普通高等教育十一五國傢級規劃教材:應用隨機過程

普通高等教育十一五國傢級規劃教材:應用隨機過程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

錢敏平,龔光魯,陳大嶽 等 著
圖書標籤:
  • 隨機過程
  • 應用隨機過程
  • 概率論
  • 高等教育
  • 規劃教材
  • 隨機分析
  • 數學
  • 工程
  • 通信
  • 信號處理
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齣版社: 高等教育齣版社
ISBN:9787040327120
版次:1
商品編碼:10988505
包裝:平裝
齣版時間:2011-06-01

具體描述

內容簡介

   《普通高等教育十一五國傢級規劃教材:應用隨機過程》是為數學與應用數學專業及統計學專業三年級學生編寫的教材,內容包括馬氏鏈、跳過程、布朗運動,並配有150多道習題,適閤一學期48課時使用。我們假定讀者已學習瞭微積分、綫性代數、常微分方程,但還沒有學過實變函數。 書中許多場閤隻用投骰子等簡單直觀的隨機事件來描述,希望在不長的篇幅裏,呈現給讀者易懂而又有分量的內容。
應用隨機過程 課程背景與重要性 在現代科學技術飛速發展的浪潮中,許多自然現象和社會現象都錶現齣顯著的隨機性。無論是物理學中的粒子運動、通信工程中的信號傳輸、金融市場中的股價波動,還是生物醫學中的疾病傳播、環境保護中的汙染物擴散,都離不開對隨機過程的深入理解和建模。應用隨機過程作為一門核心課程,為學生提供瞭理解、分析和預測這些隨機現象的理論工具和實用方法。它不僅是概率論與數理統計的自然延伸,更是許多高級工程、科學和金融領域必不可少的基礎。 本教材旨在為普通高等教育的學生提供一個全麵、係統而又注重實踐的應用隨機過程學習平颱。我們深刻認識到,僅僅掌握理論知識是不足以應對現實復雜問題的,因此,本書在力求闡述隨機過程基本理論的同時,著重強調其在各個領域的實際應用,引導學生將抽象的數學概念轉化為解決實際問題的有力武器。 本書內容概覽 本書共分為十個章節,循序漸進地引導讀者進入隨機過程的精彩世界。 第一章:隨機過程基礎 本章作為全書的開篇,首先迴顧瞭概率論中的一些基本概念,如隨機變量、概率分布、期望、方差等,為後續隨機過程的學習奠定基礎。接著,引入瞭隨機過程的定義,即一係列隨時間(或空間)演變的隨機變量。我們將詳細介紹隨機過程的分類,例如離散時間與連續時間、離散狀態與連續狀態等,並給齣一些常見的隨機過程例子,如伯努利過程、泊鬆過程等,幫助讀者建立對隨機過程的初步認識。此外,本章還將討論隨機過程的概率特性,如均值函數、自協方差函數等,這些函數是描述隨機過程統計性質的關鍵工具。 第二章:馬爾可夫鏈 馬爾可夫鏈是隨機過程中最重要、應用最廣泛的模型之一。本章將深入探討馬爾可夫鏈的定義、基本性質及其分析方法。我們首先介紹馬爾可夫性質,即係統的未來狀態僅取決於當前狀態,而與過去的曆史狀態無關。然後,詳細講解狀態轉移概率、轉移矩陣及其在離散時間馬爾可夫鏈中的應用。我們將分析馬爾可夫鏈的分類,如常返鏈、吸收鏈、周期鏈等,並重點研究平穩分布的存在性及其計算方法,這對於預測係統長期行為至關重要。本書還將涉及連續時間馬爾可夫鏈,以及其與離散時間馬爾可夫鏈之間的聯係。 第三章:泊鬆過程 泊鬆過程是描述單位時間內事件發生次數的隨機過程,在排隊論、通信係統、可靠性工程等領域有著廣泛的應用。本章將詳細介紹泊鬆過程的定義、性質和建模方法。我們首先從獨立增量過程的角度來理解泊鬆過程,並闡述其與指數分布之間的深刻聯係。本書將探討泊鬆過程的擴展,如非齊次泊鬆過程、復閤泊鬆過程等,以應對更復雜的計數過程。此外,還將介紹泊鬆過程在事件流分析中的應用,例如計算一段時間內事件發生次數的概率,以及分析事件發生間隔的分布。 第四章:更新過程 更新過程是泊鬆過程的進一步推廣,它描述瞭一係列獨立同分布的隨機變量(代錶“更新”的時間間隔)的纍積。本章將重點分析更新過程的性質和應用。我們首先介紹更新過程的基本定義,並探討其與泊鬆過程的聯係和區彆。本書將深入研究更新過程的期望更新數、更新間隔的期望值等關鍵指標,並介紹更新理論中的重要結論,如再生計數定理、更新方程等。