- عنوان کتاب: Engineering Mathematics with MATLAB Applications -Vol. 1, Fundamentals
- نویسنده: Hasan Kurtaran
- حوزه: ریاضیات مهندسی
- سال انتشار: 2026
- تعداد صفحه: 491
- زبان اصلی: انگلیسی
- نوع فایل: pdf
- حجم فایل: 11.1 مگابایت
مهندسان با انجام تحلیلهای مکانیکی، حرارتی، فشار پایین، الکتریکی یا سایر انواع تحلیلها از طریق روشهای نظری یا کامپیوتری، سازهها یا سیستمها را طراحی میکنند. روشهای ریاضی و اجزای تشکیلدهنده آنها در چنین تحلیلهایی، ریاضیات مهندسی نامیده میشوند. ریاضیات مهندسی باید به خوبی آموخته شود تا بتوان از حداکثر مزایای آن در کاربردهای واقعی بهره برد. در حل مسائل مهندسی، ابتدا مسئله با یک معادله ریاضی بیان شده و سپس با یک روش مناسب حل میشود. بیان ریاضی مسئله مهندسی، مدل ریاضی مسئله نیز نامیده میشود. مدلهای ریاضی اغلب به شکل جبری، دیفرانسیلی یا بهینهسازی بیان میشوند. مسائل مهندسی با استفاده از روشهای میانی مانند مشتق، انتگرال، درونیابی و برازش منحنی به چنین شکلهایی تبدیل میشوند. سپس مسائلی که در چنین شکلهایی بیان میشوند با استفاده از روشهای ریاضی مناسب (تحلیلی، تقریبی/نیمه تحلیلی یا عددی) حل میشوند. روش حل بر اساس اندازه، پیچیدگی (دشواری) مسئله مهندسی، زمان موجود و دقت (دقت) مورد نظر در حل تعیین میشود. در این کتاب، روشهای ریاضی کلاسیک و مدرن در چارچوب ریاضیات مهندسی به تفصیل معرفی شدهاند. محتوای کتاب به طور خاص برای نیازهای مهندسان تنظیم شده و با مثالهای حلشده از کاربردهای مهندسی غنی شده است. این کتاب در 16 فصل در دو جلد سازماندهی شده است. جلد 1 مباحث پایه را پوشش میدهد در حالی که جلد 2 بر مباحث پیشرفته تمرکز دارد. جلد 1 و 2 با هم یک منبع مرجع کامل و جامع در ریاضیات مهندسی را تشکیل میدهند. جلد 1 (این کتاب) مباحث پایه را در ده فصل پوشش میدهد. ابزارهای کامپیوتری مانند نرمافزار MATLAB به طور فزایندهای در حل مسائل مهندسی استفاده میشوند. بنابراین، در فصل 1، نرمافزار MATLAB معرفی میشود. در این فصل، خوانندگان یاد میگیرند که چگونه از دستورات MATLAB استفاده کنند و برنامههای خود را برای حل مسائل مهندسی بنویسند. در فصل 2، حساب دیفرانسیل و انتگرال پایه و اطلاعات ریاضی برای راحتی خوانندگان خلاصه شده است. انواع مختلف خطا مانند خطای مدلسازی، برش و گرد کردن در مراحل بیان و حل مسائل مهندسی رخ میدهد. فصل 3 منبع و انواع خطا در راهحلهای کامپیوتری را توضیح میدهد. مسائل مهندسی به شکل نهایی به صورت معادلات جبری خطی یا غیرخطی بیان میشوند. بنابراین، فصل … فصل ۴ حل معادلات جبری خطی را با استفاده از روشهای مستقیم حذف گاوس، تجزیه، کرامر و معکوس ماتریس و روشهای تکراری ژاکوبی و گاوس-سایدل شرح میدهد. در فصل ۵، ریشهیابی و حل معادلات جبری غیرخطی توضیح داده شده است. در این فصل، ریشهیابی با روشهای براکتینگ دوبخشی و موقعیت کاذب و روشهای مبتنی بر نقطه روشهای تکرار ساده، نیوتن-رافسون و سکانت پوشش داده شده است. در فصل ۶، درونیابی با توابع تک و چند متغیره با استفاده از روشهای درونیابی سراسری تفاضل تقسیم نیوتن، لاگرانژ و هرمیت و روشهای درونیابی محلی اسپلاینهای خطی، سهموی و مکعبی توضیح داده شده است. فصل ۷ برازش منحنی با توابع تک و چند متغیره را توضیح میدهد. در این فصل، روششناسی سطح پاسخ، شبکههای عصبی مصنوعی (ANN) و روشهای کریجینگ به تفصیل پوشش داده شدهاند. فصل ۸ روشهای مشتق عددی را معرفی میکند. در این فصل، عبارات مشتقهای معمولی و جزئی با استفاده از روشهای کلاسیک تفاضل محدود و روشهای نسبتاً جدید مربعات دیفرانسیلی توضیح داده شده است. در فصل 9، روشهای انتگرال عددی پوشش داده شده است. در این فصل، محاسبه عددی انتگرالهای منفرد و چندگانه روی نواحی با و بدون مرزهای منظم با استفاده از روشهای نیوتن-کوتس ذوزنقهای و سیمپسون و روشهای مربعات گاوس، گاوس-لوباتو و گاوس-لژاندر توضیح داده شده است. فصل 10 حل عددی مسائل مقدار ویژه را که نوع خاصی از معادلات جبری هستند، توضیح میدهد. روشهای چندجملهای و تکراری در این فصل پوشش داده شدهاند.
