《数值分析课程设计》教学大纲
《数值分析》课程教学大纲
拉格朗日插值公式插值余项牛顿插值公式埃尔米特插值 数值分析课程教学大纲(Numerica1Ana1ysis)学时数: 其中: 学分数:48实验学时：4课外学时：O3适用专业：计算机科学与技术 一、课程的性质、目的和任务本课程是计算机专业学科的基础课程。
它利用计算机使学生将已学的数学和程序设计知识等有关知识有机地结合起来，并应用它解决实际问题。
其主要任务是：介绍数值理论、函数逼近、数值微积分、非线性方程求根、线性代数方程组、特征值问题的常用数值法，要求学生能够评价各种算法的优劣，使用高级语言描述学过的算法并上机调试。
这对于学生从事数值软件的研制与维护是十分有益的。
二、课程教学的基本要求通过本课程的学习，学生应充分理解数值方法的特点，熟练掌握使用各种数值方法解决数学问题的技巧，为今后结合计算机的应用而解决实际问题打下坚实的基础。
三、课程的教学内容、重点和难点引论（4学时）教学内容：引论A 算法B 误差基本要求：了解掌握误差的基本概念，理解数值运算中误差的来源，并掌握误差分析的方法与原则。
重点和难点：误差分析。
第1章插值方法（8学时）I 问题的提法 2 3 5 61.7 分段插值法基本要求：掌握1agrange 插值与牛顿插值这两种形式不同而实质一致的插值的概念及余项估计；掌握分段低次插值及余项估计。
了解这几种插值的联系及区别并能熟练地进行运算。
J⅛,.*拉格朗日插值，牛顿插值。
难点：拉格朗日插值，余项估计。
第2章数值积分（8学时）教学内容：2.1机械求积2.2 牛顿•柯特斯公式 2.3 龙贝格算法 2.4 高斯公式 2.5 数值微分基本要求：了解数值积分的基本思想和代数精度的概念，掌握插值型求积公式与高斯型求积公式，理解等距节点的牛顿•柯特斯公式及余项估计。
掌握数值微分的基本思想与运算。
重点：牛顿-柯特斯求积公式。
难点：龙贝格求积算法，高斯求积公式。
第3章常微分方程的差分方法（4学时）教学内容：3.1欧拉方法3.2 改进的欧拉方法 3.3 龙格-库塔方法基本要求：掌握欧拉方法，特别是改进的欧拉方法的基本思想和计算过程；了解龙格-库塔方法。
《数值分析》教学大纲
《数值分析》教学大纲
一、课程名称：数值分析
二、课程性质：专业选修课
三、授课学时：48学时（实验室32学时）
四、授课对象：计算机专业本科课程学生
五、课程目前：
1.数值分析的定义、内容及其在科学计算中的重要性；
2.数值积分的原理及其应用，包括高斯积分、拉格朗日积分、Lagrange插值法、梯形法等；
3.常微分方程的数值解法，包括隐式Euler方法、欧拉法、Runge-Kutta方法、Adams方法、Lorenz方法等；
4.最优化的原理和算法，包括一阶最优化方法、梯度方法、拟牛顿法、二阶最优化方法及其应用；
5.系统辨识的原理及其应用；
6.数值计算实践，使用MATLAB编程实现数值计算；
六、教学进度安排
第1讲：数值分析的定义、内容及其在科学计算中的重要性
第2讲：数值积分的原理及其应用：高斯积分、拉格朗日积分、Lagrange插值法
第3讲：隐式Euler方法
第4讲：欧拉法
第5讲：Runge-Kutta方法
第6讲：Adams方法
第7讲：Lorenz方法
第8讲：一阶最优化方法、梯度方法和拟牛顿法
第9讲：二阶最优化方法及其应用
第10讲：系统辨识原理及其应用
第11讲：MATLAB编程实现数值计算
七、教学要求
1.熟悉数值分析的定义、内容及其在科学计算中的重要性；。
《数值分析课程设计》课程教学大纲(本科)
《数值分析课程设计》教学大纲课程编号：sx080课程名称：数值分析英文名称：Numerical Analysis课程类型：实践教学课程要求：必修学时/学分：1周/I开课学期：4适用专业：数学与应用数学授课语言：中文课程网站：超星泛雅平台一、课程设计性质与任务数值分析课程设计是一门借助计算机实现数值计算方法设计的课程。
通过数值算法基本理论和实现能力的训练，具有利用计算机实现算法的能力，具有分析和优化算法能力；通过查找文献熟悉科学与工程计算问题中的领先的数值算法理论，形成自主学习以及独立设计和运用数值算法解决实际问题的能力。