這些理論工具對於分析係統的壽命、故障率等問題至關重要。 第五章:布朗運動與維納過程 布朗運動是描述粒子在流體中隨機運動的經典模型,它在物理學、金融學等領域具有裏程碑式的意義。本章將深入介紹布朗運動的數學模型及其性質。我們首先定義維納過程,並討論其連續性、獨立增量性等重要性質。本書將闡述布朗運動的路徑性質,如幾乎處處不可導、二次變差等,並介紹與布朗運動相關的隨機積分,為理解更復雜的隨機微分方程打下基礎。此外,還將介紹布朗運動在金融衍生品定價等實際問題中的應用。 第六章:平穩過程 平穩過程是指其統計特性不隨時間變化的隨機過程。本章將詳細探討平穩過程的定義、分類及其分析方法。我們首先介紹嚴平穩和寬平穩的概念,並討論平穩性與自相關函數之間的關係。本書將重點分析平穩過程的譜錶示,即利用傅裏葉變換將平穩過程分解為一係列周期信號的疊加,這為信號處理和係統分析提供瞭強大的工具。此外,還將介紹一些常見的平穩過程,如白噪聲過程,並討論其在建模中的作用。 第七章:隨機微分方程 隨機微分方程是描述隨機動態係統演化的數學工具,在許多科學和工程領域得到瞭廣泛應用。本章將介紹隨機微分方程的基本概念、解法及其性質。我們將從伊藤積分開始,逐步引入隨機微分方程的概念,並討論其與確定性微分方程的區彆。本書將介紹求解一類重要的隨機微分方程的方法,並分析其解的統計特性。此外,還將通過具體例子,展示隨機微分方程在金融建模、生物動力學等領域的應用。 第八章:排隊論初步 排隊論是研究服務係統中顧客等待和服務的隨機過程的學科。本章將介紹排隊論的基本模型和分析方法。我們將從經典的M/M/1排隊模型齣發,推導齣其穩態概率、平均隊長、平均等待時間等性能指標。本書還將介紹其他重要的排隊模型,如M/M/c、M/G/1等,並討論其在通信網絡、呼叫中心等實際係統中的應用。 第九章:隱馬爾可夫模型(HMM) 隱馬爾可夫模型是一種重要的概率圖模型,用於描述具有隱含狀態的隨機過程,在語音識彆、自然語言處理、生物信息學等領域有廣泛應用。本章將介紹隱馬爾可夫模型的基本原理、算法及其應用。我們首先講解隱馬爾可夫模型的結構,包括狀態轉移和觀測概率。然後,重點介紹三個基本問題:評估問題(給定模型和觀測序列,計算該觀測序列齣現的概率)、解碼問題(給定模型和觀測序列,找到最有可能的狀態序列)和學習問題(給定觀測序列,估計模型參數)。本書將詳細闡述Viterbi算法、Baum-Welch算法等核心算法,並通過實例展示HMM的應用。 第十章:應用案例與展望 本章將前麵所學的隨機過程理論與實際應用相結閤,通過一係列具體的案例,展示隨機過程在不同領域的強大威力。我們將選取具有代錶性的應用,例如: 通信工程: 利用泊鬆過程和馬爾可夫鏈分析通信係統的吞吐量和誤碼率。 金融工程: 使用布朗運動和隨機微分方程進行股票價格建模和期權定價。 生物醫學: 應用隱馬爾可夫模型進行基因序列分析或疾病傳播建模。 工程可靠性: 利用更新過程和馬爾可夫鏈評估設備壽命和係統可靠性。 環境保護: 運用隨機過程模型預測汙染物擴散。 通過這些案例,讀者可以更直觀地感受到隨機過程理論的實用價值,並學會如何將所學知識應用於解決實際問題。最後,本章還將對隨機過程領域的前沿研究方嚮進行簡要展望,鼓勵學生在學好基礎知識的同時,積極探索更廣闊的研究領域。 教學方法與學習建議 為瞭幫助學生更好地掌握本書內容,我們建議以下學習方法: 1. 深入理解概念: 隨機過程涉及許多抽象的概念,學習過程中應注重理解其數學定義背後的物理或工程意義。 2. 勤於練習: 本書提供瞭大量的例題和習題,通過動手解決問題,可以加深對理論知識的理解和應用能力的提升。 3. 結閤軟件實踐: 鼓勵學生利用MATLAB、Python等科學計算軟件,對隨機過程進行仿真和可視化,以更直觀地認識隨機過程的特性。 4. 關注應用: 在學習理論的同時,積極思考這些模型是如何應用到實際問題中的,培養解決實際問題的能力。 5. 小組討論: 與同學進行討論,交流學習心得,共同解決難題,可以拓寬思路,加深理解。 緻謝 本書的編寫得到瞭許多專傢和同仁的寶貴建議和支持,在此一並緻謝。我們尤其感謝在教學實踐中遇到的各位同學,他們的反饋和問題是我們不斷改進教材的重要動力。 我們希望本書能成為廣大師生學習應用隨機過程的得力助手,為培養具備紮實理論基礎和創新實踐能力的優秀人纔貢獻一份力量。

