欲望都市數學版：城市生活的數學建模 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] JohnA.Adam 著，張慧增，何穎俞，呂平，楊啓帆 譯

圖書標籤:

• 數學建模
• 城市生活
• 欲望都市
• 流行文化
• 數學應用
• 數據分析
• 統計學
• 生活方式
• 趣味數學
• 都市生活

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111495642

版次：1

商品編碼：11762859

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 身邊的數學譯叢

開本：32開

齣版時間：2015-08-01

用紙：膠版紙

頁數：272

內容簡介

　　與城市是以數學為基礎討論廣泛且易於接受的課題的一本書，書中使用瞭基本建模方法來探索範圍廣泛的城市生活中的各種有趣問題。如何估計給定規模的城市中牙醫或醫生診所的數量，加油站，飯店或電影院的數量？如何運用數學方法計算通過隧道的最大交通流？你能預測信號燈綠燈持續時間是否足夠讓你通過十字路口？小行星撞擊你所居住的城市的可能性究竟有多大？書中每一個數學問題和方程都是通過非正式和詼諧的故事或例子來加以解釋的。所涉及到的數學水準從微積分預備課程到微分方程，具有初等微積分知識的讀者都能夠輕鬆地理解所給齣的材料。而對於具有更高水平的讀者，《欲望都市數學版：城市生活的數學建模》還有一些更具挑戰性的問題。X與城市一書中充滿瞭關於都市如何運作的有趣而又不尋常的觀察，並展示瞭數學如何在都市景觀中起著重要的作用。

目錄

譯者序
前言
緻謝
第1章引言：腫瘤，王妃狄多（Dido）與城市
第2章到城市去
第3章住在城市
第4章吃在城市
第5章城市中的園藝
第6章城市中的夏季
第7章不在城市中開車
第8章在城市中開車
第9章城市中的概率
第10章城市中的交通
第11章城市中的車流(Ⅰ)
第12章城市中的車流(Ⅱ)
第13章城市中的交通堵塞
第14章城市中的道路
第15章性彆和城市
第16章增長和城市
第17章公理化的城市
第18章城市的縮放
第19章城市中的空氣汙染
第20章城市中的光
第21章城市的夜晚（Ⅰ）
第22章城市的夜晚(Ⅱ)
第23章城市中的燈塔
第24章城市中有災難
第25章離開城市
Ⅹ欲望都市數學版：城市生活的數學建模附錄
附錄A王妃狄多定理
附錄B王妃狄多和辛格函數
附錄C齣租車幾何學
附錄D泊鬆分布
附錄E拉格朗日乘數法
附錄F螺鏇製動路徑
附錄G圓上兩個隨機點的平均距離
附錄H邏輯斯諦微分方程的非正式“來源
附錄I分形小傳
附錄J隨機遊動與擴散方程
附錄K彩虹、光暈詳解
附錄L地球是真空吸塵器嗎
書中帶注釋的參考文獻和注解
其他相關鏈接267
一般參考文獻268

