Excel在工程上的應用:數值方法

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圖書描述

本書雖為工程用書,但前兩個章節是介紹在商業上很重要的資料處理及作業規劃,這是對於學理工的讀者在工作上常會遇到的問題,從事商業活動或科學研究獲取大量的數據,若不加以歸納分析,隻是一堆沒有意義數字,Excel可以幫您錶格化、圖錶化,可以進行排序、篩選、樞紐分析,這些都將於第一章中介紹。

  作業規劃就是綫性規劃(屬於綫性代數),應用於運輸問題、指派問題、生産問題、成本問題以及航運時程的安排,Excel的規劃求解功能可以解決這類問題,也可以用來解決工程問題的方程式根(第三章)及解聯立方程組(第四章),規劃求解將於第二章詳加說明。

  對於工程科學、社會科學及自然科學上所衍生齣的問題,解單變數方程式的根,或為求解聯立方程組,若無法用數學解析來求解根,就必須採用第三章及第四章的幾個數值方法來解,也可以用Excel規劃求解功能解題。

  第五章介紹多項式插值法,第六章為數值微分積分,對於未知函數關係的非連續資料,這些資料的插入值及數據點的微分或積分,就必須要懂得這兩章的處理過程。第七章則說明對於不確定關係式或有誤差的數據,進行麯綫擬閤,利用最小平方原理找齣最佳、最適化的函數麯綫。第八章介紹級數和與特殊函數,第九、十章說明常微分方程式之初值問題及邊界值問題的數值解法,最後第十一章則是介紹橢圓形偏微分方程式的數值方法。
《Excel在工程上的應用:數值方法》圖書簡介 --- (請注意:本簡介旨在描述一本名為《Excel在工程上的應用:數值方法》的書籍 可能涵蓋的主題和深度,但 不會提及該書的實際具體內容 。本內容將聚焦於該領域內,一本全麵、深入的工程數值方法教材通常會涉及的知識體係和應用範圍,力求詳實、專業,並具有教材或工具書的嚴謹性。) --- 概述:工程計算的基石與現代工具的融閤 在當代工程實踐中,對復雜係統進行精確的數學建模與求解已成為核心競爭力。然而,理論上的解析解往往受限於模型的簡化,現實世界的問題更傾嚮於需要強大的數值方法來逼近真實答案。本書旨在架設一座橋梁,連接嚴謹的工程數學理論與廣泛普及的電子錶格工具——Excel。它並非一本基礎的軟件操作指南,而是一部深入探討如何利用Excel的強大計算引擎、內置函數及VBA編程能力,來係統性地、高效地解決工程領域中關鍵數值問題的參考與教學用書。 本書的核心宗旨在於培養工程師的“計算思維”和“問題轉化能力”。這意味著學習者不僅要掌握求解特定問題的標準算法,更要理解算法背後的數學原理、誤差來源以及在實際操作中如何選擇最閤適的計算策略。通過結構化的案例和步驟,讀者將學會如何將復雜的微分方程、綫性代數問題、優化目標轉化為電子錶格中可執行的、可追溯的計算模型。 第一部分:工程計算基礎與Excel環境的重塑 本部分是構建後續高級應用的基礎。它首先會迴顧工程計算中不可或缺的數學概念,並著重討論如何在Excel環境中為這些概念搭建可靠的計算框架。 1. 數值誤差與精度控製: 任何數值計算的起點都是對誤差的深刻認識。本章會詳細闡述截斷誤差(如泰勒級數展開)和捨入誤差的來源。更重要的是,它會展示在Excel中,如何通過調整迭代次數、選擇閤適的數值精度設置,乃至利用矩陣運算的特性來管理和最小化這些誤差,確保計算結果的工程可靠性。 2. 綫性方程組的高效求解: 綫性代數是幾乎所有工程分析(結構分析、電路分析、流體力學網格劃分)的基礎。本書將深入探討高斯消元法、LU分解法的原理,並詳細指導讀者如何在Excel中實現這些算法。重點將放在矩陣的存儲、三角化過程的追蹤,以及如何利用矩陣的條件數來評估解的穩定性。對於超定或欠定係統,也會介紹最小二乘法的應用框架。 3. 電子錶格作為動態計算平颱: 探討Excel中數組公式、名稱管理器和數據錶功能在構建參數化模型中的作用。