Python 數學編程 (Doing Math with Python: Use Programming to Explore Algebra, Statistics, Calculus, and More! )
[澳] 阿米特·薩哈(Amit Saha)
- 出版商: 人民郵電
- 出版日期: 2020-01-01
- 定價: $354
- 售價: 8.5 折 $301
- 語言: 簡體中文
- ISBN: 7115522715
- ISBN-13: 9787115522719
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相關分類:
Python
- 此書翻譯自: Doing Math with Python: Use Programming to Explore Algebra, Statistics, Calculus, and More! (Paperback)
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商品描述
本書將程序設計和數學巧妙地結合起來,從簡單的項目開始,應用Python解決高中和大學低年級的數學問題,比如幾何、概率、統計以及微積分等,為進一步學習更復雜的數學內容以及Python編程語言打下堅實的基礎。本書也可作為Python初學者的入門讀物,通過學習書中的示例程序和完成那些編程挑戰,讀者可以提高自己的編程能力和技巧。
作者簡介
關於作者
Amit Saha是一位曾在Red Hat和Sun Microsystems公司工作過的軟件工程師。他創辦並維護著Fedora Scientific,一個為科學和教育用戶服務的Linux發行版。他也是Prentice Hall出版社《寫下你的第一個程序》(Write Your First Program)一書的作者。
關於譯者
許楊毅,現任商湯智慧城市事業群產品總監,曾是京東雲高級總監,百度系統部和新浪業務運維負責人,UCloud運營平台部總監和產品市場部副總裁,資深的業務架構師、SRE專家、大數據工程和雲計算架構顧問。曾翻譯《貝葉斯思維:統計建模的Python學習法》一書。
劉旭華,現為中國農業大學理學院應用數學系副教授,北京理工大學博士,美國北卡羅來納大學教堂山分校訪問學者,主要從事數理統計、數據科學、數學與統計軟件等領域的教學與科研工作,主持和參與多項國家自然科學基金、北京市自然科學基金項目。曾翻譯《R語言統計入門(第2版)》《數據科學實戰手冊(第2版)》等圖書。
目錄大綱
第1章處理數字1
1.1基本數學運算1
1.2標籤:給數字命名3
1.3不同類型的數字4
1.3.1分數的操作4
1.3.2複數5
1.4獲取用戶輸入6
1.4.1處理異常和無效輸入8
1.4.2將分數和復數作為輸入9
1.5編寫一個數學計算程序10
1.5.1計算整數因子10
1.5.2生成乘法表12
1.5.3轉換測量單位14
1.5.4求二次方程的根16
1.6本章內容小結18
1.7編程挑戰19
#1:偶數奇數自動售貨機19
# 2:增強型乘法表生成器19
#3:增強型單位轉換器19
#4:分數計算器19
#5:為用戶設置退出選項20
第2章數據可視化23
2.1了解笛卡兒坐標平面23
2.2使用列表和元組24
2.3用matplotlib繪圖26
2.3.1圖上的標記28
2.3.2繪製紐約市的年平均氣溫29
2.3.3比較紐約市的月平均氣溫31
2.3.4自定義圖形34
2.3.5保存圖形37
2.4用公式繪圖37
2.4.1牛頓萬有引力定律38
2.4.2拋物運動39
2.5本章內容小結44
2.6編程挑戰44
#1:溫度如何變化45
#2:探索二次函數的可視化45
#3:增強型拋物軌跡比較程序46
#4:可視化你的支出46
#5:探索斐波那契序列與黃金比例48
第3章數據的統計學特徵50
3.1計算均值50
3.2計算中位數52
3.3計算眾數並創建頻數表54
3.3.1尋找最常見的元素54
3.3.2計算眾數55
3.3.3創建頻數表57
3.4測量離散度59
3.4.1計算一組數字的極差59
3.4.2計算方差和標準差60
3.5計算兩個數據集之間的相關性62
3.5.1計算相關係數63
3.5.2高中成績和大學入學考試成績64
3.6散點圖67
