工程数学内容、方法与技巧

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出版者:湖南大学出版社
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页数:0
译者:
出版时间:2003-01-01
价格:20.0
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isbn号码:9787810535540
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  • 工程数学
  • 数学方法
  • 技巧
  • 高等数学
  • 应用数学
  • 工程计算
  • 数学建模
  • 公式
  • 定理
  • 解题技巧
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具体描述

《工程数学内容、方法与技巧》图书简介 作者: [此处可填写作者姓名,若无则省略] 出版社: [此处可填写出版社名称,若无则省略] 出版时间: [此处可填写出版时间,若无则省略] 定价: [此处可填写定价,若无则省略] --- 内容提要:驾驭现代工程的数学基石 在当今高度依赖数据驱动和模型构建的工程技术领域,扎实的数学功底是实现创新与突破的根本保障。《工程数学内容、方法与技巧》正是为系统性地构建和深化工程师、科研人员及高年级理工科学生所需的数学知识体系而精心编撰的权威参考书。 本书并非对传统“高等数学”或“工程数学”教材的简单翻版,而是一部深度聚焦于“内容选择的工程导向性”、“方法论的实用性”和“技巧的掌握度”的综合性工具书。它深刻理解工程实践中对数学工具的实际需求,摒弃了大量纯理论推导的冗余,转而将精力集中在如何高效、准确地应用数学理论解决实际工程问题。 全书结构严谨,逻辑清晰,旨在帮助读者跨越理论与实践之间的鸿沟,真正将抽象的数学概念转化为解决具体工程挑战的有力武器。 --- 核心特色与内容结构详解 本书内容覆盖面广,但重点突出,围绕工程应用的核心需求,将知识点划分为相互关联的几个核心模块: 第一部分:微积分与微分方程的工程化表达(基础构建) 本部分着重于对微积分在工程领域中应用场景的深入挖掘,强调其作为描述变化率和累积效应的工具属性。 1. 极限、连续性与无穷小分析的工程意义: 探讨了牛顿微积分思想如何转化为现代工程中的误差分析和精度控制。重点解析了泰勒级数在数值逼近和系统稳定性分析中的核心地位。 2. 多变量微积分及其在优化中的应用: 详细阐述了梯度、方向导数、雅可比矩阵和海森矩阵的几何意义及其在多维空间优化问题(如最小二乘法、非线性规划的初步探讨)中的作用。 3. 常微分方程(ODE)的建模与求解策略: 区别于仅关注解析解的传统方法,本书大量篇幅用于介绍工程中常见的线性与非线性ODE模型,如振动系统、电路分析和传热过程。重点讲解了初值问题、边值问题的物理含义,并详细梳理了拉普拉斯变换和傅里叶变换在简化高阶常微分方程求解中的“技巧”。 第二部分:线性代数——结构化数据处理的引擎(工具箱核心) 线性代数是现代科学计算和数据分析的基石。本书的线性代数部分完全以工程数据的“矩阵表示”为出发点。 1. 矩阵运算与变换的几何诠释: 深入解析矩阵乘法、特征值与特征向量在系统动态分析(如模态分析、稳定性判据)中的直观意义,而非仅仅停留在代数运算层面。 2. 向量空间与子空间的高级应用: 重点讲解了列空间、零空间、行空间的概念如何对应于工程系统的可控性、可观测性以及信号空间的基底选择。 3. 矩阵分解技术与计算效率: 详细剖析了奇异值分解(SVD)和QR分解在数据降维(如主成分分析PCA的基础)、图像处理和数值稳定性问题中的实际“技巧”和应用边界。 第三部分:傅里叶分析与变换——信号与频域的桥梁(时频域转换) 这是本书最具工程应用色彩的部分之一,旨在使读者掌握从时间域到频率域,再到空间域的自如切换能力。 1. 傅里叶级数与周期信号分析: 强调傅里叶展开是分析周期性扰动和系统响应的必要工具,通过具体的机械振动和电磁波实例进行阐述。 2. 傅里叶变换(FT)及其快速算法(FFT): 详细介绍了连续傅里叶变换的工程推导,并特别强调了快速傅里叶变换(FFT)的算法原理、采样率、频谱泄漏等实际操作中的关键“技巧”和注意事项。 3. 拉普拉斯变换在系统控制中的应用: 聚焦于如何利用拉氏变换将复杂的时域微分方程转化为代数运算,从而快速确定系统的传递函数、瞬态响应和稳定性裕度。 第四部分:概率论与数理统计的工程决策(不确定性量化) 工程世界充满了不确定性。本部分着重于如何使用概率论和统计学工具进行科学决策和风险评估。 1. 随机变量与重要分布的识别: 讲解了正态分布、泊松分布、指数分布等在可靠性工程、质量控制和随机过程中的“角色分配”。 2. 参数估计与假设检验的工程实践: 侧重于最大似然估计、贝叶斯估计的实际应用,以及如何利用T检验、卡方检验等工具对实验数据进行科学的“真伪”判断。 3. 随机过程基础: 简要介绍了平稳过程、高斯过程等概念,为后续学习随机控制和噪声分析打下基础。 第五部分:数值方法与计算技巧(工程实施的关键) 纯粹的数学公式往往无法直接在计算机上求解。本部分是连接理论与计算的“桥梁”,强调实用计算的效率和准确性。 1. 非线性方程的数值求解: 重点介绍牛顿法、割线法等迭代方法的收敛性分析及其在工程迭代求解中的“陷阱”与优化。 2. 插值与曲线拟合的高级技巧: 除了基础的多项式插值,深入探讨了样条插值(Spline Interpolation)在保证光滑性方面的优势,以及最小二乘法在数据拟合中的权重分配技巧。 3. 数值积分与微分的精度控制: 对辛普森法则、高斯求积等方法的适用范围进行工程化点评,并着重讲解了如何选择合适的步长以平衡计算时间和误差。 --- 本书的独特价值与目标读者 本书的编写遵循“以问题为导向,以工具为核心”的理念。它并非一本用于考试的教科书,而是一本深入工作台的参考手册。 独特价值点: 1. “方法”的系统化梳理: 针对某一类工程问题(如振动分析、信号滤波、系统辨识),本书会清晰地列出可供选择的数学方法清单,并对比它们各自的优缺点和适用范围。 2. “技巧”的实战化提炼: 大量篇幅用于讲解公式背后的物理意义和计算中的“窍门”,例如如何通过变量代换简化复杂的积分,如何利用矩阵的秩来判断系统的冗余度,这些经验性知识在传统教材中往往被忽略。 3. 强化“工程视角”的数学思维: 所有的理论讲解都紧密围绕工程中的“建模”、“求解”、“验证”三大步骤展开,帮助读者建立起一种将实际问题转化为数学模型,再将数学解反向映射回工程实际的完整思维链条。 目标读者: 理工科高年级本科生及研究生: 特别是机械、电子、土木、航空航天、控制科学等专业学生,作为课程的补充与深化读物。 初/中级工程师与技术人员: 需要利用数学工具进行数据分析、系统仿真、故障诊断或设计优化的在职专业人士。 科研工作者: 需要快速复习或查找特定数学工具应用细节的跨学科研究人员。 通过系统学习和反复实践本书内容,读者将能够更自信地驾驭复杂的工程数学工具,从而在实际工作中提高问题解决的效率和最终方案的可靠性。