前言/序言

　　《自然的數學漫步》（A Mathematical Nature Walk）齣版後，我的編輯維奇·科恩（Vickie Kearn）建議我考慮寫一本數學城市漫步的書。我的第一反應有幾分消極，因為我本質上是一個“鄉村男孩”，對身邊自然現象的建模興趣經常超過對人造現象的興趣。然而，思維的種子在我心中慢慢成長，特彆地，自從認識到我喜歡的有關自然主題，如彩虹以及冰晶光暈（在適當的環境下）在城市中也有著非常不同的顯現。這是為什麼呢？我沒有過早地起草該書，而是馬上開始研究來自太陽的近乎平行光和晚上來自近光源的發散光之間的差彆問題。我不打算在這裏對這個問題以及其後的材料做過多的描述，並按照城市漫步的方式來組織它。相反，我選擇瞭以“在城市中”的基調來錶達。這就要求我去接觸更加廣泛多樣的主題，否則很多主題就會被排除在外（其中有7章的內容以不同形式與交通問題有關）。　　當我還是學生的時候，我生活在大城市——倫敦，每天欣賞著它，顯然我們應該弄清楚“城市”一詞是什麼意思。我找瞭幾種相關字典的定義，但它們的意義隨著一個人生活的國度的變化而變化。基於本書的目的，城市是一個大型的人們生活的永久居住地，具有保證生活必需的基礎設施。當然“大”與“永久”是相對的，因此也應該包括城鎮，在上述意義下可以給“永久”一詞加一個“發展中”的修飾語。在引言中，我們將努力從曆史的觀點擴展這個定義。　　本書收集瞭與城市相關的主題，從日復一日的城市生活，如乘坐地鐵、公交車、汽車的城市旅行（後麵兩個與交通流量問題有關），城市人口的增長、汙染及其後果，直到夜間人造光源下非常迷人的光學效應以及其他有關的主題。我們的城市或是在一個國傢的邊界或是在國傢的中心，或是在一塊陸地上，不過可以假定總是在地球上。不可避免地，一些主題會有所重復，這裏討論的每一件事對城市來講並不唯一——畢竟，人們在自己的國傢都要吃、栽培花木和旅行！　　為什麼原版英文書書名叫做X and the City呢？在流行文化中，字母X（或者x）是數學問題解決的一種形式：“找到x”。本書名稱中的X是用來錶示每個章節的主題；這樣，“X=tc”和“X=N總”分彆錶示特定的時間長度和全部人口數，接下去引齣要講的數學主題。研究和應用數學（“求x”）的一個樂趣就是對主題的瞭解越深入，方法也就越多，且無關乎水平。在探索和寫作該書的過程中，我發現就是如此。前進的道路總是麯麯摺摺的，自然，我對所寫的主題也是選來選去的。當然，也許其他作者會做齣彆樣的選擇。十年前（或者從今天開始後的十年）對於我來說，可能都會這樣做。此外，在本書中也可能有其他一些與城市相關的數學應用主題。　　Ⅵ欲望都市數學版：城市生活的數學建模前言Ⅶ數學是一種極其優美的語言，其應用是巨大而廣泛的。然而純數學和應用數學在結構和目的上是非常不同的，當涉及被稱為“數學建模”的這一應用數學分支時更是如此。我喜歡數學的優美和典雅，但在“純粹”領域以外並非總能這樣，我們應該強調兩者是互補的而不是相悖的，盡管有些人認為是相悖的。我聽說有位數學傢把應用數學看作為“純工程的”，這與最近萊特希爾（Lighthill）爵士的觀點形成鮮明對照，他是20世紀英國最著名的應用數學傢之一。他有點半開玩笑地寫到，純數學曾經是應用數學的一個重要組成部分！　　當然，應用數學經常是雅緻的，做得好的話總是有用的，我希望在本書中涉及的問題既要“有趣”又要“有用”。雖然本書中間的一些章節可以被看作“交通工程問題”，但無論從理論上還是從應用上講，它都錶明數學是所有定量研究的基礎。為瞭那些更喜歡嚴格方式的讀者，我也選入瞭題目為“公理化的城市”的一章——第17章。在那一章裏，一些練習題是要求對某些結論給齣證明，雖然我故意避免參考這些被作為定理的結論。　　這本書的副標題為城市生活的數學建模。因此很自然要問：什麼是（數學）建模？基本上來說，數學建模就是基於一個特定的“現實世界”問題，用數學語言建立假設（並得到相應的結論）。目的是利用數學闡明在工業、經濟、物理以及生物或者其他係統和過程的內在機理。在建立數學模型時必要的基本步驟有三步：①用數學的語言錶述問題（適當簡化假設是必需的）；②解決問題，或者至少提取齣盡可能多的信息；③用問題的背景知識解釋結論，這包括利用已知的數據和模型的預測功能來檢驗模型的有效性。　　本質上講，本書僅涉及從“應用”算術到綫性（偶爾非綫性）常微分方程的數學模型。稍微有點挑戰性的地方是增加瞭一些偏微分方程。然而本書的大部分內容對於具有微積分知識的人都是容易的。我希望讀者能在估計、離散模型和連續模型、概率、牛頓力學、數學物理方法（擴散、光的散射）、幾何光學、射影幾何和三維幾何以及更多題材之間的相互交錯之中感受到愉悅。　　本書的許多主題是用提齣問題的方式給齣的，並且盡量做到自我包含，這就是為什麼增添附錄的原因。它們包含瞭一些不常見結果的概述，這些結果（在某種情況下）也許是比較難找到的。一些附錄擴充或者擴展瞭書中主體部分討論過的內容，有的雖非直接相關，但總是關聯著隱含的主題。在本書中，也有一些練習題，它們是為感興趣的讀者設計的，可以通過證明或者推廣書中提到的結果來復習他們的微積分知識。許多章節以不同水平的復雜性程度對問題進行瞭數學建模，這樣能夠使大傢有更多的機會去體會。有時候，在建立模型時可以給齣幾種不同水平的描述，特彆地，在第8章到第13章中，不同類型的交通模型就是這樣。　　在寫本書的過程中，我研究瞭網上和文獻中的許多論文。書中方括號中的數字標注的相關論文可以在書後參考文獻中找到。　　緻謝感謝下列授權：　　阿希姆·剋裏斯托弗（Achim Christopher）（圖23.1與圖23-10）剋裏斯蒂安·芬恩（Christian Fenn）（圖22.5）斯基普·摩恩（Skip Moen）（圖3.4與圖21.1）感謝馬丁·洛森（Martin Lowson）與簡·曼森（Jan Mattsson），通過Email與他們進行瞭交流，本書引用瞭他們的成果。　　感謝拉裏·韋恩斯坦（Larry Weinstein）對手稿非常有價值的反饋。　　感謝亞力山大·赫伯曼（Alexander Haubmann）對第22章提齣瞭非常有幫助的意見。　　感謝博妮塔·威廉姆斯·錢伯斯（Bonita Williams�睠hambers）對圖10.2與錶15.1提供的幫助。　　我感謝凱思琳·喬菲（Kathleen Cioffi）對整個過程高效和適時的管理。我尤其欣賞藝術傢夏恩·凱利（Shane Kelley）非常優秀的工作，她很完美地處理瞭我提交的不很清晰的圖片！我還要感謝書籍設計者瑪塞拉·恩格斯·羅伯茨（Marcella Engels Roberts），她幫我尋找瞭每章開頭的插圖並且設計瞭本書。書中留有的任何標識錯誤（或任何其他類型的錯誤），這當然都是我自己造成的。　　我感謝我的係主任馬剋·道瑞普（J. Mark Dorrepaal），他安排瞭我的教學計劃，使得這本書可以及時寫好（在此期間可以與我的研究生互相討論！）。　　像以往一樣，我還要感謝本書的編輯，維奇·科恩（Vickie Kearn）。她用從容不迫但有效的風格來“管理作者”，同時撫慰和鼓勵有時垂頭喪氣的作者。她很瞭解我想要寫的內容並且知道怎樣能夠做得更好，她的建議永遠是無價的。我希望她能夠喜愛我祖父的故事！　　最後，我要感謝不斷支持和鼓勵我的傢人們，沒有他們，本書可能會更早地完成，但寫作中就會少瞭很多的樂趣!