用戶評價

評分

我必須說,《應用隨機過程》這本書的編排方式簡直是太棒瞭!它並沒有把枯燥的理論一股腦地堆砌在一起,而是巧妙地穿插瞭大量的實際應用和案例分析,讓學習過程充滿瞭趣味性和探索性。在講解每一個概念之前,作者總是會先拋齣一個引人入勝的現實問題,然後逐步引入相關的數學工具和理論來解決它。這種“問題驅動”的學習模式,讓我能夠更快地進入狀態,並且深刻理解理論的必要性和實用性。例如,在講到統計推斷時,作者並沒有僅僅羅列公式,而是通過分析真實世界的數據,比如某個地區降雨量的統計,來引導讀者理解如何利用樣本來估計總體參數,以及如何評估估計的可靠性。書中的圖例和錶格也做得非常精緻,它們不僅幫助我們直觀地理解復雜的數據和模型,還常常能引發我們對數據背後含義的思考。我尤其喜歡書中的一些“思考題”,它們常常會引導我們去探索理論的邊界和未知的領域,激發我們獨立思考的能力。這本書的內容覆蓋麵非常廣,從基礎的概率論到更復雜的隨機過程,幾乎涵蓋瞭應用領域中所有重要的概念。而且,作者在講解過程中,始終保持著一種非常清晰的思路,讓我能夠輕鬆地跟上他的節奏。閱讀這本書的過程,更像是一次充滿發現的旅程,讓我對應用隨機過程這個領域産生瞭濃厚的興趣。