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读后感

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用户评价

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初次接触《工程数学:内容、方法与技巧》这本书,我内心是怀揣着一丝忐忑的。毕竟“工程数学”这个词,总会让人联想到那些令人费解的公式和推导过程。我曾经尝试过阅读一些传统的数学书籍,但往往因为内容过于抽象和理论化,很快就失去了学习的兴趣。然而,这本书的出现,彻底颠覆了我对工程数学的认知。它不仅仅是知识的堆砌,更是一种思维方式的引导。书中的“技巧”部分,尤为令我称道。它不像其他书籍那样,仅仅给出解题步骤,而是深入剖析了解决问题的思路和策略。例如,在讲解微分方程的应用时,它不仅给出了求解方法,还详细地分析了如何根据具体的工程问题,建立合适的微分方程模型,以及在模型建立过程中可能遇到的困难和需要注意的细节。它还提供了许多实用的技巧,比如如何通过观察方程的结构来猜测解的形式,或者如何利用一些近似方法来简化复杂的计算。这些技巧的传授,让我觉得像是得到了一个经验丰富的导师的悉心指导,能够有效地提高我的解题效率和准确性。而且,书中的例子都非常贴近工程实际,涉及的领域也非常广泛,从机械工程到电气工程,再到计算机科学,都能找到相应的应用。这让我意识到,工程数学的重要性远不止于理论层面,它更是连接抽象数学与具体工程问题的桥梁。

