数值计算方法课程总结
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标题:数值计算及其应用随着计算机的迅速发展和广泛应用,在众多领域内,人们越来使越认识到科学计算是科学研究的第三种方法,数值计算是研究数学问题的数值解及其理论的一个数学分支,它涉及面很广,如:代数、微积分、微分方程、无穷级数、概率论等多方面数学基础知识。自计算机成为数值计算的主要工具来,人们主要研究适合于在计算机上用的数值计算方法及与此相关的理论,包括方法的敛散性、稳定性及误差分析,还要根据计算机的特点研究计算时间最短、需要内存最少的计算方法。它除了具有数学的抽象性与严格性外,还具有应用的广泛性与实际实验的技术性。
数值计算有很多重要的应用,下面举例说明:
1. 在科学技术工程和实验中,经常需要从实验数据中寻找拟合直线,如:天文学家通过对天体运行的观测数据进行分析和处理得到天体的运动轨迹,这就需要用到“多项式逼近”理论和“曲线拟合”的相关知识。
2. 现实生活中经常遇到最优化问题,如:商家寻求最大收益、投资者寻求最小风险等。这就需要用到“数值优化”的知识。
3. 很多数学物理问题都涉及到偏(常)微分方程、科学工程领域建立的许多数学模型也经常用到微分方程,但通常我们无法计算其解析解(事实上也没有必要计算解析解),那么此时数值近似解就具有重要的意义,要求得其数值解就要用到“微分方程求解”的相关理论。
4. 在很多关键领域:如航天领域要研究系统的稳定性,实际上就是研究“收敛”和“发散”,对与这些问题就要用到“方程根的求解”的相关知识。
5. 现实中还有很大一类问题需要求解线性方程组,这就需要“线性方程组求解”及“特征值与特征向量”理论。
综上所述:数值计算在现实生活中发挥着重要的作用,在高科技领域占中有举足轻重的地位!