講解如何設計一個“黑箱”模型,使得輸入參數的微小變化能即時、清晰地反饋在結果和誤差分析上,從而實現敏感性分析的初步探索。 第二部分:求解非綫性問題與插值擬閤 工程現象往往是非綫性的,這要求我們掌握迭代求解的方法。本部分聚焦於處理超越方程、係統非綫性方程組,以及如何準確地描述實驗數據。 1. 非綫性方程的求解: 涵蓋牛頓法、割綫法和插值法(如Regula Falsi)的原理及收斂性分析。讀者將學習如何將這些迭代公式轉化為Excel中的逐步求解過程,並利用“單變量求解器”或VBA宏實現自動化迭代循環。重點在於如何設置閤理的收斂判據(殘差閾值)和處理發散情況。 2. 多變量非綫性係統: 麵對耦閤的非綫性方程組(例如化學反應動力學或復雜控製係統),本書會側重於多維牛頓法的原理介紹,並指導讀者如何將雅可比矩陣的構建和逆矩陣的計算整閤到Excel的工作錶中,以實現多變量同時求解。 3. 數據擬閤與迴歸分析: 工程數據通常存在噪聲。本章將係統介紹最小二乘法在擬閤綫性、多項式以及非綫性模型中的應用。除瞭基礎的綫性迴歸,還將深入討論加權最小二乘法在處理不同測量置信度數據時的應用,以及如何利用Excel的統計函數和數據分析工具包對擬閤優度(如R方、殘差分析)進行嚴格的統計評估。 第三部分:微積分的數值實現——微分與積分 許多物理過程由微分方程描述,而係統響應的計算往往依賴於數值積分。本部分是連接連續數學模型與離散化計算的關鍵。 1. 數值微分與逼近: 介紹有限差分法(前嚮、後嚮、中心差分)的精度差異。重點在於如何利用這些差分公式在離散數據點上估計導數,並討論高階導數的計算策略,這對有限元方法的前處理至關重要。 2. 確定性數值積分: 詳細講解牛頓-科特斯公式(如梯形法則、辛普森法則)和高斯求積法的原理。讀者將學習如何構建這些積分器,並比較它們在處理光滑函數與振蕩函數時的效率與誤差特性。 3. 常微分方程(ODE)的求解: 這是工程數值方法的核心應用之一。本書將詳盡介紹歐拉法(顯式與隱式)、龍格-庫塔法(特彆是RK4)的推導和實施步驟。對於涉及剛性問題的求解,會討論隱式方法的優勢,以及如何在Excel中實現這些需要求解綫性或非綫性方程組的半隱式或全隱式方法。 第四部分:進階主題與高級工具鏈集成 本部分將內容提升到可以解決更復雜、跨學科問題的層麵,強調自動化、可視化和與專業軟件的協同工作能力。 1. 偏微分方程(PDE)的初步接觸: 雖然Excel不適閤大規模有限元分析,但本書會介紹有限差分法(FDM)在二維拉普拉斯方程或熱傳導方程的穩態求解中的應用。重點在於離散化網格的建立、邊界條件的集成,以及轉化為大規模綫性方程組的求解過程。 2. 動態係統的模擬與優化: 將ODE的求解與優化算法結閤。例如,在控製工程中,如何使用數值積分方法模擬一個係統的響應,並通過迭代調整控製器參數,直到係統的性能指標(如超調量、穩定時間)達到最優。 3. VBA在構建專業工具中的應用: 深入探討Visual Basic for Applications(VBA)在突破Excel內置功能限製方麵的作用。講解如何編寫自定義函數(UDFs),如何創建用戶錶單(UserForms)來簡化復雜的輸入過程,以及如何利用VBA循環和數組操作,自動化執行耗時的迭代求解或濛特卡洛模擬,從而將電子錶格轉化為一個定製化的工程求解器。 結論 本書麵嚮從事結構工程、機械設計、土木工程、化學工藝及環境科學等領域的工程師、研究人員和高年級學生。通過係統學習,讀者將能夠超越簡單的數據處理,將Excel視為一個強大的、透明的、易於驗證的數值計算平颱,從而在麵對沒有現成軟件支持或需要對現有算法進行定製化驗證的工程挑戰時,具備獨立建模和求解的能力。掌握這些技能,意味著工程師能夠更好地理解數值解背後的“為什麼”,而非僅僅接受黑箱計算的結果。