二、课程设计与其他课程或教学环节的联系先修课程：《数值分析》，《C语言程序设计》后续课程：《数学模型》、《微分方程数值解法》联系：《数值分析》是数值分析课程设计的理论基础，《C语言程序设计》是数值分析课程设计实现工具之一。
数值分析课程设计为《微分方程数值解》的算法实现提供算法基础,为《数学模型》中数学问题的求解提供了一种重要的实现手段。
三、课程设计教学目标1 .通过应用C语言、Matlab等计算机语言，使学生具有编程实现数值算法并解决实际问题的能力；（支撑毕业要求指标点5.1）2.通过基本算法原理的学习与实现，具有优化算法和根据具体问题改进算法的能力；（支撑毕业要求指标点3.3）3.通过查阅资料和应用数值算法解决实际科学问题，形成学生的自主学习意识和有效的学习方法。
（支撑毕业要求指标点12.1）四、教学内容、基本要求与学时分配课程思政元素案例解析：1 .崇尚科学，敢于创新通过从牛顿法到其变形方法这样一个循序渐进的算法改进过程，来向学生阐释什么叫科学研究无止境，从而培养学生的永不满足的科学精神，激发学生努力学习，掌握好知识，敢于创新的精神。
2.热爱祖国，奋发图强在讲授数值积分的梯形公式和辛普森公式时,将会给同学们介绍华罗庚先生写的一本书——《数值积分及其应用》，突出介绍华罗庚先生与王元教授合作在数值积分方法与应用等的研究成果，并同时介绍了华罗庚先生的生平事迹，特别是他放弃美国优越生活条件和良好的科研环境，克服重重困难回到祖国怀抱，投身我国数学科研事业，为中国数学事业发展做出了杰出的贡献，被誉为“人民的数学家”，激发学生的爱国热情。
数值分析课程教学大纲
《数值分析》课程教学大纲一、课程基本信息
二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑
注：“学生学习预期成果，，是描述学生在学完本课程后应具有的能力，可以用认知、理解、应用、分析、综合、判断等描述预期成果达到的程度。
四、课程考核
五、教材及参考资料
[1]李庆扬，王能超，易大义.数值分析（第5版）[M],北京：清华大学出版
社,2003.ISBN:9787302185659
[2]傅凯新，黄云清，舒适.数值计算方法[M],长沙：湖南科学技术出版
社,2002.ISBN:7535734847∕O∙198.
[3]王沫然.Mat1ab6.0与科学计算（第3版）[M],北京：电子工业出版社,2001.ISBN:
9787121180521.
六、教学条件
需要使用多媒体教室授课，授课电脑安装了WindOWS7、OffiCe2010、
1ingo1KMat1ab2015>Mathematica11>MathType6.9以上版本的正版软件：需要安装了授课系统及Windows7OffiCe2010、1ingo11、MaHab2015、Mathematica11MathTyPe6.9以上版本的电脑进行上机实训。
附录：各类考核评分标准表
小计
15。
数值分析 教学大纲
数值分析教学大纲一、课程简介数值分析是一门研究数值计算方法和数值计算误差的学科，它旨在通过数学模型和算法，利用计算机对现实问题进行数值求解。
本课程主要介绍数值分析的基本原理、方法与应用，培养学生对数值计算的理论和实践能力。
二、教学目标1. 理解数值分析的基本概念和任务，了解数值计算的重要性和应用领域。
2. 熟练掌握数值计算中常用的数值方法和算法，能够灵活运用于实际问题的求解。
3. 培养学生的数学建模和问题求解能力，提高数值计算的准确性和效率。
4. 培养学生的团队合作和沟通能力，培养创新意识和实践能力。
三、教学内容1. 数值计算误差与有效数字：了解数值计算的误差来源和评估方法，掌握有效数字的概念和计算方法。
2. 插值与逼近：掌握插值和逼近的基本原理和方法，能够利用插值和逼近方法拟合实际数据。
3. 数值微积分：熟练掌握数值微积分的基本方法和算法，能够求解函数的数值积分和数值微分。
4. 非线性方程的数值解法：了解非线性方程的求根方法和算法，能够利用迭代法和牛顿法求解非线性方程。