Engineers design structures or systems by conducting mechanical, thermal, _low, electrical, or other types of analyses through theoretical or computer methods. Mathematical methods and their ingredients in such analyses are referred to as engineering mathematics. Engineering mathematics should be learned very well in order to take its maximum advantage in real applications. In the solution of engineering problems, the problem is first expressed with a mathematical equation and then solved with an appropriate method. Mathematical expression of the engineering problem is also called the mathematical model of the problem. Mathematical models are often expressed in algebraic, differential, or optimization form. Engineering problems are transformed into such forms using intermediate methods such as derivative, integral, interpolation, and curve fitting. Problems expressed in such forms are then solved using appropriate mathematical (Analytical, Approximate/Semi-analytical, or Numerical) methods. Solution method is determined based on the size, complexity (difficulty) of the engineering problem, available time, and the desired precision (accuracy) in the solution. In this book, classical and modern mathematical methods within the context of engineering mathematics are introduced in detail. Content of the book is tailored specifically for the needs of engineers and enriched with worked out examples from the engineering applications. The book is organized in 16 chapters in two volumes. Volume 1 covers basic topics while Volume 2 focuses on advanced topics. Volumes 1 and 2 together constitute a complete and comprehensive reference source in engineering mathematics. Volume 1 (this book) covers basic topics in ten chapters. Computer tools such as MATLAB software are increasingly used in the solution of engineering problems. Therefore, in Chap. 1, MATLAB software is introduced. In this chapter, readers learn how to use MATLAB commands and write their own programs to solve engineering problems. In Chap. 2, basic calculus and mathematical information are summarized for the convenience of readers. Various types of error such as modeling, cutting, and rounding error occur in the expression and solution stages of engineering problems. Chapter 3 explains error source and types in computer solutions. Engineering problems are expressed in final form as linear or nonlinear algebraic equations. Therefore, Chap. 4 describes solution of linear algebraic equations using direct methods of Gauss elimination, Decomposition, Cramer and matrix inverse, and iterative methods of Jacobi and Gauss-Seidel. In Chap. 5, root finding and solution of nonlinear algebraic equations are explained. In this chapter, root finding with bracketing methods of Bisection and False position and point-based methods of Simple iteration, Newton-Raphson, and Secant methods are covered. In Chap. 6, interpolation with single and multivariate functions is explained using global interpolation methods of Newton-divided difference, Lagrange, and Hermite and local interpolation methods of Linear, Parabolic, and Cubic splines. Chapter 7 explains curve fitting with single and multivariate functions. In this chapter, Response Surface Methodology, Artificial Neural Networks (ANNs), and Kriging methods are covered in detail. Chapter 8 introduces numerical derivative methods. In this chapter, expressions of ordinary and partial derivatives using classical Finite Difference and relatively new Differential Quadrature methods are explained. In Chap. 9, numerical integral methods are covered. In this chapter, numerical calculation of single and multiple integrals on regions with and without regular boundaries using Newton-Cotes methods of Trapezoidal and Simpson and quadrature methods of Gauss, Gauss-Lobatto, and Gauss-Legendre is explained. Chapter 10 explains numerical solution of eigenvalue problems, which are a special type of algebraic equations. Polynomial and iterative methods are covered in this chapter.
این کتاب را میتوانید از لینک زیر بصورت رایگان دانلود کنید:





نظرات کاربران