Applied Calculus with Technology

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具体描述

  本书不脱离一般应用微积分的架构,但对概念性描述则非常清晰、简洁,内容编排层次分明,易读易教,是一本不错之教科书。

  特色:书中每节之前均有学习目标,为本书之特色。

  适用对象:管理学院、商学院、社会科学等各科系的大一学生、只需具备高中的数学基础即可。

  年代:1998 。版次:1 。

好的,下面是关于一本名为《Applied Calculus with Technology》的图书的详细简介,该简介将不包含任何关于该书实际内容的描述。 --- 现代科学与工程计算基础:理论、方法与实践概览 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角,审视在现代科学、工程、经济以及数据分析等领域中,计算方法和工具所扮演的核心角色。它构建了一个跨学科的知识框架,侧重于理解和应用计算思维来解决现实世界中的复杂问题。 第一部分:离散与连续系统的基础建模 本部分首先探讨了如何将现实世界中的现象转化为可计算的模型。我们将从基本的离散系统分析入手,介绍状态空间表示、有限差分方法以及迭代算法的基础结构。这部分强调了如何通过抽象和简化来捕捉系统的核心动态特征。 随后,内容转向连续系统建模,重点关注函数、变化率以及累积效应的概念。我们将探讨微分方程的定性和初步的半定量分析,理解系统演化随时间或空间变化的内在规律。此外,还会涉及优化问题的初步表述,例如寻找最优解的边界条件和约束条件的构建。 第二部分:计算工具与数值方法的融合 本部分深入探讨了在处理复杂模型时,数值方法如何成为理论与实践之间的桥梁。重点在于理解不同数值方法的适用范围、精度限制以及计算效率。 数值逼近与插值: 我们将详细研究多项式插值、样条函数以及径向基函数,这些工具在数据重建和函数近似中至关重要。重点分析了截断误差和收敛性的概念,以及如何选择合适的插值方法以避免龙格现象等问题。 线性代数在计算中的应用: 矩阵运算、特征值分解、奇异值分解(SVD)是现代计算的基石。本章将从计算角度重新审视这些概念,讨论大规模线性系统的求解策略,包括直接法(如LU分解)和迭代法(如雅可比和高斯-赛德尔法)的优缺点及收敛性分析。 优化问题的数值求解: 转向约束和无约束优化,介绍梯度下降法、牛顿法及其变种的迭代过程。探讨如何处理高维空间中的局部最优解,以及引入惩罚函数和拉格朗日乘数法进行约束优化的数值实现策略。 第三部分:数据驱动的分析与不确定性处理 在信息爆炸的时代,数据分析能力是解决问题的关键。本部分关注如何从数据中提取有意义的信息,并量化分析过程中的不确定性。 概率论与统计推断基础: 回顾随机变量、概率分布(包括正态分布、泊松分布等)的核心概念。重点在于如何利用样本数据进行参数估计(最大似然估计、矩估计)以及假设检验的构建。 回归分析与模型拟合: 线性回归、多元回归模型是量化变量间关系的标准工具。本章将深入探讨最小二乘法的推导,残差分析的重要性,以及如何通过模型选择准则(如AIC、BIC)来评估模型的拟合优度。 蒙特卡洛模拟与不确定性传播: 当模型参数包含不确定性时,传统的解析解往往难以获得。蒙特卡洛方法提供了一种强大的模拟框架,通过大量随机抽样来估计结果的分布。本节将介绍其在风险评估和复杂系统行为预测中的具体应用。 第四部分:计算科学中的高级主题 本部分拓展到更前沿、更专业化的计算领域,这些领域是推动当前技术进步的关键驱动力。 偏微分方程(PDEs)的数值解法: 许多物理过程(如热传导、流体力学)由偏微分方程描述。我们将介绍有限差分法(FDM)和有限元法(FEM)的基本思想,重点分析其在处理复杂几何形状和边界条件时的优势和挑战。 时间序列分析: 针对具有时间依赖性的数据,如金融市场数据或传感器读数,介绍自回归(AR)、移动平均(MA)以及ARIMA模型的构建与应用。强调时间序列分解和预测中的平稳性假设。 计算效率与高性能计算(HPC): 随着问题规模的增大,算法的效率变得至关重要。本章将讨论算法的渐近复杂度分析,并行计算的基本概念(如数据并行与任务并行),以及如何利用现代计算架构(如GPU加速)来加速科学计算任务。 结论:面向未来的计算思维 本书的最终目标是培养读者将抽象的数学概念转化为可操作的计算方案的能力。通过对理论基础和实用工具的平衡探讨,读者将能够批判性地评估计算结果的可靠性,并有效地利用现有和新兴的计算技术来推动其专业领域的发展与创新。本书强调的是一种解决问题的系统性方法,而非特定软件或平台的教学。

