Вычислительная математика

В монографии рассмотрены основные положения методологии мягких вычислительных процессов во взаимодействии с теорией нечеткой логики и ее составляющими концепциями. Рассматриваются различные маршруты развития технологии мягких вычислительных процессов в сочетании агрегированных компьютерных парадигм, таких как нечеткая логика, нейронные сети, эволюционные вычисления, вероятностные вычисления. Сделана попытка объединения основных понятий мягких вычислений с нечеткой логикой и математикой нечетких множеств. Для предпринимателей, ученых, исследователей и преподавателей в различных областях бизнеса и промышленности, связанных с проектами, использующими методологии мягких вычислений.

Учебное пособие «Элементы вычислительной теории групп» соответствует программе курса «Вычислительная теория групп» и подготовлено на основе преподавания автором дисциплины «Вычислительная теория групп». Рассмотрены вычислительные алгоритмы на группах подстановок, линейных группах, алгоритмы вычисления функции плотности групп. Методы, изложенные в учебном пособии, могут быть востребованы в алгебре, криптографии, прикладных вычислениях в науке и технике. Предназначено для магистрантов, обучающихся по специальности 01.04.02 «Прикладная математика и информатика». Может быть полезно магистрантам, аспирантам, научным работникам в их научных исследованиях.

Изложены основные разделы линейной алгебры и аналитической геометрии. Содержит большое количество примеров, поясняющих существо рассматриваемых тем. Для студентов высших учебных заведений и колледжей, изучающих дисциплины «Линейная алгебра» и «Математика».

Даны сведения по вариационному исчислению и оптимальному управлению. Рассмотрены некоторые геометрические и изопериметрические задачи, задачи со свободными концами. Представлены примеры решения задач. Для студентов физико-математических, технических и экономических направлений подготовки. Может быть полезно преподавателям и инженерам.

В книге рассматриваются вычислительные методы, наиболее часто используемые в практике прикладных и научно-технических расчетов: методы решения задач линейной алгебры, нелинейных уравнений, проблемы собственных значений, методы теории приближения функций, численное дифференцирование и интегрирование, поиск экстремумов функций, решение обыкновенных дифференциальных уравнений, численное решение интегральных уравнений, линейная и нелинейная задачи метода наименьших квадратов, метод сопряженных градиентов. Значительное внимание уделяется особенностям реализации вычислительных алгоритмов на компьютере и оценке достоверности полученных результатов. Имеется большое количество примеров и геометрических иллюстраций. Даются сведения о стандарте IEEE, о сингулярном разложении матрицы и его применении для решения переопределенных систем, о двухслойных итерационных методах, о квадратурных формулах Гаусса–Кронрода, о методах Рунге–Кутты–Фельберга. Учебное пособие предназначено для студентов всех направлений подготовки, обучающихся в классических и технических университетах и изучающих вычислительные методы, будет полезно аспирантам, инженерам и научным работникам, применяющим вычислительные методы в своих исследованиях.

Описаны возможности ядра MatLab и интегрированных в MatLab пакетов MuPAD и Symbolic Math Toolbox для выполнения символьных вычислений на компьютере в процессе аналитического и численного решения задач, относящихся к таким разделам математики, как алгебра, линейная алгебра, векторный анализ, математический анализ, комплексный анализ, дифференциальные уравнения, интерполяция и т.д. Уделено внимание способам сохранения, преобразования, использования и графического представления результатов символьных вычислений в MatLab. Изложенный материал иллюстрирован примерами и сопровождается заданиями для самостоятельного выполнения на компьютере. Для студентов, аспирантов физико-математических и технических специальностей, а также для преподавателей и специалистов классических и технических университетов, применяющих символьные вычисления в своей профессиональной деятельности.

В книге рассмотрен феномен задач Ферми – задач, где недостаточные исходные данные предполагают приблизительный ответ. Например: Сколько настройщиков пианино в Чикаго? Сколько таксистов в Бостоне? Сколько кошек в Саратове? Сколько весит этаж небоскреба? Сколько в среднем стирается резины при одном обороте колеса? Сколько пылесосов производится в год? – и другие. В круг интересов автора входят работы Я. И. Перельмана, написавшего огромное количество книг с задачами, расчетами и головоломками, а также 53 задачи для развития молодых умов саксонского учёного, богослова и поэта Алкуина, которые на русском языке приводятся, возможно, впервые. Издание является частью проекта Botan.us и снабжено обширной библиографией, отображающей публикации XX-XXI веков, посвященные решениям нестандартных задач и различным расчетам. Приводятся ссылки на описания интересных моментов в рассматриваемых книгах. Предпочтения отдаются в соответствии с принципом de visu, что в переводе с ученой латыни означает, что работа ведется с книгами, которые автор видел своими собственными глазами и держал в своих руках.

Учебник содержит систематизированное изложение методологических основ математического анализа. В нем рассмотрены практически все аспекты дисциплины «Математический анализ». Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования и учебной программы по направлениям: «Экономика» и «Менеджмент». В учебник включены прикладные наработки авторов по математическому анализу, примеры использования классических методов и заданий для самостоятельной работы обучаемых. Для студентов гуманитарных направлений, аспирантов и преподавателей, а также научных сотрудников, предпринимателей, менеджеров и руководителей фирм.

Книга является справочной монографией и руководством пользователя по новейшей системе символьной (аналитической) математики – Maple 8. Эта система – признанный мировой лидер в области символьных (аналитических) вычислений. Она в максимальной степени прошла сертификацию в этой области. Кратко описан интерфейс системы и подробно – ее обширные возможности в математике, физике и образовании. Особое внимание уделено технике практических вычислений и визуализации их результатов. Подробно и на большом числе практических примеров, в том числе ранее не публиковавшихся, описаны средства символьных и численных вычислений, графические и программные возможности системы, пакеты ее расширения. Для всех научно-технических работников, студентов и преподавателей университетов и вузов.