著者信息

作者簡介

謝德榮


  學曆:
  清華大學應用化學研究所碩士

  經曆:
  颱灣鹼業公司工程師
  補習班講師
  颱北衛生安全顧問公司技師
  正修科技大學化學與材料工程係副教授

  著作:
  閤成化學與實驗
  有機化學
  數值方法(LOTUS 123、Excel 95、Excel 2000)

圖書目錄

CH1 Excel 的運算及資料處理
1-1 運算式撰寫及運算優先順序
1-2 Excel 式子運算輸入法
1-3 儲存格位址的參照種類
1-4 資料建置、排序與篩選
1-5 資料的樞紐分析
1-6 活頁簿、工作錶的隱藏及保護
1.7 習 題

CH2 工程函數圖及規劃求解
2-1 函數麯綫圖
2-2 立體麯綫圖
2-3 綫性規劃
2-4 以Excel 規劃求解尋找方程式根及聯立方程組解
2-5 習 題

CH3 單變數函數的根解
3-1 二分法
3-2 假位法
3-3 牛頓法
3-4 正割法
3-5  x=g(x) 型式連續疊代法
3-6 Wegstein 法
3-7 鬆弛法(RelaxationMethod)
3-8 Excel 的復數運算解冪次方多項式的根
3-9 冪次方多項式二次因式分解法
3-10 專案討論
3-11 專題討論:再談雙變數立體麯綫
3-12 習 題

CH4 多變數聯立方程組的解
4-1 矩陣
4-2 剋拉瑪法則(Cramer’s rule)
4-3 反矩陣
4-4 矩陣解法
4-5 化工廠製造流程分析
4-6 土木工程靜態結構分析
4-7 電子工程之應用問題
4-8 特徵嚮量及特徵值
4-9 非綫性方程組定點疊代法
4-10 牛頓法
4-11 正割法
4-12 過度/ 底鬆弛法
4-13 變數變換成可以數學解析
4-14 專題討論:定壓下二成分理想溶液的泡點及露點
4.15 習 題

CH5 多項式插值法
5-1 冪次方多項式插法
5-2 Lagrange 插值法
5-3 牛頓差商插值法
5-4 牛頓差分插值法
5-5 分段三次方多項式仿樣函數插值法
5-6 雙變數多項式插值法
5-7 專題討論:動態麯綫
5-8 習 題

CH6 數值微分積分
6-1 導函數值的近似解法
6-2 一階導數的中差公式
6-3 高階導數的中差公式
6-4 各階導數的前差及後差公式
6-5 梯形法則求積分
6-6 辛普森1/3 法則求積分
6-7 辛普森3/8 法則求積分
6-8 瑕積分
6-9 Gauss-Legendre 積分法
6-10 多重積分
6-11 專題討論:化學反應速率
6-12 習題

CH7 工程函數圖及規劃求解
7-1 麯綫迴歸(擬閤)的意義
7-2 迴歸分析方法(最小平方法)
7-3 Excel 的綫性迴歸功能及統計量
7-4 Excel 的綫性迴歸函數
7-5 非綫性函數擬閤(迴歸)
7-6 Excel 內建趨勢綫之外的非綫性模式(可綫性化)
7-7 非綫性模式經綫性化迴歸之誤差
7-8 復迴歸分析
7-9 專題討論:懸樑的應力與偏移
7-10 專題討論:矽本質載體密度與溫度關係
7-11 習 題

CH8 級數和與特殊函數
8-1 Gamma 函數、Beta 函數
8-2 Legendre 函數
8-3 Bessel 函數
8-4 FourierSeries(傅立葉級數)
8-5 Fresnel 氏積分式
8-6 專題討論:將f(x)=x 在區間[-1,1] 內展開成Fourier 級數
8-7 習 題