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在这本《工程数学:内容、方法与技巧》中,我看到了一种全新的学习路径。以往我对数学的学习,更多的是一种“为学而学”的被动接受,感觉许多数学概念都飘在空中,缺乏与现实世界的连接。然而,这本书的独特之处在于,它将“工程”作为这一切的出发点和落脚点。它巧妙地将那些可能令人望而生畏的数学概念,通过生动的工程案例串联起来,让抽象的理论变得具体可感。我记得书中在讲解微分方程时,并非简单地给出各种方程的解法,而是先以一个弹簧振子系统的模型为例,详细阐述了如何根据物理定律建立一个二阶常系数线性微分方程,然后分析了这个方程在不同阻尼系数下的解的性质,并解释了这些解与系统振动行为的对应关系。这种“情境引入,循序渐进”的讲解方式,让我能够清晰地理解数学知识的来龙去脉,而不是死记硬背。更令我惊喜的是,书中还包含了不少“技巧”的介绍,这些技巧并非是单纯的解题窍门,而是能够帮助我们更深刻地理解数学工具的内在逻辑,并将其灵活应用于不同的工程场景。例如,在进行数据分析时,它会介绍一些统计检验的实用方法,以及如何解读统计结果,这些都对于提升我的工程实践能力非常有帮助。

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当我捧起《工程数学:内容、方法与技巧》这本书时,我脑海中浮现的是无数个在工程学习过程中遇到的数学难题。我曾一度认为,数学在工程中的应用,无非就是套用一些现成的公式,而忽略了背后的深层逻辑。然而,这本书的出现,彻底改变了我的看法。它不仅仅是简单地罗列公式,而是深入地探讨了“内容”背后的思想,并提供了行之有效的“方法”和“技巧”。我尤其喜欢它在介绍某些概念时,会从一个具体的工程问题出发,然后引出相关的数学工具,再详细讲解这个工具的推导和应用。这种“问题驱动”的学习模式,让我能够更好地理解数学知识的价值和意义。比如,在讲解复数在电路分析中的应用时,它并没有直接跳到阻抗的概念,而是从交流电路的电压和电流相位关系入手,解释了为什么复数能够如此优雅地描述这种相位关系,以及如何利用复数运算来简化复杂的电路计算。书中的“技巧”部分,更是让我获益匪浅。它提供了一些解决问题时非常实用的思路和方法,比如如何选择合适的坐标系,如何对复杂模型进行降维,以及如何利用数值计算方法来逼近解析解等等。这些技巧,让我在面对实际工程问题时,能够更加得心应手,也大大提升了我的解题效率。

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在我看来,《工程数学:内容、方法与技巧》这本书最可贵的地方,在于它没有将数学知识孤立起来,而是把它看作是解决工程问题的强大工具。我之前在学习一些工程课程时,经常会遇到需要用到数学知识的地方,但总是感觉自己掌握的数学知识不够系统,也无法灵活地运用。这本书的出现,恰好填补了我在这方面的空白。它从工程学的角度出发,系统地梳理了工程中常用的数学内容,并为每一种数学方法都提供了清晰的推导过程和丰富的应用案例。我尤其欣赏书中的“内容”部分,它不仅详细介绍了各种数学概念的定义和性质,更重要的是,它解释了这些概念是如何在工程领域中被构建和应用的。例如,在介绍概率论与数理统计时,它并没有仅仅停留在理论公式的讲解,而是通过风险评估、质量控制等实际工程问题,生动地展示了概率论在量化不确定性、分析数据规律方面的作用。更让我惊喜的是,书中还穿插了许多实用的“技巧”,这些技巧不仅仅是解题的捷径,更是帮助我们理解数学思想、掌握数学思维的钥匙。比如,在处理一些复杂的积分问题时,它会介绍一些巧妙的变量替换或者积分技巧,这些技巧的应用,不仅大大简化了计算过程,也让我对积分有了更深刻的理解。

