解。除此之外，还增加了各类新习题。新内容：增加了新的章节，包括开方和优化的布伦特方法，以及自适应积分。新的案例：增加了几个有趣的新案例。Mathcad：除了Excel和MATLAB之外，还增加了流行软件包Mathcad的内容。与以往一样，编写本书的基本目标是为学生提供一个进入数值方法的良好开端。我们相信，那些热爱数值方法、计算机和数学且充满激情的学生最终会成为更优秀的工程师。如果本书培养了学生对这些学科的热情，则我们认为我们所付出的努力就已经得到了回报。

内容概要

本书是广大读者殷切期待的经典著作，它采用极富创意的全新方式，引导读者轻松掌握数值方法的相关知识。它浓墨重彩地描述包括MATLAB、Excel和MathCAD在内的主流软件包，以帮助读者驾轻就熟地运用这些计算工具；它列举所有工程领域的精选示例和案例研究，使读者能将所学的新知识应用于各自的工作领域。

作者简介

Steven C．Chapra执教于塔夫茨大学的土木与环境工程系，在此，他担任计算与工程系路易斯·伯杰讲座教授。他的其他主要著作有Surface Water-Quality Modeling andAppliedNumerical Methods with MATLAB。
    Chapra博士分别在曼哈顿学院和密歇根大学获得了他的工程学位

书籍目录

第1部分  建模、计算机与误差分析问题	  第1章  数学建模与工程问题求解	  第2章  程序设计与软件	　第3章  逼近与舍入误差	　第4章  截断误差与泰勒级数	第2部分  方程求根	　第5章  划界法	　第6章  开方法	　第7章  多项式求根	　第8章  方程求根案例分析	第3部分  线性代数方程组	　第9章  高斯消去法	　第10章  LU分解法和矩阵求逆	　第11章  特殊矩阵和高斯–赛得尔方法	　第12章  线性代数方程组案例分析第4部分  最优化	　第13章  一维无约束最优化	　第14章  多维无约束最优化	　第15章  约束优化	　第16章  最优化案例分析	第5部分  曲线拟合	　第17章  最小二乘回归	　第18章  插值	　第19章  傅里叶逼近	　第20章  曲线拟合案例分析	第6部分  数值微分和数值积分	　第21章  牛顿-柯特斯积分公式	　第22章  函数的积分	　第23章  数值微分	　第24章  数值积分和数值微分案例分析	第7部分  常微分方程	　第25章  龙格–库塔法	　第26章  刚性和多步法	　第27章  边值和特征值问题	　第28章  常微分方程案例分析	第8部分  偏微分方程	　第29章  有限差分法：椭圆型方程	　第30章  有限差分法：抛物型方程	　第31章  有限元法	　第32章  偏微分方程案例分析	附录A  傅里叶级数	附录B  学习使用MATLAB	附录C  学习使用Mathcad