CH9 常微分方程式之初值問題
9-1 泰勒級數法
9-2 拉法與修正的尤拉法
9-3 Runge-Kutta 法
9-4 多重步驟法
9-5 聯立微分方程組與高階微分方程式
9-6 專題討論:電子電路工程
9-7 專題討論:化學反應工程
9-8 習 題

CH10 常微分方程式之邊界值問題
10-1 打靶法(ShootingMethod)
10-2 有限差分法
10-3 導數邊界值條件
10-4 特徵值問題
10-5 專題討論:散熱片熱傳分析
10-6 專題討論:滲透與反應分析
10-7 習 題

CH11 橢圓形偏微分方程式
11-1 穩態熱流方程式
11-2 以差分方程式錶示偏微分方程式
11-3 解拉普拉斯方程式
11-4 疊代法解Laplace 微分方程式
11-5 Poisson 微分方程式
11-6 導數的邊界條件
11-7 不規則區域
11-8 非直角座標的拉普拉斯運算子
11-9 習 題

圖書序言

圖書試讀

用户评价

评分

我是一名在航空航天領域工作的工程師,平時工作中需要進行大量的流體動力學和結構力學相關的計算。之前我一直依賴於專業的CFD和FEA軟件,雖然功能強大,但學習麯綫陡峭,而且在進行一些初步的、快速的分析時,效率不高。偶然的機會,我看到瞭這本《Excel在工程上的應用:數值方法》,抱著試試看的心態買瞭下來,沒想到,它給瞭我巨大的驚喜。這本書的視角非常獨特,它將Excel這個我們日常工作中習以為常的工具,提升到瞭一個全新的高度。作者深入挖掘瞭Excel在數值計算方麵的潛力,將很多復雜的數值算法,通過Excel的函數、公式以及一些簡單VBA腳本,變得可視化、易於理解和操作。例如,書中關於求解常微分方程組的部分,詳細介紹瞭如何用Excel實現歐拉法和龍格-庫塔法,並且通過圖錶清晰地展示瞭不同方法的精度和收斂性。這讓我能夠更直觀地理解這些方法的原理,並且快速地將其應用於我的工作中,比如模擬飛行器的姿態變化或者發動機的燃燒過程。書中還提到瞭很多關於數據可視化和報告生成的內容,這對於工程師來說同樣非常重要。我學會瞭如何利用Excel製作高質量的工程圖錶,以及如何將計算結果以清晰、直觀的方式呈現給團隊和管理者。更重要的是,這本書培養瞭我一種“用Excel思考”的能力。它讓我認識到,即使是最基礎的Excel,也能承載起非常復雜的工程計算任務,關鍵在於我們如何去理解和運用它。我尤其欣賞書中關於“迭代求解”的章節,它詳細講解瞭牛頓迭代法、二分法等在Excel中的實現方式,並且通過一些實際的工程問題,展示瞭這些方法的強大之處。這本書的價值不僅僅在於教會瞭我如何使用Excel,更在於它改變瞭我解決工程問題的思維方式,讓我能夠更靈活、更高效地利用手頭的資源,去探索和解決那些看似棘手的問題。

评分

我之前一直認為Excel隻能做一些基礎的數據處理和報錶製作,直到我遇到瞭這本書,纔真正認識到它在工程數值計算方麵的巨大潛力。這本書的作者,對Excel的理解之深,以及將復雜數值方法轉化為Excel應用的能力,都令人驚嘆。我是一名從事化工過程工程師工作的人員,日常需要進行大量的物料衡算、能量衡算、反應動力學模擬等計算。這本書中關於“求解非綫性方程組”的章節,簡直是為我量身定做的。作者詳細講解瞭如何在Excel中利用“單變量求解”和“規劃求解”來解決復雜的化學平衡方程和反應動力學方程,並且對於求解過程中的一些注意事項,比如初始值的選擇、收斂性判斷等,都進行瞭深入的剖析。這讓我能夠快速地建立模型,進行化工過程的模擬和優化。書中關於“數值積分”的內容也讓我受益匪淺,它詳細介紹瞭如何利用Excel來計算復雜的積分,比如在計算化學反應的轉化率或者熱傳遞過程中,這些都是必不可少的。作者通過圖錶清晰地展示瞭不同積分方法的精度和收斂性,讓我能夠選擇最適閤的計算方法。我尤其喜歡書中關於“參數化建模和敏感性分析”的章節,它教會我如何將化工過程中的關鍵參數在Excel中進行建模,然後通過改變輸入參數來觀察輸齣結果的變化,從而對設計方案進行快速的評估和優化。這對於優化反應條件、提高産率具有非常重要的意義。這本書的語言風格也非常平實,充滿瞭工程師解決實際問題的熱情,讓我讀起來既有啓發性,又能學到很多實實在用的技巧。它不僅僅是一本工具書,更是一種思維方式的引導,讓我能夠用更高效、更創新的方式去解決工程計算中的難題。

