概率论与数理统计

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出版者:苏州大学出版社
作者:吴有炜
出品人:
页数:266
译者:
出版时间:2004-8
价格:22.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787810902892
丛书系列:
图书标签:
  • 概率论
  • 数理统计
  • 高等数学
  • 统计学
  • 数学
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  • 概率
  • 统计
  • 学术
  • 理工科
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具体描述

“概率论与数理统计”是高等学校理科、工科、文科各专业本科阶段普遍开设的一门处理随机现象数量规律性的数学课程。由于随机现象存在的普遍性、研究方法的独特性和教学内容的实用性,这门课越来越受到人们的重视。该门课程研究的目的是从大量数据中研究随机现象蕴含的统计规律性。由于理论方法的应用涉及到大量的计算,其中过于深奥的抽象理论、复杂的公式、陈旧的计算手段限帛最它的实用性,为了结合现代化教学和计算机软件应用手段,结合理科、工科、文科各专业的教学实际,我们编写了《概率论与数理统计》这本书,作为理科、工科、文科各专业的基础数学教材。

《概率论与数理统计》分为三部分,第一部分为概论,是后面应用部分的理论基础,第二部分为数理统计,重点阐述了参数估计和假设检验,并介绍了方差分析和回归分析两个常用的实际应用能力;第三部分为随机过程,介绍了一些基本理论和常见的几个随机过程等。