5. 线性方程组的数值解法：掌握线性方程组的直接求解和迭代求解方法，能够解决大规模线性方程组的数值问题。
6. 数值积分与常微分方程数值解：熟练掌握数值积分和常微分方程数值解的基本原理和方法，能够求解实际问题的数值积分和数值解。
7. 特征值与特征向量的数值计算：了解特征值和特征向量的数值计算方法，能够求解实对称矩阵的特征值和特征向量。
8. 数值优化方法：掌握数值优化的基本原理和方法，能够利用优化算法求解实际问题的最优解。
四、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解，系统介绍数值分析的基本理论和方法，让学生掌握知识框架。
2. 示例分析：通过实际问题的案例分析，演示数值分析方法的应用过程和解题技巧。
3. 课堂练习：安排课堂练习和小组讨论，加深学生对知识点的理解和应用。
4. 编程实践：要求学生通过编写程序，运用数值分析方法解决实际问题，提升实践能力和算法设计能力。
《数值分析》课程教学大纲
《数值分析》课程教学大纲适用专业信息与计算科学总学时72学分 4一、编写说明（一）本课程的性质、地位和作用随着计算机的迅速发展，在科学、技术、工程、生产、医学、经济和人文等领域中抽象出来的许多数学问题可以应用计算机计算、求解，本课程详细、系统地介绍了计算机中常用的数值计算方法及有关理论。
通过学习使学生掌握数值分析的基本知识，学会使用数值分析方法解决实际问题的技能技巧，并为后继应用型课程奠定基础。
本课程是信息与计算科学专业的一门重要的专业课程。
（二）本大纲制定的依据数值分析是一门内容丰富，研究方法深刻，有自身体系的课程，既有纯数学高度抽象性与严密科学性的特点，又有应用的广泛性与实际实验的高度技术性的特点，是一门与计算机使用密切结合的实用性很强的数学课程。
因此学习本课程时，要注意掌握方法的基本原理和思想，要注意方法处理的技巧及与计算机的结合，重视误差分析、收敛性及稳定性的基本理论。
（三）大纲内容选编原则与要求1．要学好计算方法课程必须掌握高数、线性代数和算法语言的基本内容，还需能熟练应用计算机。
任课教师在讲授每章之前，可用少量时间把涉及到的学过的内容复习一下。
2．为掌握好本课内容，学生应做一定数量的理论分析与计算练习。
3．各章的上机时间可调整，也可讲完几章后再上机，任课教师可灵活掌握。
（四）实践环节1．实践环节主要分为习题课、上机、问题讨论、课后辅导和课后作业几部分。
其中习题课12学时，上机16学时，问题讨论可在辅导课或课后完成，课后辅导每周2学时（不占总学时）。
2．上机主要内容与要求：插值法、函数逼近、数值积分与数值微分、常微分方程初值问题的数值解法、方程求根、解线性方程组的直接方法、解线性方程组的迭代法、矩阵的特征值与特征向量计算。
要求把以上章节学过的主要算法编程，上机求解问题，其中每章2学时。
（六）考核方法与要求1.平时成绩：包括作业、出勤、课堂提问、讨论情况及期中成绩。
2.试卷成绩：期末成绩。
《数值分析》课程教学大纲
《数值分析》课程教学大纲课程编号：07054352课程名称：数值分析英文名称：Numerical Analysis课程类型：学科基础课程要求：必修学时/学分：48/3 （讲课学时：40 上机学时：8）适用专业：计算机科学与技术；软件工程一、课程性质与任务“数值分析”是计算机科学与技术、软件工程等相关专业学生的学科基础课，也是其它理、工科专业本科生及研究生的必修或选修课。
数值分析是研究各种数学问题在计算机上通过数值运算，得到数值解答的方法和理论。
随着计算机系统能力的提高和新型数值软件的不断开发，无论在高科技领域还是在传统学科领域，数值分析的理论和方法的作用和影响巨大，是科学工作者和工程技术人员必备的基础知识和工具。
课程的任务是使学生能了解数值分析的基本概念，熟悉常用数值方法的构造原理，了解数值算法复杂性、误差与收敛性分析的基本方法，了解重要数值算法的软件实现过程，使学生系统掌握数值分析的基本概念和分析问题、解决问题的基本方法，为掌握更复杂的现代计算方法打好基础。