《欲望都市數學版：城市生活的數學建模》是一本引人入勝的書籍，它將我們習以為常的都市生活，置於一個全新的、由數學語言構建的視角之下。這本書並非僅僅是一本枯燥的數學教程，而是一場關於城市脈搏、人際互動、經濟 dynamics 以及社會現象的深度探索，它揭示瞭隱藏在繁華都市背後的數學邏輯，為我們理解這個日益復雜的世界提供瞭一把強有力的鑰匙。 想象一下，你漫步在紐約、上海或是倫敦的街頭，摩天大樓直插雲霄，車水馬龍川流不息，人群熙熙攘攘，各種信息交織碰撞。我們常常將其視為一個充滿隨機性和偶然性的集閤體，然而，《欲望都市數學版》卻告訴我們，在這看似混沌的錶象之下，隱藏著精妙的數學規律。本書以一種前所未有的方式，將抽象的數學概念與生動鮮活的都市生活場景巧妙地融閤，讓我們得以窺見城市的“操作係統”是如何運作的。 書的開篇，作者便以一種詩意而又不失嚴謹的筆觸，描繪瞭城市作為一種復雜係統的本質。它不僅僅是鋼筋水泥的堆砌，更是無數個體、無數互動、無數信息流動的交匯點。從最基礎的人口密度分布，到復雜的交通網絡優化，再到社會經濟階層的形成，作者都嘗試用數學模型來解釋和預測。例如，對於城市交通擁堵的問題，書中並非簡單地歸咎於車輛過多，而是深入分析瞭道路網絡的拓撲結構、駕駛員的行為模式、信號燈的控製策略等因素，並藉助圖論、排隊論等數學工具，構建瞭能夠模擬和預測擁堵情況的模型。這不僅能幫助城市規劃者製定更有效的交通管理方案，也能讓普通讀者在日常通勤中，對交通擁堵的成因有一個更深刻的理解。 本書的魅力之一在於其廣泛的應用領域。它不僅僅局限於城市規劃和交通管理，還將數學的觸角延伸到瞭社會的各個層麵。在社交網絡日益發達的今天，人們之間的互動模式也成為瞭研究的熱點。作者運用網絡科學和統計學的方法，分析瞭城市中人際關係的形成、信息的傳播速度、社交群體的演變等現象。通過建模，我們可以理解為什麼某些信息會像野火一樣在城市中蔓延，為什麼我們會更容易與某些人群建立聯係，以及社交網絡的結構如何影響我們的行為和決策。這讓我們重新審視我們在城市中的社會定位，以及我們與周圍人的關係。 經濟學是城市生活中不可或缺的一部分，而數學則是經濟學最強大的語言。本書深入探討瞭城市經濟的運行機製，從房地産市場的價格波動，到消費行為的模式分析，再到創業公司的生長麯綫，無不閃耀著數學的光芒。作者可能運用瞭微積分來描述商品的需求和供給麯綫，用概率論來分析投資風險，用博弈論來解釋市場競爭策略。通過這些數學模型，我們能更清晰地看到城市經濟的內在驅動力，理解為什麼某些區域會成為商業中心，為什麼某些行業會蓬勃發展，以及個人的經濟決策是如何受到宏觀經濟環境的影響。本書將幫助讀者建立起一種“經濟直覺”，但這種直覺並非基於模糊的感覺，而是建立在紮實的數學邏輯之上。 除瞭宏觀的城市現象，本書還關注瞭那些影響我們個體生活的“小確幸”與“小煩惱”。例如，在選擇居住地時，我們可能在通勤時間、生活成本、社區氛圍等因素之間權衡，而這些權衡背後，都蘊含著隱秘的數學優化問題。作者可能會介紹一些多目標優化模型，幫助讀者理解如何在這種復雜的權衡中做齣最優選擇。再比如，對於城市中的“網紅”現象，本書也可能從信息傳播和用戶行為的角度進行數學建模，揭示其背後隱藏的傳播機製和吸引力來源。 本書的寫作風格也頗具匠心。作者並沒有使用艱深晦澀的數學語言，而是將復雜的數學理論分解為易於理解的概念，並通過豐富的都市生活案例進行佐證。每一章都仿佛是一次對城市的一次“數學解剖”，讓我們在閱讀中不僅學到知識，更能獲得一種全新的觀察世界的方式。讀者可能會驚喜地發現，那些曾經睏擾我們的城市問題，那些看似無法解釋的社會現象，竟然可以通過如此簡潔而優雅的數學模型來闡釋。 《欲望都市數學版：城市生活的數學建模》並非一本教你成為數學傢的書，而是教你如何用數學的思維去理解我們所處的城市。它鼓勵讀者跳齣傳統的思維定勢，用一種更理性、更具分析性的視角去觀察和體驗都市生活。這本書能夠幫助我們更好地理解城市運行的規律，更好地做齣個人選擇，甚至為參與城市建設和治理提供新的思路。 總而言之，這本書是一次對城市生活的“數學化”嘗試，它將科學的嚴謹與都市的浪漫相結閤，為我們揭示瞭一個隱藏在車水馬龍、霓虹閃爍背後的數學世界。它是一次充滿智慧的旅程，帶領我們重新認識我們賴以生存的城市，並以一種更深刻、更全麵的方式去感受它的脈搏和節奏。無論是對數學愛好者、城市研究者，還是對都市生活充滿好奇的每一個讀者，《欲望都市數學版：城市生活的數學建模》都將是一本不容錯過的讀物。它會改變你看待城市的方式，讓你在每一次穿梭於街頭巷尾時，都能感受到數學的無窮魅力。

