微分几何

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出版者:人民教育出版社
作者:方德植
出品人:
页数:281
译者:
出版时间:1964
价格:0
装帧:
isbn号码:9780429103919
丛书系列:
图书标签:
  • 微分几何5
  • QS
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  • 几何学
  • 数学
  • 高等数学
  • 拓扑学
  • 流形
  • 曲线曲面
  • 黎曼几何
  • 张量分析
  • 微分方程
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具体描述

《物质世界的数学语言:向量与张量入门》 本书是一本面向初学者的数学读物,旨在为读者构建理解现代物理学、工程学以及计算机科学中常用数学工具的坚实基础。我们不深入探讨抽象的微分几何理论,而是聚焦于其最核心、最直观的应用层面:向量与张量的概念及其在三维欧几里得空间中的运算。 第一部分:向量——方向与数量的精妙结合 我们将从最基本的向量概念入手。向量,它不仅仅是一个数字,更蕴含着方向和大小。通过生动形象的例子,读者将理解向量的几何意义,例如速度、力、位移等物理量如何用向量表示。本书将详细介绍向量的加法、减法和数乘运算,以及它们在几何上的直观解释。通过坐标系的应用,读者将学习如何进行向量的分量表示,以及如何在坐标系下进行向量运算。 除了基本运算,我们还将深入讲解向量的重要性质。点积(内积)的引入,将揭示两个向量之间的“相似度”,并引出向量的模长(长度)概念,以及如何通过点积计算向量的夹角。这对于理解投影、垂直等概念至关重要。叉积(外积)的讲解,则会展示向量乘法的独特性质,它不仅产生一个新的向量,其方向和大小都与原向量密切相关,这在计算面积、判断平面法向量等方面有着广泛应用。 我们将通过大量的几何问题和简单的物理场景来巩固这些概念,例如求解三角形的面积、判断两个向量是否平行或垂直、计算力的作用效果等,让抽象的数学运算变得具体可感。 第二部分:张量——从向量到更高阶的抽象 在掌握了向量这一基本工具后,我们将自然而然地引入张量的概念。本书将张量视为向量的自然推广,从一阶张量(即向量)出发,逐步揭示二阶乃至更高阶张量的结构与意义。我们不会直接触及张量分析的复杂体系,而是侧重于张量在线性变换、度量等方面的基础应用。 我们将详细讲解二阶张量的构成,例如它如何描述一个向量到另一个向量的线性映射。通过矩阵的视角,读者将理解二阶张量与矩阵之间的紧密联系,以及如何利用矩阵运算来处理张量。本书将重点介绍张量的乘法,包括张量与向量的乘法,以及两个张量之间的乘法,这些运算在描述物理定律、工程分析中扮演着核心角色。 此外,我们将介绍张量的几个关键性质,例如张量的对角化,以及它在描述各向同性材料(如弹簧)或各向异性材料(如晶体)时的不同表现。度量张量(metric tensor)的概念将以一种易于理解的方式呈现,它能够定义空间中的距离和角度,是理解曲面和曲空间度量性质的基础,尽管我们不会深入研究曲面本身。 第三部分:实际应用与可视化 为了帮助读者更好地理解向量与张量的抽象概念,本书在每一部分都穿插了丰富的实例分析。我们将展示这些数学工具如何在以下领域发挥作用: 经典力学: 如何用向量描述运动、力和力矩,张量如何用于描述应力与应变的关系(简化的弹性力学)。 电磁学基础: 如何用向量表示电场和磁场,以及简单的电磁定律的向量表达。 计算机图形学: 向量在三维空间中的变换(平移、旋转、缩放)及其在图形渲染中的应用,张量如何用于表示复杂的坐标变换。 数据分析入门: 简要介绍向量和矩阵在数据处理和模式识别中的初步应用,例如降维的思想。 本书非常注重概念的直观理解和可视化。我们将使用图示、表格以及简化的模型来辅助讲解,力求让读者在脑海中构建出清晰的数学图像。目标是让读者能够灵活运用向量和张量进行计算和问题分析,为进一步学习更高级的数学和物理理论打下坚实的基础。 本书力求语言简洁明了,避免使用过于专业的术语,并提供大量的练习题,帮助读者巩固所学知识。我们相信,通过本书的学习,读者将能够自信地驾驭向量与张量这一强大的数学工具,开启探索物质世界奥秘的旅程。

