Información del libro de química computacional

Introducción: La química computacional es un curso nuevo e integral que combina métodos de cálculo numérico y programación de computadoras en química y matemáticas. Utiliza métodos de matemáticas, estadística e informática para el diseño experimental, procesamiento, clasificación, análisis y predicción de datos e información en ingeniería química. El contenido del libro de texto se divide en las partes uno y dos. La primera parte se centra en los métodos de cálculo numérico comúnmente utilizados en química e ingeniería química y en la aplicación de computadoras en química, incluida la resolución de ecuaciones algebraicas y sistemas de ecuaciones algebraicas, análisis de interpolación y regresión: ajuste de datos experimentales y determinación de parámetros del modelo, integración numérica. y Solución numérica de ecuaciones diferenciales ordinarias, valores propios y vectores propios, aplicaciones de análisis discriminante y análisis factorial en química, introducción al software y recursos de red de uso común en química e ingeniería química, introducción a métodos de optimización en química e ingeniería química, introducción a Simulación por ordenador de procesos químicos y de ingeniería química. La segunda parte toma como línea principal la clasificación de la química e introduce ejemplos de aplicación informática en química e ingeniería química. Este libro de texto integra el establecimiento de modelos matemáticos de problemas químicos, la selección de métodos de cálculo numérico y la redacción de programas de computadora. Su objetivo es permitir a los estudiantes dominar los métodos de cálculo numérico comúnmente utilizados en química, comprender la aplicación de las computadoras en química y química. ingeniería y utilizar métodos computacionales para resolver problemas químicos prácticos en el campo, cultivando así el pensamiento innovador y la capacidad de innovación de los estudiantes. El libro de texto consta de una versión de texto y un CD-ROM, y es adecuado para estudiantes universitarios con especialización en química aplicada, ingeniería y tecnología química, ingeniería farmacéutica, materiales poliméricos, ingeniería metalúrgica, materiales inorgánicos no metálicos e ingeniería ambiental. , también adecuado para profesionales de la química y la ingeniería química y profesores jóvenes interesados ​​en la química computacional.

Contenido

Capítulo 1 Introducción 1

1.1 Aplicación de las microcomputadoras en química

1.2 Pasos generales para la resolución de problemas informáticos 1

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1.3 Lenguaje informático y programa fuente II

1.4 Introducción a los algoritmos II

1.5 Introducción al error de cálculo numérico II

Capítulo 2 Ecuaciones algebraicas Hallazgo de raíces 4

2.1 Introducción 4

2.2 Evaluación de polinomios 5

2.3 Método de bisección 9

2.4 Método iterativo 13

2.5 Aceleración del proceso iterativo 17

2.6 Método de Newton 21

2.7 Método de la tangente de cuerda 26

2.8 Hallar todas las raíces de ecuaciones polinómicas 28

2.9 Determinación del valor de pH y concentración de cada componente de la solución tampón de ácido débil polibásico 33

Ejercicio 41

Capítulo 3 Interpolación de funciones 43

3.1 Introducción 43

3.2 Interpolación lineal 43

3.3 Método de interpolación lagrangiana de tres puntos 47

3.4 Interpolación lagrangiana de n puntos 52

3.5 Interpolación Resto 57

3.6 Interpolación de Etdin 60

Ejercicio 65

Capítulo 4 Integración numérica 67

4.1 Introducción 67

4.2 Ortogonalidad trapezoidal 68

4.3 Ortogonalidad de Simpson 72

4.4 Error de fórmula de cuadratura 79

Datos de puntos discretos Integral de 4,5 veces del Capítulo Cinco Soluciones numéricas de diferencial ordinario Ecuaciones 97

5.1 Introducción 97

5.2 El método de Euler y sus mejoras 98

5.3 Método de Runge-Kutta 102

5.4 Selección automática de pasos de integración 108

5.5 Ecuaciones diferenciales ordinarias de primer orden 110

5.6 Soluciones de ecuaciones diferenciales ordinarias de orden superior 117

Ejercicio 120

Capítulo 6 Solución de ecuaciones lineales 122

6.1 Introducción 122

6.2 Método de eliminación gaussiano 123

6.3 Método de iteración 127

6.4 Inverso método matricial para resolver ecuaciones lineales 142

6.5 Seguimiento de la solución de ecuaciones lineales tridiagonales 145

6.6 Resolver ecuaciones lineales usando factorización matricial Sistema de ecuaciones 149

Ejercicio 162

Capítulo 7 Soluciones de ecuaciones no lineales 164

7.1 Introducción 164

7.2 Método iterativo 164

7.3 Método de soporte vital del rayo de Newton 172

7.4 Método del descenso más pronunciado 182

7.5 Ajuste de parámetros de funciones no lineales 185

Ejercicio 191

Capítulo 8 Análisis de regresión 194

8.1 Introducción 194

8.2 Regresión lineal univariante 195

8.3 Regresión ponderada 209

8.4 Regresión no lineal univariada 214

8.5 Lineal múltiple regresión 221

8.6 Estandarización de datos 228

8.7 Procesamiento de estandarización de datos de regresión lineal múltiple 230

8.8 Prueba de significancia de regresión lineal múltiple 235

8.9 Selección de la mejor ecuación de regresión 241

8.10 Problemas que se pueden transformar en regresión lineal múltiple 243

8.11 Regresión polinómica 247

Ejercicio 253

Apéndice 255

Capítulo 9 Método Monte Carlo 256

9.1 Introducción 256

9.2 Principios básicos del método Monte Carlo 256

9.3 Ejemplos de aplicación del método MC 258

9.4 Números aleatorios y números pseudoaleatorios 262

9.5 Método MC para calcular integrales 267

9.6 Aplicación integral del método MC 275

Ejercicio 285

Capítulo 10 Teoría de la corrección estadística multivariada 286

10.1 Representación matricial de datos de medición química 286

10.2 Corrección de regresión lineal múltiple 288

10.3 Regresión de componentes principales 297

10.4 Parcial método de mínimos cuadrados 306

Capítulo 11 Método de prueba ortogonal 315

11.1 Introducción 315

11.2 Conocimientos básicos del método de prueba ortogonal 316

11.3 327 Análisis de varianza de resultados de pruebas ortogonales

11.4 Prueba ortogonal considerando la interacción 331

11.5 Niveles mixtos 340 Prueba ortogonal

A 11.6 Los resultados de las pruebas ortogonales se pueden procesar flexiblemente. 46638.66666666666

11.7 Ejemplo de aplicación integral del método de prueba ortogonal 357

11.8 Programa de cálculo de prueba ortogonal 361