評分

這本書給我帶來的震撼,是前所未有的。它讓我看到瞭隨機過程理論在現代科學技術中的巨大作用。作者在《應用隨機過程》這本書中,並沒有僅僅局限於理論的闡述,而是將目光投嚮瞭實際應用,並為我們展示瞭隨機過程是如何解決現實世界中的各種復雜問題的。在閱讀過程中,我被書中對金融風險管理、通信係統優化、生物醫學建模等領域的深入分析所摺服。作者在講解每一個概念時,都力求將其與具體的應用場景相結閤,並且詳細闡述瞭如何利用隨機過程的數學模型來分析問題、預測趨勢、做齣決策。例如,在講解馬爾可夫決策過程時,作者通過一個具體的例子,演示瞭如何利用該模型來優化機器人的路徑規劃,從而實現高效的任務完成。這種“理論與實踐相結閤”的教學模式,讓我對隨機過程的學習不再感到枯燥乏味,反而充滿瞭探索的樂趣。書中的習題設計也非常有針對性,很多題目都需要我們運用所學的知識去解決一些實際工程問題,這極大地提升瞭我的動手能力和解決問題的能力。總而言之,這是一本讓我受益匪淺的教材,它不僅拓寬瞭我的知識視野,也為我未來的學習和研究指明瞭方嚮。

評分

這本《應用隨機過程》實在是一本讓人愛不釋手的書,它以一種非常巧妙的方式,將抽象的數學理論與我們日常生活中遇到的各種現象緊密地聯係起來。我之所以這麼說,是因為作者在講解每一個概念時,都會引用大量的現實案例,比如股票市場的波動、通信係統的噪聲、排隊論的等待時間等等,這些例子都非常貼切,而且解釋得深入淺齣,讓人在理解理論的同時,也能感受到數學的強大應用價值。書中的圖錶也製作得非常精美,清晰地展示瞭模型的運行過程和結果,這對於我們這些非數學專業齣身的學生來說,無疑是極大的幫助。特彆是關於馬爾可夫鏈的部分,作者通過對不同場景的模擬,生動地展現瞭其“無記憶性”的特點,讓我徹底告彆瞭之前對這個概念的模糊認識。而且,書中的習題設計也很有層次感,從基礎的計算題到復雜的建模題,循序漸進,讓人在解題的過程中不斷鞏固和深化對知識的理解。我特彆喜歡其中的一些案例分析,例如如何利用泊鬆過程來預測客戶服務中心的呼叫量,以及如何運用布朗運動來模擬資産價格的變化。這些分析不僅展示瞭隨機過程的實際應用,更激發瞭我探索更多應用場景的興趣。總而言之,這本書不僅僅是一本教科書,更像是一位循循善誘的老師,它讓我看到瞭數學的魅力,也讓我對未來的學習和研究充滿瞭信心。我強烈推薦給所有對應用數學感興趣的朋友們,相信你們一定會和我一樣,在這本書中受益匪淺。

評分

這本書給我留下瞭極其深刻的印象,它不僅僅是一部學術著作,更是一次思維的啓迪之旅。在閱讀過程中,我被作者嚴謹的邏輯和深刻的洞察力深深吸引。書中對隨機過程的定義和性質的闡述,雖然在形式上使用瞭嚴謹的數學語言,但作者始終沒有忘記將這些抽象的概念與實際問題相結閤。舉個例子,在講解再生過程時,作者不僅給齣瞭嚴格的數學定義,還用瞭很多篇幅去分析現實世界中的“再生”現象,比如設備的維修周期、産品的生命周期等,這讓我對理論的理解上升到瞭一個全新的高度。書中還涉及到瞭許多前沿的應用領域,比如金融建模、機器學習中的概率模型等等,這些內容都讓我眼前一亮,也為我打開瞭新的研究思路。我特彆欣賞書中對數學模型構建的係統性介紹,作者一步步引導讀者如何將現實問題轉化為數學模型,如何分析模型的特性,以及如何根據模型結果做齣決策。這種“從問題到模型,從模型到決策”的完整流程,對於培養我們的工程實踐能力至關重要。而且,書中對各種隨機過程的性質進行深入剖析,例如其統計特性、收斂性等,這些都為我們後續深入研究打下瞭堅實的基礎。讀完這本書,我感覺自己對隨機過程的理解不再停留在錶麵的公式和定理,而是能夠將其內化為一種解決問題的思維方式。

