經(jīng)過(guò)一年多對(duì)高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí),大學(xué)生掌握了相對(duì)豐富的數(shù)學(xué)知識(shí),然而這些知識(shí)許多都過(guò)分側(cè)重理論和計(jì)算,尤其數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的數(shù)學(xué)分析、高等代數(shù)等課程,缺乏進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)踐的內(nèi)容,難以獲得直觀效果。另外,用筆計(jì)算通常比較繁瑣,不如利用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)得簡(jiǎn)捷、便利。要想對(duì)這些數(shù)學(xué)知識(shí)獲得更加全面的理解,就需要通過(guò)計(jì)算機(jī)上的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)達(dá)到這個(gè)效果。我們一直嘗試由學(xué)生自己動(dòng)手,用他們熟悉、喜歡的計(jì)算機(jī)去解決一些經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的實(shí)際問(wèn)題,讓學(xué)生親身感受利用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的酸甜苦辣,做,然后知不足,進(jìn)而激發(fā)他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情,促進(jìn)數(shù)學(xué)教育良陛循環(huán),這就是我們編寫本書的緣由。
通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn),可以達(dá)到理論和直觀的完美結(jié)合。對(duì)概率論中許多復(fù)雜計(jì)算,其結(jié)果到底對(duì)否,怎么驗(yàn)證,或者不知道理論計(jì)算怎么做等問(wèn)題,通過(guò)隨機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)就會(huì)得到一個(gè)相當(dāng)滿意的結(jié)論。它既可以與理論計(jì)算相互印證,同時(shí)又可以解決許多理論上較難計(jì)算的問(wèn)題,顯示出計(jì)算機(jī)模擬的優(yōu)越性,
因此,數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是通過(guò)學(xué)習(xí)利用計(jì)算機(jī)獲得對(duì)復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題直觀感受的一個(gè)好途徑,當(dāng)然,并非每一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題都可以如此。利用計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的軟件,可以大大增強(qiáng)計(jì)算和公式推導(dǎo)能力。另一方面,大學(xué)生都希望自己學(xué)數(shù)學(xué)有用武之地,總想解決實(shí)際問(wèn)題,這就是數(shù)學(xué)建模,現(xiàn)在很多大學(xué)生都積極參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。學(xué)好數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),無(wú)疑為數(shù)學(xué)建模打下良好的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)起著承上啟下的作用,承上,就是承接高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì),使得這些數(shù)學(xué)知識(shí)得到實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用;啟下,就是為數(shù)學(xué)建模解決實(shí)際問(wèn)題打下良好的基礎(chǔ),
本書既是高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)三門數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課的鞏固和提高,又在基本數(shù)學(xué)知識(shí)和應(yīng)用之間架起了一座橋梁,選取的許多實(shí)驗(yàn)都十分有趣,數(shù)學(xué)理論并不復(fù)雜,編程也不難,十分便于學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。當(dāng)然,書中也給出了一些前沿的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容供有余力的讀者自學(xué),比如MCMC。通過(guò)本書學(xué)習(xí),可以使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)獲得一種新的認(rèn)識(shí),增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力,同時(shí)在編程方面也能得到相當(dāng)大的提高。
本書是一個(gè)統(tǒng)一的整體,各部分之間又有相對(duì)的獨(dú)立性,可以獨(dú)立講授,學(xué)習(xí)本書只需要一般的高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言等方面的知識(shí)。本書不涉及太深?yuàn)W的數(shù)學(xué)知識(shí)模型,以便于教學(xué)。
本書可作為高等院校開設(shè)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的各專業(yè)學(xué)生的教材,也可作為相關(guān)專業(yè)讀者的參考用書,
本書由天水師范學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院丁恒飛、王丙參、田俊紅三位老師共同編寫,具體分工為:第1~4章,第6章由丁恒飛編寫,第7~10章由王丙參編寫,第5章及附錄1~3由田俊紅編寫。
本書編寫得到國(guó)家自然科學(xué)基金(11561060)的資助,得到天水師范學(xué)院數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持,其中,統(tǒng)計(jì)與計(jì)算教研室的同事們認(rèn)真審閱了書稿,提出寶貴的修改意見,也得到科學(xué)出版社的大力支持,特在此一并致以誠(chéng)摯的謝意!
雖然我們希望編寫出一本質(zhì)量較高、適合當(dāng)前教學(xué)實(shí)際需要的教材,但限于作者水平與撰寫時(shí)間,難免存在不妥之處,懇切希望讀者批評(píng)、指正,使本書得以不斷完善。