《计算方法与科学计算实践》 图书简介 面向对象: 本书主要面向高等院校理工科专业本科生、研究生,以及从事数值计算、数据分析、工程仿真等领域的科研人员和工程师。尤其适合那些需要将理论知识应用于实际计算问题,并希望掌握现代科学计算工具和编程技能的读者。 核心内容概述: 本书深入探讨了解决工程、科学和经济领域中常见数学问题的各种数值计算方法,并结合前沿的科学计算实践,旨在构建理论理解与实际应用之间的桥梁。全书内容聚焦于如何利用计算机高效、准确地解决传统解析方法难以处理的复杂问题。 第一部分:引言与误差分析 本部分首先引入了科学计算的基本概念,阐释了为什么需要数值方法。我们详细讨论了误差的来源与控制,这是数值计算的基石。内容包括截断误差(如泰勒展开的余项分析)和舍入误差(浮点数的表示、运算规则及累积效应)。读者将学习如何评估计算结果的精度,并掌握提高计算稳定性的初步策略。随后,对线性方程组的条件数进行了深入剖析,强调了病态问题对求解精度的致命影响。 第二部分:线性代数方程组的数值解法 线性方程组是科学计算中最核心的问题之一。本书系统介绍了求解 $Ax=b$ 的各种方法。 直接法: 详细阐述了高斯消元法的原理、步骤及其LU分解($A=LU$)的计算效率和稳定性分析。在此基础上,拓展到Cholesky分解,专门用于对称正定矩阵。 迭代法: 针对大规模稀疏矩阵,本书重点介绍了雅可比迭代法和高斯-赛德尔迭代法。此外,对收敛性的判断标准、松弛因子(SOR方法)的引入,以及如何通过选择合适的初值来加速收敛,进行了详尽的论述。 第三部分:非线性方程与优化问题 本部分转向求解单变量和多变量非线性方程 $f(x)=0$ 以及寻找函数极值的方法。 单变量非线性方程: 涵盖了牛顿法(Newton's method)的二次收敛特性,以及如何通过割线法和不动点迭代来避免计算导数,同时分析了各种方法的收敛域与局限性。 多元非线性方程组: 重点介绍了多维牛顿法,包括如何有效地求解每一步的线性方程组(通常采用前述的LU分解)。 无约束优化: 深入讲解了寻找函数极小值的核心算法。包括最速下降法(及其收敛缓慢的缺点)、牛顿法和拟牛顿法(如DFP和BFGS算法)。对于拟牛顿法,我们详细推导了秩一修正和秩二修正的原理,强调了它们在不精确线搜索下的鲁棒性。 第四部分:插值与函数逼近 本部分关注如何利用有限的离散数据点来重建或逼近一个连续函数。 插值技术: 详细介绍了拉格朗日插值多项式和牛顿插值公式。重点分析了插值误差的性质,特别是Runge现象的成因。针对这些问题,本书引入了分段插值的概念,并重点论述了三次样条插值(Spline Interpolation)的构造原理、边界条件的设置及其在光滑性方面的优越性。 最小二乘逼近: 介绍了在数据存在噪声的情况下,如何使用多项式最小二乘法来拟合数据趋势,而非严格穿过所有数据点,确保了模型的稳定性和泛化能力。 第五部分:数值积分(Quadrature) 本部分探讨如何精确计算定积分 $int_a^b f(x) dx$ 的近似值。 牛顿-柯特斯公式: 从最基础的梯形法则和辛普森法则出发,推导了它们的误差公式。随后,系统性地介绍了复合积分公式,以提高精度。 高斯求积: 深入讲解了高斯勒让德求积的原理,即如何选择最佳的节点和权重来实现高阶精度,这是现代科学计算中最高效的数值积分方法之一。 自适应方法: 简要介绍了如何根据函数局部行为自动调整步长的自适应步长算法,以优化计算资源。 第六部分:常微分方程的数值解法 本部分是工程和物理模拟的核心。我们专注于求解初值问题 $frac{dy}{dt} = f(t, y), y(t_0) = y_0$。 单步法: 详细分析了欧拉方法(前向、后向)的稳定性和一阶精度。随后,重点讲解了龙格-库塔法(RK法),特别是经典的四阶RK法(RK4)的构造和应用。 多步法: 介绍了阿当斯-福 Moulton 法和辛普森法在微分方程求解中的应用,并讨论了多步法的稳定域和零稳定性概念。 刚性问题(Stiffness): 专门辟章节讨论了刚性微分方程的特点,并介绍了隐式方法(如后向欧拉法)在处理此类问题时的必要性和计算复杂性。 第七部分:科学计算实践与编程实现 理论必须通过实践来巩固。本部分强调工具与实现。 算法的工程化: 讨论了如何将上述理论算法转化为高效、健壮的计算机代码。涉及算法的复杂度分析(时间与空间)、向量化操作的重要性以及循环展开等优化技巧。 编程语言与库: 本书推荐并以Python(结合NumPy和SciPy库)作为主要的实践平台,同时辅以MATLAB或C++的简洁示例,展示不同环境下算法的实现细节。读者将学习如何利用成熟的数值库来解决实际问题,而非重复造轮子。 并行计算初探: 简要介绍了大规模矩阵运算(如迭代法的并行化)在现代多核处理器上的实现思路,为读者后续深入学习高性能计算打下基础。 本书特色: 1. 理论深度与实践广度并重: 每介绍一种方法,都伴随着严格的数学推导(如收敛性、稳定性分析),同时提供清晰的算法步骤和可执行的代码示例。 2. 强调误差控制: 贯穿全书,持续关注计算过程中的误差累积和稳定性问题,培养读者的批判性数值思维。 3. 丰富的案例分析: 涵盖了从工程力学、电路分析到经济模型预测的多个真实世界的应用案例,使抽象的数学概念具体化。 4. 面向现代计算环境: 不局限于传统纸笔计算,而是直接将读者的学习目标定位于利用现代科学计算软件解决实际工程挑战。 通过学习本书,读者将不仅掌握一套强大的数值工具箱,更能理解这些工具背后的数学原理,从而能够独立分析、设计和实现复杂的科学计算方案。

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读后感

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这本书简直就像一位循循善诱的良师益友,带领我一步步走进概率与统计的奇妙世界。我之前对这些概念一直感到有些模糊和神秘,总觉得它们离我的生活很遥远。但这本书的出现彻底改变了我的看法。它用一种非常系统且富有逻辑性的方式,从最基础的概念讲起,层层递进,让我逐渐理解了随机变量、概率分布、期望、方差这些核心要素的重要性。尤其让我印象深刻的是,书中对中心极限定理的讲解,它解释了为什么在很多情况下,大量独立的随机变量的平均值会趋近于正态分布,这真是个令人惊叹的数学洞见!读完这部分,我感觉自己仿佛拥有了一把解锁许多现实世界现象的金钥匙。例如,在理解大众行为、产品质量控制、甚至是医疗诊断的准确性方面,这些理论都提供了非常有力的解释框架。书中的习题设计也非常巧妙,既有巩固基础的练习,也有启发思考的应用题,帮助我真正地掌握了知识,而不是死记硬背。我发现,一旦理解了这些基本原理,再去看待很多社会现象和新闻报道,都会有更深刻的理解和判断。