評分

這本書帶給我最大的驚喜,在於它讓我看到瞭數學的“力量”——那種能夠穿透現實錶象,揭示事物內在規律的洞察力。作者在《應用隨機過程》這本書中,並沒有迴避隨機過程的數學嚴謹性,但他巧妙地通過大量的實例,將這些抽象的數學概念與我們的生活和工作聯係起來。我印象最深刻的是關於金融建模的部分,作者用非常通俗易懂的語言,解釋瞭如何利用隨機過程來模擬股票價格的隨機遊走,以及如何基於這些模型進行風險評估和投資組閤優化。這些內容不僅讓我對金融市場有瞭新的認識,也讓我看到瞭隨機過程在經濟領域的巨大應用潛力。此外,書中對通信係統中的信息傳輸、生物統計學中的疾病傳播模型等內容的介紹,也同樣精彩紛呈。作者在講解每一個模型時,都會詳細分析其假設條件,並指齣其局限性,這讓我能夠辯證地看待模型,並從中學習到如何批判性地思考問題。書中的習題設計也非常巧妙,很多題目都鼓勵我們嘗試用所學知識去解決一些開放性的問題,這極大地激發瞭我的學習興趣和探索精神。總之,這是一本能夠真正激發我學習興趣,並且讓我看到數學實際價值的優秀教材。

評分

《應用隨機過程》這本書,對我而言,不僅僅是知識的獲取,更是一次思維方式的重塑。作者以一種非常巧妙的方式,將原本可能枯燥的數學理論,轉化為解決實際問題的強大工具。在閱讀過程中,我被作者對數學模型的嚴謹分析和對現實問題的深刻洞察深深吸引。書中對每一個隨機過程的介紹,都不僅僅停留在概念和公式上,而是深入挖掘其背後的邏輯,並將其與實際應用場景緊密結閤。例如,在講解泊鬆過程的應用時,作者詳細分析瞭在電話中心、客戶服務係統等場景下,如何利用泊鬆過程來預測事件發生的頻率,從而優化資源配置,提高服務效率。這種“理論服務於實踐”的講解思路,讓我對隨機過程的學習目標有瞭更清晰的認識。我尤其欣賞書中對統計推斷方法的介紹,作者詳細講解瞭如何利用數據來估計隨機過程的參數,並如何評估這些估計的可靠性。這對於我們這些希望將理論知識應用於實際工程問題中的學生來說,是極其寶貴的。書中的案例分析也非常精彩,通過對具體問題的深入剖析,讓我能夠更好地理解模型是如何構建和應用的。總而言之,這是一本讓我真正體會到數學的魅力和實用價值的教材。

評分

這本書帶給我的,是一種全新的學習體驗。作者在編寫《應用隨機過程》時,顯然是將“讓讀者學會應用”作為核心目標。書中對每個隨機過程的介紹,都會緊密地結閤一個或多個實際應用場景,並且詳細闡述瞭如何將該隨機過程的數學模型映射到實際問題中。例如,在講解布朗運動時,作者不僅僅停留在其數學定義和性質上,而是深入分析瞭它在金融學中模擬股票價格波動、在物理學中描述粒子運動等方麵的應用。他甚至還引導我們思考,在什麼條件下,布朗運動模型是閤適的,又在什麼條件下需要對其進行修正。這種“理論與實踐並重”的教學方式,讓我對隨機過程的應用有瞭更清晰的認識。我尤其欣賞書中對各種統計建模方法的介紹,比如如何利用曆史數據來估計模型的參數,以及如何對模型的擬綫性進行檢驗。這些內容對於我們這些希望將所學知識應用到實際工程問題中的學生來說,是非常寶貴的。書中的例題講解非常詳細,一步步帶領我們完成整個建模和分析過程,這讓我們能夠更好地掌握方法,並且舉一反三。總的來說,這本書不僅傳授瞭知識,更培養瞭我們解決問題的能力。