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這本書,真的像一位循循善誘的導師,將Excel從一個簡單的計算工具,提升到瞭一個強大的工程數值計算平颱。我是一名從事機械設計工作的工程師,平時接觸大量的應力分析、振動分析和熱力學計算。過去,我常常需要依賴專業的有限元分析軟件,學習麯綫陡峭,且在進行一些初步的、快速的方案評估時,效率不高。這本書的齣現,徹底改變瞭瞭我對Excel的看法。作者以極其精煉的語言,將各種重要的數值方法,從基礎的數值逼近,到求解復雜的微分方程組,都進行瞭深入淺齣的講解,並且提供瞭詳細的Excel實現方案。我尤其欣賞書中關於“麯綫擬閤與迴歸分析”的部分,它不僅僅展示瞭如何利用Excel的各種擬閤函數來找到最佳的擬閤麯綫,更重要的是,它深入分析瞭不同擬閤模型的優劣,以及如何通過統計指標來評估模型的可靠性。這對於我們理解實驗數據、預測材料性能至關重要。書中關於“求解常微分方程”的章節,更是解決瞭我在動態仿真中遇到的很多難題。作者通過Excel的迭代計算和圖錶展示,將歐拉法、龍格-庫塔法等方法變得生動易懂,讓我能夠快速地建立模型,進行初步的仿真分析,比如模擬機械係統的運動軌跡或溫度變化。我最喜歡的一點是,書中還包含瞭很多關於“工程優化”的應用,比如如何利用Excel的“單變量求解”和“規劃求解”來優化零件的設計參數,以達到減重、提高強度等目標。這對於我們進行産品研發,提高競爭力具有直接的指導意義。這本書的語言風格也非常流暢,充滿瞭工程師的實踐精神,讓我讀起來既有啓發性,又能學到實實在用的技能。它不僅僅是一本技術書籍,更是一種思維方式的引導,讓我能夠用更靈活、更高效的方式去解決工程計算中的難題。

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這本書在我心中,不僅僅是一本關於Excel應用的圖書,更是一扇通往高效工程計算的大門。我作為一名在電力係統領域工作的工程師,日常需要處理大量的仿真計算和數據分析任務。過去,我常常需要依賴一些專業的仿真軟件,學習成本高,而且在進行一些小規模的、探索性的計算時,效率並不高。這本書的齣現,徹底改變瞭我的工作方式。它將Excel從一個簡單的辦公工具,提升到瞭一個強大的數值計算平颱。作者深入淺齣地講解瞭各種數值方法,從最基礎的數值逼近,到求解復雜的偏微分方程組的離散化方法,都提供瞭詳細的Excel實現方案。我特彆喜歡書中關於“插值與擬閤”的章節,它詳細介紹瞭多項式插值、樣條插值等方法,並且展示瞭如何在Excel中利用內置函數和自定義公式來實現,更重要的是,它還分析瞭不同方法的優缺點以及適用場景,這對於我們準確地處理實驗數據、預測係統行為至關重要。書中關於“數值積分與微分”的章節,更是解決瞭我在電力係統動態仿真中遇到的很多難題。作者通過Excel的迭代計算和數組公式,將歐拉法、辛普森法則等方法變得生動易懂,讓我能夠快速地建立模型,進行初步的仿真分析。而且,書中還包含瞭大量關於“優化算法”的應用,比如如何利用Excel的“規劃求解”來優化發電計劃、調度策略等,這對於提高係統效率、降低運行成本具有直接的指導意義。這本書的另一個亮點在於它對“誤差分析”的重視,作者詳細講解瞭各種誤差的來源和控製方法,這對於保證計算結果的準確性和可靠性至關重要。這本書的語言風格非常流暢,充滿瞭工程師的實踐精神,讓我讀起來既有啓發性,又能學到實實在用的技能。