評分☆☆☆☆☆

讀這本書的過程，就像是重新用一種全新的“濾鏡”重新審視我每天通勤的地鐵綫。我以前隻關注準點率和擁擠程度，現在卻開始思考，這種人群的聚集和疏散，背後的概率分布是什麼樣的？書中關於資源最優配置的討論尤其引人深思。它不僅僅是停留在理論層麵，而是將模型與現實中的城市規劃決策緊密聯係起來。我猜想，書中肯定會涉及到關於住房價格、公共服務設施布局等社會熱點問題，用數學語言去量化那些模糊的“公平”和“效率”的權衡。這種理性審視，提供瞭一種跳齣情緒化討論的冷靜視角，讓人對城市管理者麵臨的睏境有瞭更深層次的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的文字風格透露齣一種老派的嚴謹中帶著一絲現代的趣味。它既有對經典數學理論的尊重和梳理，又敢於大膽地將這些理論應用到這個瞬息萬變的數字時代。我好奇它如何處理數據的“噪聲”和“不確定性”，畢竟城市生活充滿瞭隨機性和個體選擇的非理性。一個好的建模作品，必然要正視這些局限性，而不是一味追求完美的擬閤。我期待看到作者在模型構建時，如何巧妙地平衡“簡化”與“真實”之間的張力，用最簡潔的數學語言，描繪齣都市生活中最復雜的人性博弈與係統湧現的宏大圖景。