著者信息

图书目录

图书序言

图书试读

用户评价

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《Applied Calculus with Technology》这本书,在我学习微积分的过程中,无疑是一次巨大的飞跃。它不仅仅是一本教材,更像是一本“说明书”,详细地指导我如何将微积分的强大力量应用到实际生活中。书中关于“Technology”的运用,真的是让我耳目一新。我之前学习微积分,更多的是在纸上演算,虽然也理解了原理,但总觉得缺乏一种直观的感受。这本书通过大量的实例,展示了如何利用各种计算工具和软件来可视化数学概念。比如,在学习函数图像的时候,书中会指导我们如何使用软件绘制复杂的函数曲线,并动态地观察这些曲线的形状变化,以及它们与导数、积分等概念之间的关系。这种可视化让我能够“看见”数学,而不是仅仅“读到”数学。再者,书中对于微积分在工程、经济、科学等各个领域的应用,都进行了深入的探讨。我特别喜欢书中关于“建模”的章节,它详细地展示了如何从现实世界的问题出发,抽象出数学模型,然后运用微积分的工具来求解,最后再将数学解解释回到现实问题中。这种“从现实到数学,再从数学到现实”的完整过程,让我对微积分的实用价值有了全新的认识。它让我明白,微积分不仅仅是解决数学题的工具,更是理解和改造世界的利器。

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我一直认为,学习数学的关键在于理解其内在的逻辑和应用价值,《Applied Calculus with Technology》这本书无疑在这方面做得非常出色。它并没有回避微积分的复杂性,而是通过清晰的讲解和丰富的实例,让这些复杂性变得易于理解。书中对于“Applied”的侧重,让我感受到了微积分的生命力。它不仅仅是停留在理论层面,而是将这些理论与经济学、物理学、生物学等多个学科的应用场景紧密结合。例如,在讲解导数的时候,书中不仅仅讨论了求导的规则,更详细地阐述了导数在描述变化率、速度、加速度等概念中的重要作用,并提供了相关的实际案例。同样,在学习积分的时候,书中也清晰地展示了积分在计算累积量、面积、体积等方面的应用,并且通过各种实际问题来巩固这些概念。令我印象深刻的是,书中对于每个应用案例的讲解都非常细致,从问题的提出,到数学模型的建立,再到微积分方法的应用,最后是结果的解释,都进行了详细的阐述。这种严谨的逻辑和清晰的思路,让我能够真正地理解微积分在解决实际问题中的作用。

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坦白说,我当初选择《Applied Calculus with Technology》这本书,很大程度上是被“Technology”这个词所吸引。我一直对计算机辅助教学和学习抱有浓厚的兴趣,也希望在学习数学的过程中,能有更现代化的工具来辅助我的理解。这本书在这方面做得非常出色,远超我的预期。它并没有将技术视为一种附加品,而是将技术深深地融入到了整个课程体系之中。书中通过大量的插图和屏幕截图,演示了如何使用各种主流的科学计算器和数学软件(例如,书中提到了几个具体的软件平台,我在这里就不一一列举了,以免显得像广告)来绘制函数图像、求解方程、进行数值积分和微分等等。更重要的是,它教会了我如何利用这些工具来“看”数学。例如,在学习导数的时候,书中不仅讲解了其定义和计算方法,还指导我们如何通过软件动态地观察函数在某一点的切线斜率如何随点变化而变化,从而直观地理解导数的几何意义。在学习积分时,它展示了如何通过软件模拟求和过程,从而理解定积分作为黎曼和的极限是如何近似求解曲线下面积的。这种可视化和交互式的学习方式,极大地增强了我的学习体验。它让我在面对复杂的函数和计算时,不再感到束手无策,而是能够通过技术手段获得直观的理解和快速的验证。此外,书中还包含了一些引导性的练习,鼓励读者使用技术工具来探索数学性质,发现新的规律。这种主动探索的过程,比被动接受知识更能激发我的学习热情和独立思考能力。可以说,《Applied Calculus with Technology》不仅仅是一本教科书,更是一个引导我如何运用现代技术进行数学学习的“智能助手”。

