前言
PREFACE

科學(xué)運算問題是每個理工科學(xué)生和科技工作者在課程學(xué)習(xí)、科學(xué)研究與工程實踐中常常會遇到的問題，不容回避。對于非純數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生和研究者而言，從底層全面學(xué)習(xí)相關(guān)數(shù)學(xué)問題的求解方法并非一件簡單的事情，也不易得出復(fù)雜問題的解。所以，利用當(dāng)前最先進的計算機工具，高效、準(zhǔn)確、創(chuàng)造性地求解科學(xué)運算問題是一種行之有效的方法，尤其能夠滿足理工科人士的需求。

作者曾試圖在同一部著作中敘述各個數(shù)學(xué)分支典型問題的直接求解方法，通過清華大學(xué)出版社出版了《高等應(yīng)用數(shù)學(xué)問題的MATLAB求解》。該書從2004年出版之后多次重印再版，并于2018年出版了第4版，還配套發(fā)布了全新的MOOC課程，一直受到廣泛的關(guān)注與歡迎。首次MOOC開課的選課人數(shù)接近14000人，教材內(nèi)容也被數(shù)萬篇期刊文章和學(xué)位論文引用。

從作者首次使用MATLAB語言算起，已經(jīng)有30余年的時間了，通過相關(guān)領(lǐng)域的研究、思考與一線教學(xué)實踐，積累了大量的實踐經(jīng)驗資料。這些不可能在一部著作中全部介紹，所以與清華大學(xué)出版社策劃與編寫了這套“薛定宇教授大講堂”叢書，系統(tǒng)深入地介紹基于MATLAB語言與工具的科學(xué)運算問題的求解方法。

本叢書不是原來版本的簡單改版，而是作者通過十余年的經(jīng)驗和資料積累，全面貫穿“再認識”的思想寫作此書，深度融合科學(xué)運算數(shù)學(xué)知識與基于MATLAB的直接求解方法與技巧，力圖更好地詮釋計算機工具在每個數(shù)學(xué)分支的作用，幫助讀者以不同的思維與視角了解工程數(shù)學(xué)問題的求解方法，創(chuàng)造性地得出問題的解。

本叢書卷I可以作為學(xué)習(xí)MATLAB入門知識的教材與參考書，也為讀者深入學(xué)習(xí)與熟練掌握MATLAB語言編程技巧，深度理解科學(xué)運算領(lǐng)域MATLAB的應(yīng)用奠定一個堅實的基礎(chǔ)。后續(xù)每一卷試圖對應(yīng)于一個數(shù)學(xué)專題或一門數(shù)學(xué)課程進行展開。全叢書的寫作貫穿“計算思維”的思想，深度探討該數(shù)學(xué)專題的問題求解方法。本叢書既適合于學(xué)完相應(yīng)的數(shù)學(xué)課程之后，深入學(xué)習(xí)利用計算機工具的科學(xué)運算問題求解方法與技巧，也可作為相應(yīng)數(shù)學(xué)課程同步學(xué)習(xí)的伴侶，在學(xué)習(xí)相應(yīng)課程理論知識的同時，側(cè)重于學(xué)習(xí)基于計算機的數(shù)學(xué)問題求解方法，從另一個角度觀察、審視數(shù)學(xué)課程所學(xué)的內(nèi)容，擴大知識面，更好地學(xué)習(xí)相應(yīng)的數(shù)學(xué)課程。

本書是叢書的卷IV。本書系統(tǒng)地介紹兩大主題——非線性代數(shù)方程求解與最優(yōu)化技術(shù)，主要解決這兩個領(lǐng)域的數(shù)值計算問題。本書首先介紹各種非線性代數(shù)方程的解析解方法與數(shù)值解方法，并介紹多解方程的求解問題。后續(xù)各章將介紹無約束最優(yōu)化、線性規(guī)劃與二次型規(guī)劃、非線性規(guī)劃、混合整數(shù)規(guī)劃、多目標(biāo)規(guī)劃與動態(tài)規(guī)劃的基本概念與求解方法，側(cè)重于求取最優(yōu)化問題全局最優(yōu)解的探討與實踐。本書還將介紹一些常用的智能優(yōu)化方法，并通過一些具體的例子，對智能優(yōu)化方法的效果作了必要的對比研究，得出有益的結(jié)論。

值此叢書付梓之際，衷心感謝相濡以沫的妻子楊軍教授，她數(shù)十年如一日的無私關(guān)懷是我堅持研究、教學(xué)與寫作工作的巨大動力。

薛定宇

2019年9月

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