随着数学科学和计算机技术的飞速发展与广泛应用,综合利用数学知识建立数学模型、进行科学计算,研究和揭示自然科学发展中的变化规律,解决工程领域中的实际问题,已成为科学研究的一种重要方法。数学作为科学知识的基础学科,它遍及科学研究和工程技术的各个领域,是几乎所有大学生必修的一门基础课。对大学生来讲,在学习数学理论知识的同时,学习探究知识、解决问题的思想方法,将理论知识与实际应用相结合,培养进行科学研究的意识,锻炼自主解决问题的能力,开启自身的创新思维,是一件非常重要的事情。正是在这样的背景下,许多高校对数学的教学内容和课程体系进行了一系列的改革,相继开设了数学实验和数学建模课程。
数学实验就是依托现代计算机技术和数学软件平台,综合应用所学过的数学和其它科学的知识,使学生经历从建立实际问题的数学模型,选择适当数学方法进行数值计算和数值分析,检验所得到的数值结果的正确性,到修改和完善数学方法和数学模型,重新进行计算分析和检验的全过程,培养和提高学生分析问题,解决实际问题的能力。数学实验是数学教学过程中重要的实践性环节,它对激发学习数学的兴趣,体会数学理论和方法的重要性,培养开拓创新精神,均有积极的作用。
由于一年级本科生基本上没有接触过数学实验和计算机编程,因此,要在一年级大学生中开设这门课程,就需要一本起点低、内容较为全面系统的入门教材。基于这样的认识,我们编写了本书。
作为数学实验和数学建模的入门教材,本书起点设计为“从零开始”,逐步引向深入,适用于理、工、管、经等各个专业的学生。它可以配合一年级学生在数学理论课教学过程中同步穿插进行。
数学实验是依托相应的数学软件来完成,因此了解并掌握一种数学软件是非常必要的,本书选用MATLAB软件(6.5版)作为实验平台。