章节摘录

插图：2.1  软件包与程序设计现在，有两种类型的软件用户。一方面，有些用户是给他什么他就使用什么。也就是说，他们的求解能力仅限于软件的标准运行模式。例如，如果要求解线性方程组，或生成x-y平面上的图形，最直接的方法就是用Excel或MATLAB软件来实现。因为这通常只需要最小的努力就可以做到，大多数用户通常都采用这种“普通”运行模式。另外，由于这些软件包的设计者对许多典型用户需求进行了预测，所以许多重要的问题都可以这样解决。但是，当我们遇到的问题超出了这些工具的标准能力时，会怎么样呢？令人遗憾的是，您只能摊开双手，说：“对不起，老板，我无能为力！”，但在大多数工程领域中，这是不能接受的。在此情况下，有两种选择：第一，可以寻求其他的软件包，看看它是否有能力求解这个问题。这也是本书介绍Excel和MATLAB两个软件的原因之一。在后面，您将会明白，这两个软件都不是包罗万象的，但它们各有所长。如果对两者都熟悉，将极大地扩大解决问题的范围。第二，通过学习编写Excel VBA 宏代码或MATLAB M文件，可以不断进步而成为一个“超级用户”。宏代码或M文件只不过是一些计算机程序，通过它们就可以扩展这些工具的功能。因为工程师绝不应该仅满足于工具本身，而应该做任何必要的工作来解决问题。实现这个目的的一个强有力的方式就是学习在Excel和MATLAB环境下编写程序。编写宏文件和M文件所需的编程技巧，甚至要达到与有效地使用Fortran 90或C这样的高级语言一样。本章的主要目的是介绍如何实现这个目标。但是，我们假设您具有基本的计算机编程知识。所以我们强调的重点将放在编程中直接影响工程问题求解的方面。计算机程序计算机程序(computer program)只是控制计算机执行某个任务的一组指令。由于许多人需要编写各个领域中的各种应用程序，所以大多数计算机高级编程语言具有丰富的功能，如Fortran 90和C语言。尽管有些工程师可能会涉及到所有这些功能，但是大多数人仅需要执行面向工程的数值计算功能。

编辑推荐

《工程数值方法(第6版)》：新增和修改了许多源于工程实践的习题，其中的许多习题涉及生物工程等激动人心的新领域。增加了布伦特方法(求根和优化)以及自适应积分等内容。全面介绍数值方法，包括优化和微分方程的处理。重点描述计算机算法(包括数值方法的伪代码)，简要介绍MATLAB、Excel和MathCAD等主流软件包。新增了涵盖所有工程学科的精选示例和案例研究，使读者能将所学的新知识应用于各自的工作领域。分类编排的附录“学习使用MATLAB”和“学习使用Mathcad”是优秀的参考资料，对您的学习大有裨益。

用户评论 (总计18条)

•   数值方法里的经典。
•   在数值分析方面，堪称权威和经典之作。但是，大部头的书，需要认真、耐心和良好的连贯能力。
•   很不错的书，清晰详细，即使在工程上也是有用的
•   很经典的书，浅显易懂，结合实际。
•   很早就想买一本了，很好
•   好书，价格公道，服务优，好评
•   还没有看，应该是一本不错的书。但是，书的封皮有折痕，对于爱书的人来说，是个不能容忍的毛病。
•   理论方面讲得比较少。
  好厚一本书，而且整本书都是例子，缺少理解的部分。
  想通过这本书来学习工程数值就不怎么好了，当手册用还是不错的。
•   还没来得及看完，太厚了，内容讲得比较通俗，不像大部分数学书看着就晕那种。
•   配送到手，书已经变型了
  
  这书里面的文字很大一个，大字体，导致书很厚，最终导致很贵
  
  并没有像别人吹得那么牛，只能说有电子版的话，绝不要买纸质版
•   买了快三个月了，今天才发现里面缺了15页,从319页到334页被替换成了15到30页。竟会有这样的排版错误，很难想象是这会是正版书，希望能给调换一本。
•   更加好用的数值方法书
•   图书馆借的第五版才看2/3呢，╮(╯▽╰)╭有钱我一定收藏一本。
•   集合了所有数值分析的内容，但不仅于此。提供了翔实的理论与案例，对我帮助很大。
•   很不错，老外写的书就是详细！
•   内容全面 循序渐进 由易到难 选的例子十分恰当 同时伪代码也为数值方法的计算机程序实现提供了较为明确的指导作用。 唯一的不足就是偶尔会有一些小的错误，但对于有一定基础的人应该不会影响阅读
•   书是很经典，和另一本《工程与科学数值方法的MATLAB实现(第2版)》是同一个作者的，我两本都买了，因为要应用其中曲线拟合相关的章节，这书很全面，可以当字典了 售后服务也很好，一开始送来的书有划破，很迅速就换来了书面比较新的~！
•   好书实用，内容很全。很有错。