内容包括数值计算的基本方法、线性和非线性方程组解法、插值法、数值积分法及微分方程的数值解法。
二、课程与其他课程的联系先修课程：高等数学，线性代数，C语言程序设计，计算基础。
后续课程：人工智能，数字图像处理技术，大数据分析及应用。
三、课程教学目标1．学习使用计算机进行数值计算的基础知识和基本理论知识，能够分辨、选用合适的数值方法解决工程问题。
（支撑毕业能力要求1和2）2. 能掌握常用数值计算方法的构造原理，根据问题设计和综合运用算法设计问题解决方案。
（支撑毕业能力要求1和2）3. 能运用数值算法复杂性、误差与收敛性分析的基本方法初步进行算法分析。
4. 能用计算机语言实现典型的数值计算算法，得到实验技能的基本训练，并具有利用计算机解决常见数学问题的能力；（支撑毕业能力要求4）5．能通过查询阅读文献资料，了解数值分析的前沿和新发展动向，了解数值分析算法原理应用的典型工程领域。
数值分析课程设计教学大纲
数值分析课程设计教学大纲课程编码：090151147 学时/学分： 1周/2学分一、大纲使用说明本大纲根据信息与计算科学专业2017-2020版教学计划制订（一）适用专业信息与计算科学专业（二）课程设计性质必修（三）主要先修课程先修课程：数学分析高等代数常微分方程一种编程语言数值分析二、课程设计目的及基本要求数值分析是信息与计算科学专业必修课程，注重锻炼学生的数学建模、分析能力等所需的基础知识和基本能力。
课程基本内容包括非线性方程求解、线性方程组求解、矩阵特征值求解、插值、拟合、数值积分和常微分方程求解等方面的经典算法和思路。
课程以MATLAB语言为实验环境，本课程设计涵盖MATLAB语言的基础编程和数值计算的各种经典算法的实现。
包括MATLAB 的运算、绘图、函数、数据分析、插值、曲线拟合、非线性方程求解、线性方程组求解、数值积分、常微分方程求解等。
通过本课程的学习，要求学生掌握MATLAB的编程、调试、运行环境和命令系统，在充分理解各类数值计算方法的基本原理和算法的基础上，能运用MATLAB编制相应的数值求解程序，掌握MATLAB的一些数值计算函数的运用，为进一步的专业课学习和MATLAB 的运用打下良好的基础。
设计目的如下：1．进一步培养学生数值计算的思想，加深以数值的方法求解近似解的理解。
2．培养学生运用数值算法独立完成有一定工作量的数值问题的求解任务，同时培训好的算法程序的设计风格。
3．加强理论与实践相结合的培训，增强学生解决实际问题的能力。
基本要求：要求学生做好预习，掌握设计过程中涉及到的算法，数据具有实际背景，按设计流程编写算法程序，上机调试通过，验证结果并进行分析、完成论文。
三、课程设计内容及安排数值分析的课程设计重点培养学生理论联系实际的能力。
使学生通过算法在实际问题中的应用加深对算法的理解的同时提高动手能力。
学生主要运用MATLAB软件，选取插值法、曲线拟合与逼近、数值积分、解线性方程组的迭代法、常微分方程初值问题的数值解法、非线性方程求根等数值算法中的一种或多种算法相结合的方法求解实际问题。
数值分析教学大纲
数值分析教学大纲
（一）课程名称、学分
数值分析，2.0学分
（二）课程性质
本课程属于通识性课程，是数学专业和计算机科学专业的基础课程，
主要面向本科生，也可以拓展到研究生层次。
（三）授课对象
本科生及其他有兴趣学习数值分析的同学。
（四）授课目标、要求
1.了解数值分析的基本概念和基本原理，如数值近似度、计算机模拟等；
2.掌握数值分析的基本方法，如数值积分、解线性方程组的数值解法、牛顿-拉夫逊迭代法等；
3.掌握数值分析常用软件；
4.掌握常用数学软件Matlab的应用；
5.能够分析和解决数值分析相关的实际问题。
（五）课程内容
1.数值分析的基本概念；
2.数值近似度；
3.数值积分的方法；
4.解线性方程组的数值解法；
5.牛顿-拉夫逊迭代法；
6.数值解析法；
7.Matlab应用：离散变换、绘图和可视化、数值计算等；
8.实例分析：求解抛物线方程、求解积分方程等；
9.数值解析软件的使用；
10.实际问题模拟与设计。
（六）课程考核
1.平时考核：读书报告、课外作业等；