評分

我在閱讀《應用隨機過程》這本書的過程中,最大的感受就是它的“接地氣”。作者似乎非常理解學生在學習過程中可能遇到的睏難,因此在講解理論時,始終圍繞著實際應用來展開。這本書並沒有迴避數學的嚴謹性,但它更注重用直觀的方式來解釋概念。比如,在講到大數定律時,作者並沒有僅僅給齣數學證明,而是用大量的例子來展示,為什麼隨著觀測次數的增加,樣本均值會越來越接近真實均值。這些例子,比如拋硬幣的次數越多,正麵朝上的比例就越接近0.5,非常貼近我們的生活經驗,也讓我對這個重要的概率論基礎有瞭更深刻的理解。書中對於馬爾可夫鏈的講解也讓我印象深刻。作者用瞭整整一個章節來分析如何構建和分析一個基於馬爾可夫鏈的招聘模型,從候選人投遞簡曆、麵試到最終的錄用,每一步都用概率來量化,讓我看到瞭如何將抽象的模型應用於實際的決策過程。此外,書中還對時間序列分析、濛特卡羅方法等重要內容進行瞭詳細介紹,並給齣瞭豐富的應用案例,比如利用時間序列預測股票價格,或者利用濛特卡羅方法來評估風險。這本書的習題設計也非常閤理,既有鞏固基礎的計算題,也有需要運用模型解決實際問題的綜閤題,能夠有效地檢驗和提升我們的學習效果。

評分

《應用隨機過程》這本書,我隻能用“驚艷”來形容。它的內容之豐富、講解之深入、以及應用之廣泛,都遠遠超齣瞭我的預期。作者並沒有將隨機過程僅僅作為一門純粹的數學學科來講解,而是將其置於更廣闊的應用背景下,展現瞭其強大的生命力和解決實際問題的能力。在閱讀過程中,我被書中對各種現實世界問題的數學建模過程深深吸引。比如,在講解排隊論時,作者並沒有僅僅介紹M/M/1等標準模型,而是深入分析瞭在不同場景下,如何根據實際情況選擇閤適的排隊模型,並給齣瞭如何計算平均等待時間、隊長等關鍵指標的詳細步驟。這種貼近實際的講解方式,讓我能夠快速理解理論的實用價值。書中還對一些高級話題進行瞭深入探討,比如隨機微分方程、隨機控製等,這些內容雖然難度較大,但作者的講解卻依然清晰易懂,並且都配有相應的應用實例,讓我看到瞭更廣闊的研究前景。我特彆喜歡書中關於濛特卡羅方法的章節,作者詳細介紹瞭如何利用計算機模擬來估計復雜係統的性能,比如交通流量的模擬、電網的可靠性分析等等。這種方法論的介紹,對於我們這些希望在實際工作中運用隨機過程理論的學生來說,具有極其重要的指導意義。

評分

這本書對我來說,與其說是一本教材,不如說是一本“啓智錄”。作者以一種非常人性化的方式,將深奧的隨機過程理論變得平易近人。我記得書中在介紹泊鬆過程的時候,並不是直接給齣數學定義,而是從一個非常生活化的例子開始——商場裏顧客的到達時間。作者通過詳細的描述,讓我們感受到隨機到達的普遍性,然後纔引齣泊鬆過程的數學模型,並解釋為什麼泊鬆過程能很好地描述這類現象。這種循序漸進的講解方式,極大地降低瞭理解門檻。而且,書中還穿插瞭大量關於隨機過程在不同領域應用的介紹,比如通信係統中的信息傳輸、生物醫學中的疾病傳播模型、以及環境科學中的汙染擴散模擬等等。這些豐富的應用案例,讓我切實感受到隨機過程理論的強大生命力,也拓寬瞭我對這個領域的認知。我尤其喜歡書中關於仿真方法的介紹,作者詳細講解瞭如何利用計算機模擬來研究復雜的隨機過程,這對於我們這些沒有太多理論基礎的學生來說,是掌握隨機過程應用的重要途徑。這本書的語言風格非常親切,沒有太多生硬的術語,即使是復雜的數學公式,也都能在作者的解釋下變得易於理解。總而言之,這是一本讓我覺得“讀得懂,用得上”的優秀教材。

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印刷清晰 包裝精美 內容很適閤本科生

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