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这本书《Applied Calculus with Technology》在我手中,仿佛打开了一扇通往微积分应用世界的大门。它最吸引我的地方在于,作者并没有将微积分视为一套孤立的数学理论,而是将其深深地植根于现实世界的各种问题之中。书中关于“Applied”的阐述,让我看到了微积分的强大生命力。从经济学中的成本效益分析、市场预测,到物理学中的运动学、动力学问题,再到生物学中的种群增长模型、药物代谢过程,书中都提供了详实而生动的案例。我尤其欣赏书中对于这些案例的讲解方式,作者会引导我们一步步地从实际情境中抽象出数学模型,然后运用微积分的工具来分析和解决问题,最后再将数学解回到实际情境中,并给出具有实际意义的解释。这种从具体到抽象,再从抽象回到具体的过程,让我对微积分的理解更加深刻,也对它在解决实际问题中的能力充满了信心。通过这些鲜活的例子,我不再是机械地记忆公式,而是真正地理解了这些公式背后的逻辑和应用价值。

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《Applied Calculus with Technology》这本书,给我的学习过程带来了很多惊喜,尤其是在“Technology”的应用方面,让我领略到了现代科技在数学学习中的巨大潜力。书中不仅仅是简单地提及一些软件或计算器,而是将它们作为学习微积分不可或缺的一部分。比如,在讲解函数图形和相关变化率的时候,书中会指导读者如何使用动态几何软件来绘制函数图像,并实时观察函数在不同点的导数值,从而直观地理解导数的几何意义。这种互动式的学习方式,极大地增强了我对抽象概念的理解。再者,书中在处理一些复杂的积分计算时,也引入了数值积分的方法,并通过图示和示例,展示了如何利用计算机来近似求解积分,并且可以调整精度来获得更准确的结果。这种将理论与技术工具相结合的学习模式,让我在面对难题时,不再感到束手无策,而是能够更有信心地去探索和解决问题。而且,书中还鼓励学生利用技术工具进行一些简单的数学建模和仿真实验,这对于培养我的科学探究能力和创新思维非常有益。

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《Applied Calculus with Technology》这本书给予了我前所未有的学习体验,它成功地将理论的深度与实践的广度巧妙地结合在一起。我对书中对于“Technology”部分的处理尤为赞赏,它并非简单地提供了一些软件教程,而是将技术工具的运用与微积分概念的学习融为一体。例如,在讲解曲线的面积计算时,书中不仅仅介绍了定积分的定义,还通过使用图形计算器或数学软件,直观地展示了如何通过不断细分矩形来逼近曲线下面积的过程,并且允许读者实时调整矩形的数量,观察误差的变化。这种动态的可视化,让我深刻理解了黎曼和的极限概念。再者,在学习微分方程时,书中也利用了数值求解的方法,展示了如何通过迭代计算来近似求解微分方程的解,并将其与解析解进行对比,让读者理解数值方法的优势和局限性。书中还包含了一些“项目式”的学习任务,鼓励学生运用所学的微积分知识和技术工具,去解决一个更复杂、更贴近实际的数学建模问题,例如构建一个简单的物理模型来模拟弹簧振子的运动,或者设计一个简单的经济模型来分析市场供需关系。这种学习方式,极大地锻炼了我的问题解决能力和综合运用知识的能力。我不再只是被动地接收知识,而是成为了知识的主动探索者和实践者。这本书让我体会到了技术在数学学习中的赋能作用,它不仅提高了我的学习效率,更重要的是,它培养了我运用数学工具解决现实世界问题的信心。

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这本书《Applied Calculus with Technology》在我学习微积分的道路上,扮演了一个至关重要的角色,它不仅仅是一本教材,更像是一位循循善诱的良师益友。它最大的亮点在于其“Applied”的特质,将原本可能显得枯燥乏味的纯数学理论,通过一系列精心设计的、贴近现实生活的案例,变得生动而富有意义。我印象最深刻的是书中关于优化问题的讲解,它并没有仅仅停留在理论层面的拉格朗日乘数法或者其他求极值的方法,而是通过具体的商业生产场景,比如如何最小化生产成本,如何最大化利润,甚至是如何在有限的资源下达到最佳的广告投放效果,来展示微积分在实际决策中的强大应用。书中还深入到一些我从未想过微积分会涉及的领域,例如在环境科学中模拟污染物的扩散,在金融学中分析股票价格的波动趋势,甚至是在医学领域预测药物在人体内的浓度变化。这些例子让我意识到,微积分并非是象牙塔里的理论,而是渗透到我们生活方方面面的重要工具。作者在处理这些应用题时,非常注重逻辑的清晰性和推理的严谨性,他会一步步引导读者如何从实际问题中提取出数学模型,如何利用微积分的工具来解决模型中的问题,最后又如何将数学解解释回到实际问题中,并给出有意义的结论。这种严谨的思路,让我对微积分的理解更加深刻,也对它在解决实际问题中的能力充满了信心。我不再是单纯地记忆公式,而是真正理解了这些公式背后的逻辑和应用价值。