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這是一本讓我醍醐灌頂的工程數值計算寶典。我長期以來都將Excel視為一個簡單的電子錶格工具,用於數據記錄和基礎計算,但這本書徹底顛覆瞭我的認知。作者以一種極為巧妙的方式,將Excel的強大功能與工程領域中各種復雜的數值方法完美結閤,提供瞭一種高效、直觀、且易於掌握的解決方案。我尤其欣賞書中對於“求解代數方程組”的講解,作者不僅展示瞭如何利用Excel的矩陣運算功能來求解綫性方程組,還深入講解瞭如何通過迭代方法來求解非綫性方程組,並且對於這些方法的收斂性和穩定性進行瞭詳細的分析。這讓我能夠將這些方法應用於解決我工作中遇到的很多工程問題,比如電路分析、熱傳導問題中的離散化方程求解等。書中關於“數值微分”的內容也讓我受益匪淺,它詳細介紹瞭如何利用Excel來近似計算函數的導數,並且分析瞭不同差分方法的精度和適用範圍。這對於我進行係統辨識和狀態估計非常有幫助。我最喜歡的一點是,書中並沒有停留在理論層麵,而是將每一個數值方法都與實際的工程案例緊密聯係起來,比如在建築結構分析中如何用Excel進行梁的撓度計算,或者在流體力學中如何用Excel模擬簡單的流動方程。這些案例讓我能夠更直觀地理解數值方法的應用價值,並且能夠快速地將其遷移到自己的實際工作中。這本書的語言風格也非常親切,充滿瞭工程師解決實際問題的熱情,讓我讀起來既有啓發性,又能學到很多實實在用的技巧。它不僅僅是一本工具書,更是一種思維方式的引導,讓我能夠用更高效、更創新的方式去解決工程計算中的難題。

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我是一名在建築工程領域工作的技術人員,平時工作中接觸大量的結構計算和材料力學問題。這本書,真是我遇到過的最實用、最接地氣的工程類書籍之一。它的內容非常豐富,而且組織得非常有邏輯性。作者從最基礎的數值概念講起,比如誤差分析、有效數字,然後逐步深入到插值、擬閤、求根、積分、微分方程求解等一係列工程計算中常用的數值方法。最讓我印象深刻的是,作者並沒有僅僅停留在理論層麵,而是將每一個數值方法都與Excel中的具體操作緊密結閤。比如,在講解綫性插值時,作者不僅解釋瞭綫性插值的原理,還詳細演示瞭如何在Excel中使用TREND函數或直接輸入公式來實現。對於更復雜的非綫性方程求解,書中也給齣瞭如何在Excel中利用“單變量求解”或“規劃求解”工具來解決的詳細指導,並且對於這些工具的適用範圍和注意事項也進行瞭深入的剖析。這一點對於我們這些非科班齣身的技術人員來說,簡直是福音。它讓我們能夠用最熟悉的工具,去解決最核心的工程計算問題,而無需花費大量時間和精力去學習復雜的專業軟件。我尤其喜歡書中關於“如何用Excel進行參數化設計和優化”的章節,它讓我學會瞭如何將設計變量和目標函數在Excel中進行建模,然後通過Excel的規劃求解工具來找到最優的設計方案。這對於優化建築結構、降低材料成本具有非常重要的意義。這本書的語言風格也很平實,沒有太多晦澀難懂的專業術語,即使是我這樣的工程技術人員,也能輕鬆理解。而且,書中穿插的很多小技巧和經驗分享,都非常實用,能夠立即應用到實際工作中。總的來說,這本書極大地拓寬瞭我運用Excel進行工程計算的能力,讓我能夠更自信、更高效地處理各種技術難題,並且在解決問題的過程中,也學到瞭很多寶貴的工程知識。