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我之前对数理统计这个领域一直有点畏惧,觉得它充满了复杂的公式和抽象的概念。但这本书完全颠覆了我的想法。它用一种非常友好、易于理解的方式,将这些概念一一呈现。我特别喜欢书中关于回归分析的章节,它清晰地展示了如何建立模型来描述变量之间的关系,并进行预测。这对于我理解经济现象、市场调研以及各种科学实验的数据分析都非常有启发。我能够用更专业的眼光去审视那些看似简单的图表和统计数据,并从中挖掘出更深层次的信息。书中对不同类型回归模型的介绍,以及如何评估模型的优劣,都为我提供了实用的工具。而且,这本书的排版和插图也很棒,让阅读过程变得轻松愉快,而不是一种负担。我发现,很多时候,学习的障碍并非知识本身有多么困难,而是我们接触到知识的方式。这本书在这一点上做得非常好,它就像一位耐心的向导,一步步带领我穿越了曾经的迷雾,看到了更广阔的天地。

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这本书为我打开了理解世界的新视角,让我认识到概率和统计是如何渗透到我们生活方方面面的。我一直认为,很多事情的发生并非偶然,而是遵循着一定的规律,这本书正是帮助我揭示这些规律的绝佳指南。它深入浅出地讲解了蒙特卡洛方法,这让我能够理解如何利用随机抽样来解决复杂的问题,比如在金融建模或者物理模拟中,这种方法简直是无往不利。书中对时间序列分析的介绍也让我受益匪浅,这对于理解和预测股票价格、天气变化等随时间变化的现象至关重要。我发现,很多看似随机的波动背后,其实隐藏着复杂的关联和模式,而这本书教会了我如何去捕捉和利用这些模式。它的讲解方式非常注重启发性,常常会引用一些生动的例子,比如掷骰子、摸球等,让我能直观地理解抽象的概率概念。读完之后,我不再仅仅是被动地接受信息,而是能够主动地去思考,去分析,去质疑,这是一种非常宝贵的成长。

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这本书绝对是数学学习者的一大福音,尤其是对于那些对随机现象和数据分析感到好奇的朋友们。我一直觉得,生活本身就像是一个充满了未知和概率的试验场,而这本书就像是给我配了一副能看透这些迷雾的眼镜。它不仅仅是枯燥的公式和定理堆砌,更多的是一种思维方式的启蒙。读完之后,我开始更深入地理解为什么很多事情会发生,以及如何用更科学、更理性的方式去评估风险和做出决策。比如,在投资理财方面,以前我全凭感觉,现在我能更好地理解风险收益比,以及如何用统计学的方法去分析市场趋势。再比如,在科学研究中,一个实验结果的可靠性,一个模型预测的准确性,这本书都提供了坚实的理论基础。它教会我如何严谨地思考,如何从看似杂乱无章的数据中提炼出有用的信息,并最终形成有说服力的结论。这不仅仅是学术上的提升,更是对生活态度的升华。它让我明白,即使面对不确定性,我们也能通过学习和理解,掌握一定的规律,从而更好地驾驭生活。这本书的语言风格也很吸引我,它在保证严谨性的同时,也尽可能地做到通俗易懂,很多例子都非常贴近生活,这让我在学习过程中少了很多畏难情绪,反而充满了探索的乐趣。

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我必须说,这本书在方法论层面的讲解实在是太到位了。它不仅仅是告诉你“是什么”,更重要的是告诉你“怎么做”以及“为什么这样做”。我特别欣赏书中关于统计推断的部分,比如参数估计和假设检验。它非常清晰地阐述了我们如何从样本数据来推断总体特性,以及如何根据证据来判断某个假设是否成立。这对于我日常工作中需要分析数据、做出决策的场景非常有帮助。以前,我可能只是凭直觉或者一些粗略的经验来判断,现在我有了更科学、更严谨的工具。比如,在评估一个新营销活动的效果时,我可以通过假设检验来判断广告投放带来的销售增长是否具有统计学意义,而不仅仅是看起来的那么一点点变化。书中对贝叶斯统计的介绍也让我眼前一亮,它提供了一种更灵活、更具适应性的建模方式,尤其是在信息不完整或者需要结合先验知识的情况下,这种方法显得尤为强大。整本书的逻辑链条非常清晰,每个概念的引入都有其必然性,并且相互之间联系紧密,构成了一个完整的知识体系。

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