Книга посвящена применению популярного табличного процессора MS Excel 2003 в математических курсах вузов. Конспективно излагаются общие правила работы в среде Excel 2003 и приводятся подробные пошаговые решения типовых математических задач, начиная с задач элементарной математики и заканчивая математическими моделями в экономике. Систематически используются итерационные вычисления. Книга продолжает серию работ автора, имеющего богатый опыт преподавания высшей математики, кандидата физико-математических наук, доцента МГУС по информационным математическим технологиям. Предназначена для научно-технических работников, студентов и преподавателей высших учебных заведений.

Рассмотрены задачи на делимость чисел, четность, а также задачи, связанные с использованием метода математической индукции. Приведены задачи для самостоятельного решения с ответами. Для учащихся старших классов средней школы, абитуриентов вузов.

Учебное пособие включает в себя такие разделы курса «Алгебра и теория чисел», как элементарная теория чисел, теория сравнений, цепные и непрерывные дроби, p-адические числа. Предназначено для студентов института радиоэлектроники и информационных технологий – РТФ.

В пособии рассматриваются алгебраические алгоритмы на примере системы компьютерной алгебры Sage. Обсуждаются манипуляции с символьными выражениями, вычисления в различных алгебраических структурах, преобразования систем алгебраических уравнений. Пособие снабжено упражнениями и задачами. Для студентов 3–4-го курсов математических и компьютерных специальностей, изучающих математику и компьютерную алгебру.

Монография посвящена изложению научных основ холодного газодинамического напыления (ХГН), предложенного и разработанного на основе обнаруженного в ИТПМ СО РАН явления образования твердофазных покрытий при обтекании тел сверхзвуковым двухфазным (газопорошковым) потоком, и созданию на этой основе новых технологий. Представлены обобщенные результаты экспериментально-теоретических исследований процессов ускорения высокодисперсных частиц в сверхзвуковых соплах, струях, в сжатом слое перед преградой, их ударного нагружения, высокоскоростной упруго-пластической деформации, эрозионно-адгезионного перехода, особенностям локального энерговыделения и физико-химического взаимодействия на границе контакта с образованием связей. Описаны разработанные для этих целей экспериментальные установки и методы диагностики. Рассматриваются структура и свойства материалов покрытий. Описаны оригинальные разработки новых технологий для реализации в различных отраслях промышленности. Для специалистов в области холодного газодинамического и газотермического напыления, механики, вычислительной математики, физики порошковых материалов, а также аспирантов и студентов университетов.

В книге изложен новый вычислительный метод приближенного определения вектора параметров, удовлетворяющего системе нелинейных алгебраических уравнений, определенных явно или заданных некоторым вычислительным процессом. При наличии случайных возмущений метод позволяет получить оценку вектора условного математического ожидания. Метод апробирован при численном решении значительного количества прикладных задач оценивания и управления. Книга адресована вычислителям-исследователям, а также студентам старших курсов и аспирантам соответствующих специальностей.

Учебное пособие включает в себя базисные разделы дискретной математики: бинарные отношения, элементы общей алгебры и теорию чисел. В работе предлагаются упражнения для самостоятельного решения.

Возможности русской официальной версии Mathcad 14 проиллюстрированы на примерах решения научно-технических, инженерных и учебных задач. Рассмотрены решение уравнений и систем (алгебраических и дифференциальных), построение графиков, оптимизация, математическое моделирование, линейное программирование, обработка статистических данных, анимация, игры, программирование, нечеткая логика, нечеткие множества, символьная математика и т. д. Уделено внимание вопросам структурирования, отладки и оптимизации Mathcad-программ, а также программированию для Mathcad на С/С++. Изложены вопросы открытия Mathcad-документов в сети Интернет для работы в режиме on-line Calculation с использованием технологии Mathcad Application/Calculation Server. Для студентов и преподавателей вузов.

Книга написана на основе курса лекций, читавшихся студентам физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. В качестве основных приложений рассматривались обратные задачи геофизики. Математический аппарат, описанный в первой главе, с успехом применялся для решения обратных задач астрофизики, обработки изображений, колебательной спектроскопии, электронной микроскопии, акустики и многих других. Книга будет полезна студентам, аспирантам, научным сотрудникам, интересующимся современными методами решения обратных, в том числе некорректно поставленных, задач.

Курс лекций по механике сплошных сред, прочитанный авторами для математиков-аспирантов первого года обучения. Помимо подробного описания фундаментальных разделов механики сплошных сред, книга содержит результаты, полученные в некоторых смежных дисциплинах, таких как магнитная гидродинамика, горение, геофизическая динамика жидкостей и газов, а также теория линейных и нелинейных волн. Для инженеров, ученых и студентов, специализирующихся в указанных предметных областях.

В этой второй, но вполне самостоятельной справочной монографии по новейшим системам MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 описано их применение в математических расчетах и математическом моделировании. Особое внимание уделено анализу, моделированию и проектированию систем и устройств, в частности электрорадиотехнических и телекоммуникационных. Дано описание многих пакетов расширения Blockset и Toolbox последних реализаций, относящихся к математике и математическому моделированию. Ряд пакетов в нашей литературе описан впервые. Значительное внимание уделено визуализации результатов работы и описанию сотен примеров применения системы MATLAB и ее расширений. Для инженеров, научных работников, студентов и преподавателей университетов и вузов.