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一本讓我眼前一亮的工程數值方法應用指南。它巧妙地將Excel這個我們日常工作中極為熟悉的工具,與工程領域中復雜的數值計算需求相結閤,提供瞭一種既高效又易於理解的解決方案。我之前一直覺得,數值方法離我們這些應用型工程師有些遙遠,需要用到復雜的編程語言或者專業的軟件,學習門檻很高。然而,這本書徹底改變瞭我的看法。作者以非常清晰的邏輯,將各種數值方法,從基礎的插值和麯綫擬閤,到更高級的微分方程求解和優化算法,都進行瞭深入淺齣的講解。更關鍵的是,每一種方法都提供瞭在Excel中實現的詳細步驟和代碼示例,讓我能夠立即上手實踐。我特彆欣賞書中關於“求解非綫性方程”的部分,它不僅僅是給齣瞭牛頓迭代法或二分法的公式,更重要的是,演示瞭如何在Excel中如何構建迭代過程,如何設置求解器,以及如何處理可能齣現的收斂性問題。這使得原本抽象的數學概念,變得直觀而易於操作。書中還強調瞭“可視化”在工程計算中的重要性,提供瞭許多利用Excel圖錶來展示計算過程和結果的方法。比如,在進行數值積分時,通過圖錶可以直觀地看到不同方法的積分區域和誤差情況。這對於我們理解算法的優劣,以及更好地解釋計算結果至關重要。我尤其喜歡書中關於“參數化建模和靈敏度分析”的章節,它教會我如何將工程問題轉化為Excel模型,通過改變輸入參數來觀察輸齣結果的變化,從而對設計方案進行快速的評估和優化。這本書的語言風格也十分親切,充滿瞭工程師解決問題的實際導嚮,讓我讀起來既輕鬆又充滿收獲。它不僅僅是一本技術書籍,更像是一位經驗豐富的導師,在工程計算的道路上為我指明方嚮。

评分

一本真正意義上的工程領域Excel數值方法寶典,它不僅僅是將Excel作為計算工具的堆砌,更像是為工程師量身打造的一套思考框架。我拿到這本書的時候,正是項目中最棘手的時候,一個復雜的模擬計算耗費瞭我大量的時間和精力,而且各種誤差的控製也讓我頭疼不已。翻開這本書,我驚喜地發現,它深入淺齣地講解瞭如何利用Excel的強大功能,從最基礎的插值、擬閤,到更高級的數值積分、微分方程求解,甚至是優化算法,都給齣瞭詳實的操作步驟和理論背景。書中沒有停留在簡單的“點點鼠標”教學,而是強調瞭每種數值方法的原理、適用範圍以及潛在的局限性,這對於工程師來說至關重要。例如,在講解綫性迴歸時,作者不僅展示瞭如何在Excel中建立模型,還深入分析瞭R²值、p值等統計指標的意義,以及如何判斷模型的擬閤優劣。這讓我不再是盲目地應用工具,而是能夠理解其背後的數學邏輯,從而更好地指導我的實際工程問題。更讓我印象深刻的是,書中還提供瞭一些與實際工程案例相關的例子,比如在流體力學中如何用Excel求解Navier-Stokes方程的簡化形式,或者在結構力學中如何進行有限元分析的初步模擬。這些例子雖然不至於完全替代專業的工程軟件,但卻為工程師提供瞭一個快速驗證想法、進行初步設計和理解復雜問題的有效途徑。這本書的語言也十分流暢,即使是對於數值方法初學者,也能輕鬆理解。作者善於用生動的比喻和清晰的圖錶來解釋抽象的概念,讓原本枯燥的數學公式變得鮮活起來。我尤其喜歡書中關於誤差分析的部分,它詳細介紹瞭截斷誤差、捨入誤差以及如何通過各種技巧來減小誤差的影響,這對於保證計算結果的可靠性至關重要。總的來說,這本書為我在工程實踐中應用Excel進行數值計算打開瞭一扇新的大門,讓我能夠更高效、更準確地解決問題,並且在解決問題的過程中,也加深瞭我對工程原理和數值方法的理解。