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《Applied Calculus with Technology》这本书,对我而言,是一次深刻的学习革新。它最让我称道之处在于,将“Technology”的学习与微积分的理论知识完美地融合在一起。书中不仅仅是告知我们如何使用计算工具,更是通过实际操作演示,教会我们如何利用这些工具来“看见”数学,理解数学。例如,在讲解导数的几何意义时,书中会引导我们使用数学软件绘制函数图像,并动态地观察切线的斜率如何随着点的移动而变化,从而直观地理解导数是函数在该点的瞬时变化率。这种可视化教学,极大地增强了我对抽象概念的具象化理解。此外,书中还包含了一些基于技术的项目式学习任务,鼓励读者运用所学的微积分知识和计算工具,去解决一些更复杂、更贴近实际的数学建模问题,比如模拟一个简单的物理过程,或者分析一个经济学模型。这种主动探索和实践的过程,不仅巩固了我的知识,更重要的是,培养了我独立解决问题的能力和创新思维。这本书让我体会到,技术并非是数学学习的辅助,而是推动数学学习迈向新高度的关键力量。

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阅读《Applied Calculus with Technology》这本书,对我来说,是一次极具启发性的学习之旅。它最让我印象深刻的是,作者并没有刻意去回避微积分的难度,而是以一种非常实在、非常接地气的方式,去引导我们如何克服这些难度。书中对于许多抽象概念的解释,都力求用最直观、最易于理解的方式来呈现。比如,在介绍极限的时候,书中并没有上来就给出严谨的ε-δ定义,而是通过一个不断逼近的过程,例如“走近”一个点,来让读者体会极限的“无限接近”的含义。同样,在解释导数时,书中也花费了大量篇幅来展示它在描述变化率方面的直观意义,比如速度是位移对时间的导数,它告诉我们物体在某一时刻变化的速度有多快。这种从具体现象到抽象概念的过渡,让我对微积分的理解不再停留在表面。更值得一提的是,书中在讲解过程中,非常注重逻辑的连贯性和知识的层层递进。每一个新的概念,都建立在前面已经掌握的知识基础之上,并且会通过大量的例题来巩固和加深理解。这些例题的设计也相当巧妙,涵盖了从简单的计算题到复杂的应用题,让我能够循序渐进地提升自己的解题能力。而且,书中还鼓励学生主动去思考,提出自己的疑问,并且提供了相应的思路和方法来帮助学生找到答案。这种互动式的学习方式,让我感到自己是被鼓励、被支持的,而不是孤军奋战。

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这本书《Applied Calculus with Technology》真是让我大开眼界,尤其是它在实际应用方面做得极其出色。我之前学微积分的时候,总感觉那些公式和定理离我的日常生活很遥远,就像是纯粹的数学游戏。但这本书完全颠覆了我的看法。它通过大量的真实世界案例,比如经济学中的成本效益分析、物理学中的运动学问题,甚至生物学中的种群增长模型,清晰地展示了微积分的强大之处。作者并没有止步于理论的讲解,而是深入挖掘了这些理论是如何在现实世界中被用来解决复杂问题的。我尤其欣赏的是,书中对于“为什么”的解释非常到位,不仅仅是告诉我们“怎么做”,更重要的是让我们理解“为什么这样做”。例如,在讲解导数时,书中不仅仅提供了求导的规则,还详细地阐述了导数在描述变化率、优化问题中的核心作用。再比如,对于积分的应用,它不仅仅是计算面积或体积,而是进一步引导我们理解它在累积效应、累计总量计算上的意义。这种深入浅出的讲解方式,让我能够真正地将抽象的数学概念与具体的实际场景联系起来,使得学习过程不再枯燥,而是充满探索的乐趣。而且,书中对“Technology”的融入也恰到好处,并非简单地罗列软件名称,而是通过实例演示,如何利用计算器、图形软件甚至是更专业的科学计算工具来辅助我们解决问题,加速计算过程,并更直观地可视化数学模型。这一点对于我这种更倾向于通过实践来理解概念的学习者来说,简直是福音。通过这些技术工具,我得以摆脱繁琐的手算,将更多的精力投入到理解概念的本质和分析问题的逻辑上。总的来说,这本书成功地架起了理论与实践之间的桥梁,让微积分不再是高高在上的学术象牙塔,而是触手可及、解决实际问题的有力武器。

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