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我一直认为,数学是工程的语言,但如何学习这门语言,却是一个困扰我很久的问题。很多教材过于注重理论的严谨性,导致学习者在面对实际工程问题时,感到无从下手。《工程数学:内容、方法与技巧》这本书,恰恰解决了我的这个痛点。它从“内容”本身出发,系统地梳理了工程领域常用的数学知识,并为每一种知识都赋予了实际的应用场景。我最喜欢的是它在讲解“方法”时,不仅仅是给出解题公式,而是深入地分析了每种方法的适用范围、优缺点,以及在实际工程中可能遇到的问题。例如,在讲解线性代数在数值分析中的应用时,它会详细分析如何通过LU分解、QR分解等方法来求解大型稀疏线性方程组,并探讨了不同方法的计算效率和稳定性,这对于我理解数值算法的本质非常有帮助。此外,书中还包含了许多实用的“技巧”,这些技巧往往是经验的总结,能够帮助我们事半功倍。比如,在处理一些复杂的边界条件时,书中会提供一些巧妙的处理方法,这些方法能够大大简化计算过程,同时保证结果的准确性。总而言之,这本书为我提供了一个全新的视角来理解和学习工程数学,让我觉得它不再是枯燥的理论,而是解决工程问题的强大武器。

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拿到《工程数学:内容、方法与技巧》这本书,我原本预期看到的是一堆密密麻麻的公式和定理,甚至做好了“啃硬骨头”的心理准备。毕竟,在我过去的学习经历中,“数学”总是伴随着“难懂”和“枯燥”。然而,这本书却给了我一个大大的惊喜。它没有将数学知识束之高阁,而是将其置于工程实践的土壤之中,让学习过程变得生动而富有意义。我尤其欣赏书中的“方法”部分,它不仅仅是传授解题的步骤,更重要的是,它深入地剖析了每种方法背后的思想和逻辑。例如,在讲解傅里叶级数时,它不仅仅介绍了三角函数形式的级数展开,还着重阐述了其在信号的周期性分析中的作用,以及如何通过其在频域的特性来理解和处理信号。更令人称道的是,书中还穿插了许多“技巧”,这些技巧非常实用,能够帮助我们更有效地解决问题。比如,在进行数值积分时,它会介绍一些高斯求积等方法,并分析这些方法在不同函数类型下的精度表现,这对于提升我的工程计算能力非常有帮助。这本书让我觉得,学习工程数学不再是负担,而是一次探索和发现的旅程。

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说实话,对于“工程数学”这个词,我曾有过一种“高高在上”的感觉,认为它是只属于少数数学天才的领域。我习惯性地认为,这类书籍一定充满了晦涩的公式和复杂的证明,阅读起来会非常吃力。然而,《工程数学:内容、方法与技巧》这本书,完全颠覆了我的固有印象。它以一种极为友好的姿态,向我展示了工程数学的魅力。最让我印象深刻的是,这本书在讲解“方法”的时候,不仅仅是简单地罗列各种解题步骤,而是非常注重引导读者理解每种方法背后的逻辑和思想。它会详细地分析为什么某种方法适用于解决某个特定的工程问题,以及在应用过程中需要注意哪些关键点。比如,在讲解有限元分析时,它并没有直接跳到复杂的单元方程组,而是先从离散化、插值函数等基本概念入手,一步一步地构建起整个分析框架,让我能够理解其内在的数学原理,而不是仅仅记住一套操作流程。此外,书中还包含了很多“技巧”,这些技巧非常实用,能够帮助我们更高效、更准确地解决问题。比如,在进行模型简化时,书中会提供一些判断和近似的原则,这些原则非常有价值,能够帮助我们在保证精度的前提下,减少计算量。总而言之,这本书让我觉得,学习工程数学不再是一件令人畏惧的事情,而是一次充满乐趣和启发的探索。