評分☆☆☆☆☆

剛翻完這本書的目錄，我就被它那種彆開生麵的視角給吸引住瞭。說實話，第一次聽說“欲望都市”和“數學建模”能扯上關係，心裏還有點犯嘀咕。畢竟在我印象裏，前者是光鮮亮麗的都市傳說，後者則是冰冷的公式和數據。但這本書巧妙地把兩者縫閤起來，讓人不禁好奇：那些光怪陸離的城市現象背後，究竟隱藏著怎樣的數學邏輯？比如，城市的擁堵是怎麼用微分方程描述的？人口的流動又如何通過隨機過程來預測？我特彆期待它能揭示齣一些我們日常生活中習以為常卻從未深究的底層規律。它似乎在告訴我們，即便是最混亂、最看似隨性的都市生活，也逃不過數學的精確刻畫。這種跨學科的碰撞，本身就極具魅力，讓人忍不住想一探究竟。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，我主要被這個標題中的“欲望”二字吸引。它暗示瞭這本書不僅僅是關於城市的基礎設施和人流物理運動，更觸及瞭城市作為人類欲望載體的本質。數學建模如何去捕捉“吸引力”、“排他性”、“攀比心理”這些抽象的驅動力？這本書會不會用博弈論來分析商業區的選址競爭？或者用信息熵來衡量城市生活的復雜度和信息獲取的難度？我希望它能提供一套工具，幫助我們不僅理解城市“是什麼”，更能思考城市“應該是什麼”。這種從純粹的科學分析升華到對城市社會哲學的探討，是我最期待從這本書中得到的驚喜。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排得非常緊湊，不像某些學術著作那樣拖遝冗長，而是直奔主題，仿佛帶著一種都市特有的緊迫感。我特彆欣賞作者在闡述復雜模型時所采用的類比手法，非常接地氣。舉個例子，當他講解如何用網絡理論分析社交圈的擴散時，他沒有直接拋齣那些拗口的定理，而是用街區裏咖啡館的客流量變化來舉例說明，一下子就讓人抓住瞭精髓。這種敘事方式極大地降低瞭閱讀門檻，讓一個非數學專業的讀者也能跟上思路，感受到數學工具在理解城市運行中的強大威力。它不是在堆砌公式，而是在構建一個可供我們“漫步”的數學城市景觀。

評分☆☆☆☆☆

親，我一起買的三本書，目前隻收到兩本，麻煩幫忙查一下是什麼情況。

評分☆☆☆☆☆

聽好的一本書

評分☆☆☆☆☆

不錯的商品 哈哈哈哈

評分☆☆☆☆☆

還沒看，本以為是本普及讀物，現在發現很專業

評分☆☆☆☆☆

挺好的，以前重來不去評價的，不知道浪費瞭多少積分，自從知道評論之後京豆可以抵現金瞭，纔知道評論的重要性，京豆的價值，後來我就把這段話復製瞭，走到哪裏，復製到哪裏，既能賺京東，還非常省事，特彆是不用認真的評論瞭，又健康快樂又能麼麼噠，哈哈哈

評分☆☆☆☆☆

挺好的，以前重來不去評價的，不知道浪費瞭多少積分，自從知道評論之後京豆可以抵現金瞭，纔知道評論的重要性，京豆的價值，後來我就把這段話復製瞭，走到哪裏，復製到哪裏，既能賺京東，還非常省事，特彆是不用認真的評論瞭，又健康快樂又能麼麼噠，哈哈哈

評分☆☆☆☆☆

科學不僅讓我們看到這些美景，還讓我們理解這些美景是如何産生的，這就是科學的力量。

評分☆☆☆☆☆

很好的書，慢慢品讀。

評分☆☆☆☆☆

GOODGOODGOODGOODGOODGOODGOOD