Название: Курс вычислительных методов Автор: Шарый С.П. Издательство: Институт вычислительных технологий СО РАН Год: 2018 Страниц: 604 Формат: pdf Размер: 10 mb Качество: хорошее
Книга является систематическим учебником по курсу вычислительных методов и написана на основе лекций, читаемых автором на механико-математическом факультете Новосибирского государственного университета. Особенностью книги является изложение методов интервального анализа и результатов конструктивной математики, связанных с традиционными разделами численного анализа.
Представляемая вниманию читателей книга написана на основе курса лекций по вычислительным методам, которые читаются автором на механико-математическом факультете Новосибирского государственного университета. Её содержание в основной своей части традиционно и повторяет на современном уровне тематику, заданную ещё в знаменитых «Лекциях о приближённых вычислениях» акад. А.Н.Крылова, первом в мире систематическом учебнике методов вычислений. Условно материал книги можно назвать «вычислительные методы-1», поскольку в стандарте университетского образования существуют и следующие части этого большого курса, посвящённые численному решению дифференциальных уравнений (как обыкновенных, так и в частных производных), интегральных уравнений и др. Вместе с тем, книга имеет ряд особенностей. Во-первых, в ней широко представлены элементы интервального анализа и современные интервальные методы для решения традиционных задач вычислительной математики. Во-вторых, автор счёл уместным поместить в книгу краткий очерк идей конструктивной математики и теории сложности вычислений, тесно связанных с предметом математики вычислительной.
Введение Погрешности вычислений Компьютерная арифметика Обусловленность математических задач Устойчивость алгоритмов Интервальная арифметика Интервальные расширения функций Элементы конструктивной математики Сложность задач и трудоёмкость алгоритмов Доказательные вычисления на ЭВМ Литература к главе
Численные методы анализа Введение Интерполирование функций Постановка задачи и её свойства Интерполяционный полином Лагранжа Разделённые разности и их свойства Интерполяционный полином Ньютона Погрешность алгебраической интерполяции Полиномы Чебышёва Определение и основные свойства Применения полиномов Чебышёва Обусловленность алгебраической интерполяции Интерполяция с кратными узлами Общие факты интерполяции Интерполяционный процесс Сводка результатов и обсуждение Сплайны Элементы теории Интерполяционные кубические сплайны Экстремальное свойство кубических сплайнов Нелинейные методы интерполяции Численное дифференцирование Интерполяционный подход Оценка погрешности дифференцирования Метод неопределённых коэффициентов Полная погрешность дифференцирования Алгоритмическое дифференцирование Приближение функций Обсуждение постановки задачи Существование и единственность решения задачи приближения Задача приближения в евклидовом подпространстве Псевдорешения систем линейных алгебраических уравнений Среднеквадратичное приближение функций Полиномы Лежандра Мотивация и определение Основные свойства полиномов Лежандра Численное интегрирование Постановка и обсуждение задачи Простейшие квадратурные формулы Квадратурная формула Симпсона Интерполяционные квадратурные формулы Дальнейшие формулы Ньютона-Котеса Метод неопределённых коэффициентов Квадратурные формулы Гаусса Задача оптимизации квадратурных формул Простейшие квадратуры Гаусса Выбор узлов для квадратурных формул Гаусса Практическое применение формул Гаусса Погрешность квадратур Гаусса Составные квадратурные формулы Сходимость квадратур Вычисление интегралов методом Монте-Карло Правило Рунге для оценки погрешности Литература к главе
Численные методы линейной алгебры Задачи вычислительной линейной алгебры Теоретическое введение Краткий обзор линейной алгебры Основные понятия теории матриц Собственные числа и собственные векторы Разложения матриц, использующие их спектр Сингулярные числа и сингулярные векторы Сингулярное разложение матриц Матрицы с диагональным преобладанием Системы линейных алгебраических уравнений Нормы векторов и матриц Векторные нормы Топология на векторных пространствах Матричные нормы Подчинённые матричные нормы Топология на множествах матриц Энергетическая норма Спектральный радиус Матричный ряд Неймана Приложения сингулярного разложения Исследование неособенности и ранга матриц Решение систем линейных уравнений Малоранговые приближения матрицы Метод главных компонент Обусловленность систем линейных уравнений Число обусловленности матриц Примеры плохообусловленных матриц Практическое применение числа обусловленности Прямые методы решения линейных систем Основные понятия Решение треугольных линейных систем Метод Гаусса для решения линейных систем Матричная интерпретация метода Гаусса Метод Гаусса с выбором ведущего элемента Существование LU-разложения Разложение Холесского Метод Холесского Методы на основе ортогональных преобразований Обусловленность и матричные преобразования QR-разложение матриц Ортогональные матрицы отражения Метод Хаусхолдера Матрицы вращения и метод вращений Процессы ортогонализации Метод прогонки Стационарные итерационные методы Краткая теория Сходимость стационарных одношаговых методов Подготовка системы к итерационному процессу Оптимизация скалярного предобуславливателя Итерационный метод Якоби Итерационный метод Гаусса-Зейделя Методы релаксации Нестационарные итерационные методы Теоретическое введение Метод спуска для минимизации функций Наискорейший градиентный спуск Метод минимальных невязок Метод сопряжённых градиентов Методы установления Теория А.А. Самарского Вычисление определителей и обратных матриц Оценка погрешности приближённого решения Линейная задача наименьших квадратов Постановка задачи и основные свойства Численные методы для линейной задачи наименьших квадратов Проблема собственных значений Обсуждение постановки задачи Обусловленность проблемы собственных значений Коэффициенты перекоса матрицы Круги Гершгорина Отношение Рэлея Предварительное упрощение матрицы Численные методы для симметричной проблемы собственных значений Метод Якоби Численные методы сингулярного разложения Численные методы для несимметричной проблемы собственных значений Степенной метод Обратные степенные итерации Сдвиги спектра Базовый QR-алгоритм Модификации QR-алгоритма Литература к главе
Решение нелинейных уравнений и их систем Введение Вычислительно-корректные задачи Предварительные сведения и определения Задача решения уравнений не является вычислительно-корректной ?-решения уравнений Недостаточность ?-решений Векторные поля и их вращение Векторные поля Вращение векторных полей Индексы особых точек Устойчивость особых точек Вычислительно-корректная постановка Классические методы решения уравнений Предварительная локализация решений Метод дихотомии Метод простой итерации Метод Ньютона и его модификации Методы Чебышёва Классические методы решения систем уравнений Метод простой итерации Метод Ньютона и его модификации Интервальные линейные системы уравнений Интервальный метод Гаусса-Зейделя Интервальные методы решения уравнений Основы интервальной техники Одномерный интервальный метод Ньютона Многомерный интервальный метод Ньютона Метод Кравчика Глобальное решение уравнений и систем Литература к главе
Обозначения Краткий биографический словарь Предметный указатель
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