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我一直觉得,学习数学最让人头疼的一点就是“为什么学?”。很多时候,我们在学校里接触到的数学知识,感觉离我们的实际生活和未来的职业发展都非常遥远,就像是脱离了土壤的植物,虽然有美丽的形态,却缺乏生命力。然而,《工程数学:内容、方法与技巧》这本书,彻底打破了我对这个困境的认知。它用一种非常接地气的方式,将枯燥的数学理论与真实的工程应用场景紧密结合。书中大量的案例分析,让我看到了数学在解决各种复杂工程问题时的强大力量。比如,它在讲解矩阵和向量的应用时,并不是简单地罗列运算规则,而是通过一个关于结构力学应力分析的例子,生动地展示了如何运用矩阵运算来描述和解决应力叠加的问题。更让我印象深刻的是,它在介绍傅里叶变换时,没有仅仅停留在信号的频域分析,而是进一步阐述了它在图像处理、通信系统中的实际应用,比如如何利用傅里叶变换去除图像中的噪声,或者在无线通信中实现信号的调制和解调。这种“理论与实践并重”的讲解方式,让我觉得学习过程既有深度又有广度,不仅理解了数学公式背后的原理,更重要的是,学会了如何将这些原理应用到具体的工程实践中。这本书的文字表达也非常流畅,它避免了过于生涩的学术术语,而是用清晰易懂的语言来解释复杂的概念,即使是对于数学基础相对薄弱的读者,也能轻松地理解和吸收。

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翻阅《工程数学:内容、方法与技巧》这本书,我感受到的是一种“化繁为简”的智慧。很多时候,我们在工程学习中遇到的数学难题,并非是数学本身有多么高深,而是我们缺乏将其与实际问题有效连接的能力。这本书在这方面做得非常出色,它从“内容”入手,清晰地阐述了各种数学概念的定义和性质,并用生动的语言解释了它们在工程中的“为什么”和“怎么用”。我特别喜欢书中对“方法”的讲解,它并非是照本宣科地罗列公式,而是注重引导读者理解每种方法的内在逻辑和应用场景。例如,在讲解拉普拉斯变换时,它并没有直接跳到复杂的积分形式,而是先从时域信号的性质出发,解释了为什么需要一个变换工具来简化微分方程的求解,以及拉普拉斯变换如何将微分运算转化为代数运算,这让我对这种数学工具有了更深刻的理解。此外,书中还提供了许多非常实用的“技巧”,这些技巧不仅仅是解题的捷径,更是帮助我们培养数学思维的关键。例如,在进行模型简化时,它会提供一些关于近似的原则和方法,这些方法能够帮助我们在保证精度的前提下,有效地降低计算复杂度。这本书让我觉得,学习工程数学是一场充满乐趣的思维训练。

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拿到这本《工程数学:内容、方法与技巧》的时候,说实话,我对于“工程数学”这个词汇脑海里浮现的是一片模糊的概念,感觉它和那些抽象的代数、微积分、微分方程等等知识点纠缠在一起,让人望而生畏。我曾以为这会是一本充斥着枯燥公式和繁复推导的教科书,打开它纯粹是出于一种“兵来将挡,水来土掩”的应付心态。然而,当我真正翻阅这本书的开头部分,尤其是它对于“工程数学”概念的引入,我便被深深地吸引住了。它并没有直接抛出冷冰冰的数学定义,而是从工程实践的视角出发,娓娓道来数学在解决实际工程问题中所扮演的关键角色。它巧妙地将那些看似遥不可及的数学工具,与我们日常生活中接触到的各种工程场景联系起来,比如桥梁的稳定分析、电路的信号处理、流体动力学的模拟等等,让我第一次真切地感受到,原来数学并非是独立的学科,而是构建现代工程世界的基石。这本书的叙述方式非常引人入胜,它没有一味地追求理论的完整性,而是更侧重于如何将这些理论知识转化为解决实际问题的能力。我特别喜欢它在介绍某个数学工具时,总是先铺垫一个相关的工程背景,然后再引出这个工具,并详细讲解其推导过程中的一些关键思路和易错点。这种“情境驱动”的学习方式,极大地减轻了我对数学的抵触情绪,让我觉得学习过程不再是被动的灌输,而是主动的探索和理解。即使是对于一些我之前接触过但理解不深的概念,这本书也提供了全新的视角和更清晰的解释,让我能够触类旁通,举一反三。

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