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读后感

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用户评价

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我最近沉迷于《线性代数入门与应用》,这本书彻底颠覆了我对矩阵和向量的刻板印象。过去,我总觉得线性代数就是一堆枯燥的数字运算,充满了各种奇奇怪怪的符号和不透明的变换规则。但这本书的作者似乎深谙“可视化”的力量,他们把抽象的向量空间想象成一个可以旋转、拉伸和投影的物理空间。讲解特征值和特征向量时,作者甚至用到了计算机图形学和数据压缩的例子,让我立刻明白了这些概念在现代科技中的实际价值,而不是仅仅停留在教科书的练习题层面。我特别欣赏其中关于“奇异值分解(SVD)”的章节,它没有过度纠缠于冗长的代数证明,而是聚焦于“信息量”的提取和重构,这对于理解数据科学的基础非常有帮助。这本书的结构非常严谨,知识点之间的逻辑递进清晰可见,读起来感觉像是在攀登一座结构完美的知识阶梯,每一步都有明确的支撑点,让人每前进一步都感到踏实和满足。

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我最近在研究《应用随机过程》,这本书的深度和广度都超出了我的预期,它简直是一本将时间维度上的不确定性“建模”的百科全书。不同于基础概率论的静态视角,这本书着眼于事件随时间的发展演化,比如排队论、马尔可夫链、布朗运动等等,都是构建现实世界复杂系统的基石。作者在阐述泊松过程时,将它与自然界中随机事件的发生(如网站服务器的请求到达或放射性粒子的衰变)联系起来,让我体会到这种数学工具的强大适用性。这本书的数学推导非常扎实,但同时又保持了极高的可读性,它会先给出直觉上的理解,然后再铺陈严谨的证明,确保读者不会因为迷失在公式中而放弃对核心思想的把握。对于从事金融工程或运筹学的人来说,这本书无疑是提升分析能力的绝佳读物,它提供的不仅仅是工具,更是一种看待动态系统的全新思维框架。

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《概率论:从统计推断到机器学习》这本书,简直是为那些想搞懂“随机性”本质的人量身定做的。我一直对生活中的不确定性感到好奇,为什么彩票中奖概率极低却依然有人能中?天气预报为什么总是有误差?这本书的开篇就用贝叶斯定理巧妙地串联起了“先验知识”与“观察数据”之间的关系,这比我以前读过的任何版本都要来得直观和深刻。作者在讲解大数定律和中心极限定理时,没有仅仅停留在理论的陈述上,而是通过大量的模拟实验和图表展示,让读者亲眼见证了随机事件如何汇聚成稳定的规律。最让我印象深刻的是,它将概率论与实际的统计推断紧密结合,比如如何构建置信区间,如何进行假设检验,这些内容都配有清晰的案例分析,使得原本偏理论的学科突然变得“可操作”起来。这本书的语言风格非常亲切,带着一种学者的严谨和朋友的耐心,让人在探索未知时感到无比的安心。

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《数学分析原理》这本书,我只能用“登高望远”来形容我的阅读感受。它不像那些侧重于解题技巧的教材,而是致力于揭示数学分析这门学科最深层的结构和美感。作者对“连续性”、“一致收敛性”等基本概念的定义和探讨,充满了哲学的思辨色彩,让我明白了为什么数学家要如此执着于这些看似微小的细节。阅读过程中,我仿佛在与那些伟大的数学家进行跨时空的对话,他们对严谨性的追求令人敬畏。这本书的证明过程极其详尽,每一个步骤的逻辑跳跃都被精心填补,这对于建立起坚实的数学基础至关重要。虽然阅读起来需要高度集中精力,并且需要反复咀嚼才能完全消化,但一旦领悟了其中的精髓,你对整个高等数学领域的理解都会发生质的飞跃。它提供的不是知识的堆砌,而是通往数学真理的清晰路径,是追求理论深度读者的不二之选。

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这本《微积分基础》简直是我的救星,我一直对数学中的极限、导数和积分概念感到云里雾里,总觉得它们抽象得像空中楼阁,难以捉摸。然而,这本书的讲解方式极其巧妙,它没有一开始就抛出那些复杂的公式和定理,而是通过大量贴近生活的实例,比如汽车的速度变化、水箱的注水速率,将微积分的核心思想娓娓道来。特别是对于“极限”的阐述,作者似乎真的站在读者的角度,用生动的比喻将那种“无限接近但不等于”的微妙关系解释得清清楚楚。读完第一部分,我感觉自己终于拥有了一把可以测量和描述变化的“尺子”,看待世界的方式都变得更加精确和动态了。这本书的排版和插图也十分用心,那些几何图形的辅助,让原本枯燥的理论仿佛拥有了生命力,极大地减轻了阅读的疲劳感。对于那些和我一样,曾被微积分劝退的初学者来说,这本书无疑是一座温暖的灯塔,让人重新燃起了对这门学科的热情与信心。它没有高高在上地宣讲知识,而是耐心地引导你,一步一步踏入数学思维的殿堂。

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