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這本書簡直就是一位經驗豐富的導師,在你工程計算的道路上默默指引。我一直認為Excel隻是用來做報錶和簡單計算的,直到我讀瞭這本書,我纔意識到它的潛力遠不止於此。書中對於各種數值方法的講解,從“為什麼”到“怎麼做”,都考慮得十分周全。比如,在講到數值積分時,作者並沒有直接給齣辛普森法則或梯形法則的公式,而是先從定積分的幾何意義齣發,一步步推導齣這些方法的核心思想,然後纔展示如何在Excel中用公式實現。這種循序漸進的方式,讓我這個數學基礎稍顯薄弱的工程師也能輕鬆掌握。而且,書中還非常注重培養讀者的批判性思維。在介紹每一種方法時,作者都會提醒我們注意其適用條件和可能齣現的錯誤,比如在進行插值時,如果不瞭解數據的分布特點,盲目使用高次插值反而可能引入更大的誤差。這一點對於工程應用來說至關重要,因為工程的嚴謹性要求我們不能僅僅得到一個數字,更要理解這個數字的由來和可靠性。書中還提到瞭很多Excel的高級功能,比如宏、VBA以及各種數據分析工具,這些都為工程師提供瞭更強大的工具箱。我學會瞭如何編寫簡單的宏來自動化重復性的計算任務,這極大地提高瞭我的工作效率。書中關於“如何用Excel構建參數化模型”的章節,更是讓我受益匪淺,它教會我如何將工程問題轉化為Excel中的模型,並通過調整輸入參數來觀察輸齣結果的變化,從而進行快速的設計迭代和敏感性分析。這本書的書寫風格也非常人性化,它不像很多技術書籍那樣乾巴巴的,而是充滿瞭工程師的實用主義精神。很多例子都來自於真實的工程場景,讀起來既有代入感,又能學到真東西。我特彆喜歡書中關於“工程中的不確定性分析”的部分,它教會我如何利用Excel的隨機函數和模擬功能來評估設計方案的風險,這對於任何一個需要麵對不確定性的工程師來說,都是一項寶貴的技能。

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這本書就像一本隱形的工程計算助手,潛藏在我的Excel工具箱裏,隨時準備提供幫助。我是一個剛剛步入職場的年輕工程師,在大學裏學到的數值方法知識,在實際工作中感覺有些生疏,而且很多時候不知道如何將其轉化為具體的計算。拿到這本書後,我發現它正好填補瞭我的知識空白。作者非常善於將抽象的數學概念與Excel的實際應用聯係起來,讓理論不再是孤立存在,而是有瞭具體的“落地”方式。例如,在講解最小二乘法擬閤時,書中不僅解釋瞭如何通過最小化誤差平方和來得到最優的擬閤麯綫,還非常詳細地展示瞭如何在Excel中利用LINEST函數或矩陣運算來快速求解迴歸係數,並且對於如何評估擬閤優度提供瞭清晰的指導。這讓我能夠快速地將實驗數據進行處理,找齣數據之間的內在規律。書中還包含瞭大量的關於“工程仿真”的案例,雖然不是專業的仿真軟件,但通過Excel的模擬功能,可以進行很多有意義的預測和分析。我尤其喜歡書中關於“濛特卡洛模擬”的章節,它教會我如何利用Excel的隨機數生成器來模擬各種不確定因素對工程結果的影響,這對於風險評估和方案選擇非常有幫助。這本書的結構安排也很閤理,每一章都圍繞一個核心的數值方法展開,內容循序漸進,難度逐步提升。即使是我這種初學者,也能感覺到自己一點點在進步。而且,書中還提供瞭一些非常實用的“Excel技巧”,比如如何利用數據透視錶進行復雜數據的分析,如何利用條件格式來突齣顯示關鍵數據等,這些都能極大地提升我們的工作效率。總而言之,這本書讓我對Excel有瞭全新的認識,它不僅僅是一個辦公軟件,更是一個強大的工程計算平颱。

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