C语言实现数值分析入门
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更新于2024-07-18
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"这是一本关于使用C语言进行数值分析的英文电子书,由Attila Máté编写,包含了原理解析、代码示例,适合学习数值分析和C语言编程的人群。书中涵盖浮点数、误差分析、泰勒公式余项、插值法(拉格朗日、牛顿、赫尔米特)、有限差分、非线性方程求解、牛顿法、固定点迭代、加速收敛技术、数值微分以及数值积分等多个主题。"
在这本《Introduction to Numerical Analysis with C Programs》中,作者深入浅出地介绍了数值分析的基础概念和方法,并结合C语言编程实践,使得读者能够理解并应用这些理论。以下是部分关键知识点的详细说明:
1. 浮点数:讲解了计算机如何存储和处理浮点数,包括浮点数的表示形式、精度限制及其对计算的影响。
2. 绝对和相对误差:讨论了衡量数值计算结果准确性的两种主要方式,绝对误差是实际值与近似值之间的差值,而相对误差则考虑了误差相对于真实值的比例。
3. 舍入和截断误差:分析了在数值计算过程中,由于四舍五入或截断操作引入的误差,以及它们如何影响结果的精度。
4. 泰勒公式余项:介绍了泰勒级数,特别是泰勒公式的误差部分,它可以帮助我们理解近似值的精确度。
5-7. 插值法:详细阐述了拉格朗日插值、牛顿插值和赫尔米特插值,这些方法用于通过有限数据点构建函数近似。
8. 牛顿插值多项式误差:讨论了牛顿插值法的误差性质,包括其产生的原因和影响。
9-11. 有限差分、等距点上的牛顿插值与赫尔米特插值的拉格朗日形式:这些章节涉及使用有限差分来近似导数,以及在等距离点上进行插值的方法。
12-13. 非线性方程求解:介绍了解决非线性方程的基本方法,如牛顿法和用于编程实现的算法。
14-15. 牛顿法和固定点迭代:这两种方法常用于求解方程,牛顿法以其快速收敛性著称,而固定点迭代则适用于某些特定问题。
16. Aitken的加速:这是一种加速迭代过程收敛的技术,可以更快地找到方程的根。
17. 牛顿法的收敛速度:分析了牛顿法的收敛特性,讨论了影响收敛速度的因素。
18-19. 数值微分:介绍了如何利用数值方法求解函数的导数,分为表格数据的数值微分和连续函数的数值微分。
20-22. 数值积分:涵盖了简单的数值积分公式、复合积分和自适应积分,这些都是解决实际问题中的重要工具。
这本书不仅提供理论知识,还包含了许多实际的C语言程序示例,帮助读者将所学应用于实践,提升数值计算技能。对于希望在C语言环境中进行数值计算的学习者来说,这是一份宝贵的资料。
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