矩阵计算领域天花板著作首版中文译本,数学家袁亚湘院士倾情翻译

原文标题:数学家袁亚湘院士首版翻译,数值线性代数领域天花板著作!

原文作者:图灵编辑部

冷月清谈:

**矩阵计算领域权威巨著《矩阵计算》第四版**
- 作者:已故美国科学院院士、美国工程院院士吉恩·戈卢布(Gene H. Golub)等人
- 译者:中科院院士、数学家袁亚湘等人

- 内容涵盖矩阵计算基本理论和方法,并新增了快速变换、并行LU分解等内容。
- 被美国加州大学、斯坦福大学等知名学府用作教材或参考图书。
- 豆瓣评分常年高达9.5分,备受读者好评。

该书特点:

- 内容全面深入,是目前国际上关于数值线性代数方面最权威、最全面的专著。
- 紧跟领域前沿,新增了诸多近年的重要进展和研究趋势。
- 行文清晰易懂,既适合作为教材,也适合作为研究参考书。

适读人群:

- 数值分析、计算数学等相关领域的专业人士和研究人员。
- 高校师生、对矩阵计算感兴趣的科技工作者。</div>
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    <div data-wct-type="discuss-section">
        <h3 data-wct-type="discuss-title">怜星夜思:</h3>
        <div data-wct-type="article-discuss">1、矩阵计算在哪些领域有广泛的应用?<br>2、除了《矩阵计算》,还有哪些值得推荐的数值线性代数教材或参考书?<br>3、如何快速入门矩阵计算?<br></div>
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    <h2 data-wct-type="original-content-header">原文内容</h2>
    <!-- 原文具体内容 -->
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《矩阵计算》是已故美国科学院院士、美国工程院院士吉恩·戈卢布(Gene H. Golub)等人的经典巨著,是矩阵计算领域的标准性参考文献。是目前国际上关于数值线性代数方面最权威、最全面的一本专著,系统介绍了矩阵计算的基本理论和方法。


这本书也被美国加州大学、斯坦福大学、华盛顿大学、芝加哥大学、中国科学院大学等世界知名学府用作教材或参考图书。

图灵在2005年出版了该书的第一版英文版,先后出到第四版,而其中第三版开始翻译中文版,译者为中科院院士、数学家袁亚湘等人。


读者对这本书的评价一直很高,豆瓣常年在9.5分。也希望有更多的人在这本书的学习中有所获益。

来源 | 《矩阵计算(第4版)》
作者 | [美] 吉恩·戈卢布(Gene H. Golub) [美] 查尔斯·范洛恩(Charles F. Van Loan)

译者序

矩阵计算》是已故美国科学院院士、美国工程院院士吉恩·戈卢布(Gene H. Golub)等人的经典巨著,是矩阵计算领域的标准性参考文献.该书紧跟矩阵 计算领域前沿,已经再版了 3 次,此次翻译的是该书的第 4 版.

《矩阵计算》一书的第 3 版由我国著名计算数学家袁亚湘院士等翻译,译者 在读书期间曾作为重要参考书来学习,此次翻译过程中,又做了参阅,在此对翻 译该书第 3 版的各位前辈表示真诚的感谢.也要感谢图灵公司数学编辑的信任和 辛苦的工作,感谢我的同事和学生的大力支持和帮助.

翻译这样一部具有国际影响力的传世之作,深感力不从心,书中肯定会有诸 多不足甚至错误之处,恳请读者批评指正,共同努力完善中译本,以飨矩阵计算 领域的后学者.

程晓亮
2019 年 3 月

前言

我与吉恩·戈卢布合作著书已有 30 年了,我们的合作始于 1977 年在约翰斯·霍普金斯大学举办的矩阵计算研讨会.在我的学术生涯之初,他对我的工作很感兴趣,这促成了本书第 1 版的写作.令人悲伤的是,吉恩于 2007 年 11 月 16 日去世了.当时,我们刚刚开始讨论这个第 4 版.在写此版过程中,我每天都会想起他的深远影响和广博的专业视野.谨以此版纪念吉恩,纪念我们的合作以及友好的研究团体,他那独特的个人品质给创作带来了极大的帮助.