3.7從文件中讀取數據68
3.7.1從文本文件中讀取數據69
3.7.2從CSV文件中讀取數據70
3.8本章內容小結73
3.9編程挑戰73
#1:更好的相關係數計算程序73
#2:統計計算器73
#3:用其他CSV數據做實驗73
#4:計算百分位數74
#5:創建分組頻數表74
第4章用SymPy包解代數和符號數學問題76
4.1定義符號和符號運算76
4.2使用表達式78
4.2.1分解和展開表達式78
4.2.2使表達式整齊輸出79
4.2.3輸出級數80
4.2.4用值替代符號81
4.2.5將字符串轉換為數學表達式84
4.2.6表達式乘法85
4.3解方程86
4.3.1解二次方程86
4.3.2用其他變量求解一個變量87
4.3.3解線性方程組88
4.4用SymPy包繪圖88
4.4.1繪製用戶輸入的表達式91
4.4. 2多函數圖形繪製92
4.5本章內容小結94
4.6編程挑戰94
#1:尋找因子94
#2:圖形方程求解器94
#3:級數求和94
#4:解單變量不等式95
第5章集合與概率98
5.1什麼是集合?98
5.1.1構建集合99
5.1.2子集、超集與冪集100
5.1.3集合運算102
5.2概率106
5.2.1事件A或事件B發生的概率108
5.2.2事件A與事件B同時發生的概率109
5.2.3生成隨機數109
5.2.4非均勻隨機數112
5.3本章內容小結114
5.4編程挑戰114
#1:使用文氏圖來可視化集合之間的關係114
#2:大數定律117
#3:擲多少次硬幣會輸光你的錢?117
#4:洗牌118
#5:估計一個圓的面積118
第6章繪製幾何圖形和分形120
6.1使用matplotlib的patches繪製幾何圖形120
6.1.1繪製一個圓122
6.1.2創建動畫圖形123
6.1. 3拋物軌跡動畫演示125
6.2繪製分形127
6.2.1平面上點的變換127
6.2.2繪製Barnsley蕨類植物131
6.3本章內容小結134
6.4編程挑戰134
#1:在正方形中填充圓形134
#2:繪製Sierpiński三角136
#3:探索Hénon函數137
#4:繪製Mandelbrot集138
第7章解微積分問題142
7.1什麼是函數?142
7.1.1函數的定義域和值域143
7.1.2常用數學函數概述143
7.2 SymPy中的假設144
7.3計算函數極限145
7.3.1連續複利147
7.3.2瞬時變化率147
7.4函數求導148
7.4.1求導計算器149
7.4.2求偏導數150
7.5高階導數和最大最小值點150
7.6用梯度上升法求全局最大值153
7.6.1梯度上升法的通用程序156
7.6.2關於初始值的附加說明157
7.6.3步長和epsilon的角色158
7.7求函數積分160
7.8概率密度函數162
7.9本章內容小結164
7.10編程挑戰164
#1:證明函數在一點處的連續性165
#2:梯度下降法的實現165
#3:兩條曲線圍成的面積165
#4:計算曲線的長度166
後記168
下一步可以探索的事情168
歐拉項目168
Python文檔168
參考書169
獲取幫助169
附錄A軟件安裝170
A.1 Microsoft Windows 171
升級SymPy 172
安裝matplotlib-venn 172
啟動Python Shell 172
A.2 Linux 172
升級SymPy 173
安裝matplotlib-venn 173
啟動Python Shell 173
A.3 Mac OS X 173
升級SymPy 176
安裝matplotlib-venn 176
啟動Python Shell 176
附錄B Python主題概覽177
B.1 if __name__ == '__main__' 177
B.2列表推導(List Comprehensions) 178
B.3字典數據結構180
B.4多個返回值(Multiple Return Values) 181
B.5異常處理(Exception Handling) 183
指定多個異常類型183
else代碼塊184
B.6在Python中讀取文件185
一次性讀取所有行186
指定一個文件名作為輸入186
讀取文件時錯誤的處理186
B.7代碼重用189