2.期末考核：期末测验、课程设计和综合评价等；。
课程设计教学大纲模板
《数值分析课程设计》教学大纲课程编号：学时/学分：1周/1授课单位：理学院应用数学系适用专业：信息与计算科学、数学教材及主要参考资料：曾繁慧，数值分析，中国矿业大学出版社李庆扬，王能超，易大义，数值分析，清华大学出版社、施普林格出版社张可村，赵英良，数值计算的算法与分析，科学出版社一、教学目的及基本要求数值分析课程设计的教学目的是使学生系统地获得数值计算的基本知识、基本理论和方法，培养和训练学生的数值软件设计素质；培养学生数值计算的分析、软件设计、数值实验的能力；培养学生应用数值方法解决实际问题的能力。
通过实验性的数值软件设计实验过程，使学生获得熟练的数值计算能力，实验设计与分析能力以及综合应用数值方法分析和解决问题的能力。
基本要求：·遵循数值实验的准备、分析、算法设计、实验设计、改进以及实验结果分析说明等步骤。
·课程设计的成果以数值软件实验的形式成文，格式必须规范。
实验设计说明书的基本要求：1．摘要用500字左右，概述你对所选问题分析、算法设计和实验的主要结论以及所采用的数值计算理论和方法。
2．综述围绕选定的题目查阅相关文献资料，并作简要综述。
3．实验设计工作的主体部分(1)在分析实验题目、目的及要求的基础上，提出必要的、适当的实验设计(2)设计算法、选定数值计算理论和方法以及确定主要的技术路线；(3)上机做实验与问题的求解；(4)对实验结果进行讨论与分析，并作出恰当的数值结论分析；4．综合评价与结论给出数值实验的主要结论，综合评价所做实验存在的问题以及改进的方面。
5．参考文献和附录列出参考文献(包括书、期刊、报告等)，附上实验所用到的程序文件。
二、设计内容及安排数值分析课程设计任务书提供8个左右实验题目。
在指导老师同意的前提下，学生也可以自己选择感兴趣的设计题目，以调动学生参加创新设计的积极性，给学生充分的自主空间。
数值分析课程设计时间为1周。
第l～2天为查阅资料，熟悉题目，问题分析、确定技术路线阶段；第3～5天为算法设计、数值实验分析、算法改进与数值结论等；第6～7天为工作总结、实验论文撰写阶段。
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《数值分析课程设计》教学大纲
课程编号：1512110303
课程名称： 数值分析课程设计
周数/学分：3/3
先修课程：《数值分析》
适用专业： 信息与计算科学
开课教研室：应用数学教研室
一、目的与要求：
《数值分析课程设计》是实践性教学内容之一，是《数值分析》课程的辅助教学过程，是信息与计算科学专业的必修课。
通过设计，使学生深化对所学理论知识的理解，掌握数值计算方法的程序设计能力，初步具备解决实际数值计算问题的能力。
二、课程设计内容：
1．掌握数值分析的基本内容。
误差的基本概念，插值与拟合，数值积分，线性代数方程组的解法，非线性方程求根，常微分方程初值问题的数值解法。
2．对每部分内容设计一定难度的问题，要求学生对问题进行分析，确定解决方案。
3．进行模拟与仿真，进行结果分析，编写课程设计报告
三、课程设计步骤与方法
1．教师向学生讲解课程设计目的和要求，补充相关基本知识，布置课程设计任务。
2．学生查找资料，编程、调试程序。
本步骤是课程设计的核心内容之一，要求学生分析算法，写出相应程序，并对结果进行解释
3．撰写课程设计报告。
四、课程设计的基本要求
1．算法说明正确无误，图表符合技术规范要求。
2．毎生一台计算机，要求学生使用Matlab软件或Mathematica软件编写相关程序。
3．按要求完成一篇的课程设计报告。
4．课程设计的方式：以集中学习为主；独立完成课程设计阶段规定的全部工作任务。
五、课程设计进度表
序号 内 容 所用时间
1 教师讲解，布置任务 1天
2 学生编写程序并撰写设计报告 11天
3 教师反馈意见，学生修改设计报告 3天
合计 15天
六、课程设计考核方式
平时设计环节中的表现占总成绩30％，课程设计报告和软件运行情况占总成绩70％。
执笔：赵国喜
审定：朱耀生 梁桂珍。