自第3 版出版以来已经有16 年了,16 等于2 的4 次幂,这提醒我们,需要知道的有关矩阵计算的知识正在呈指数增长!当然,一本书不可能对所有重大的新进展和研究趋势进行深度覆盖.然而,在最近出版的诸多优秀教材与著作的帮助下,我们能够补充一些简短的论述.也就是说,第4 版的特色如下.

内容

篇幅上增加了大约四分之一.新增的节包括:快速变换(1.4 节),并行LU 分 解(3.6 节),循环方程组和离散泊松方程组的快速解法(4.8 节),哈密顿和乘积特征值问题(7.8 节),伪谱(7.9 节),矩阵符号、平方根和对数函数(9.4 节),Lanczos 方法和求积法(10.2 节),大规模SVD 方法(10.4 节),Jacobi-Davidson算法(10.6 节),稀疏矩阵直接法(11.1 节),多重网格法(11.6 节),低位移秩方法(12.1 节),结构矩阵秩系统(12.2 节),克罗内克积问题(12.3 节),张量缩并(12.4 节)和张量分解(12.5 节).

新增以下小节:递归分块LU 分解(3.2.11 节),行列选主元消去法(3.4.7 节),锦标赛选主元(3.6.3 节),对角占优(4.1.1 节),递归分块结构(4.2.10 节),带状矩阵逆性质(4.3.8 节),分块三对角分而治之法(4.5.4 节),叉积和各种点(面)最小二乘问题(5.3.9 节),多项式特征值问题(7.7.9 节)和带结构二次特征值问题(8.7.9 节).

实质性改写包括:浮点运算(2.7 节),LU 舍入误差分析(3.3.1 节),LS 问题的敏感度(5.3.6 节),广义奇异值分解(6.1.6 节和8.7.4 节)和CS 分解(8.7.6 节).


01

《矩阵计算(第4版)》

作者:[美] 吉恩·戈卢布、[美] 查尔斯·范洛恩

译者:程晓亮


目前国际上关于数值线性代数方面最权威、最全面的一本专著,系统介绍了矩阵计算的基本理论和方法。


美国科学院院士、美国工程院院士吉恩·戈卢布(Gene H. Golub)等人的经典巨著,是矩阵计算领域的标准性参考文献。


矩阵计算在科学计算、工程、金融、机器学习等领域都有广泛的应用。比如在科学计算中,矩阵计算用于求解偏微分方程;在工程中,矩阵计算用于分析结构稳定性;在金融中,矩阵计算用于建模和分析金融衍生品;在机器学习中,矩阵计算用于训练神经网络模型等。

在计算机图形学中,矩阵计算用于处理坐标变换、投影和渲染等操作;在图像处理中,矩阵计算用于图像滤波、去噪和增强等任务;在信号处理中,矩阵计算用于信号分析、滤波和压缩等应用。

矩阵计算还在运筹学、优化、统计学等诸多领域发挥着重要作用。可以说,矩阵计算是现代科学计算和工程技术的基础工具之一。

教材:

- 《数值线性代数》(第 2 版),作者:Trefethen 和 Bau III
- 《数值线性代数与优化》,作者:张贤达
- 《数值线性代数》,作者:葛颂涛

参考书:

- 《矩阵分析》,作者:Horn 和 Johnson
- 《数值分析》,作者:Burden 和 Faires
- 《科学计算导论》,作者:Press、Teukolsky、Vetterling 和 Flannery

自学方法:

- 掌握线性代数基础知识。
- 选择一本好的教材或参考书,系统学习矩阵计算的基本理论和算法。
- 多做练习题,巩固所学知识。

线上课程:

- Coursera:《数值线性代数》
- edX:《矩阵计算入门》
- Udemy:《矩阵计算实战》

其他建议:

- 找一位导师或加入一个学习小组,互相交流学习心得。	- 参与一些矩阵计算相关的项目或竞赛,实践所学知识。