北京大学计算数学考博考试以扎实的理论基础与广泛的学科交叉性为特色,其核心考核目标在于考察考生对数值分析、计算方法、线性代数与偏微分方程数值解等基础理论的理解深度,以及解决复杂数学问题的综合能力。从历年真题分析可见,考试内容呈现"三足鼎立"的特点:数值积分与微分方程数值解(占比约35%)、线性代数与矩阵计算(占比30%)、非线性方程与最优化方法(占比25%),其余10%为数学建模与编程实现题。
以《数值分析》(严士健,高等教育出版社)为基石教材,考生需重点掌握迭代法收敛性分析(压缩映射原理、谱半径判定)、矩阵条件数与误差传播(矩阵范数体系、舍入误差累积效应)、数值积分中的高斯型求积公式构造(正交多项式与权函数关系)三大核心模块。李荣华《计算数学(数值分析)》中关于特征值计算的两章内容(幂法、QR算法)与《矩阵计算》(高小华)的扰动理论形成互补,建议考生建立"扰动-误差-稳定性"三位一体的知识框架。
在备考策略上,建议采用"三阶段递进式学习法":第一阶段(1-2个月)完成四本核心教材的通读,建立知识图谱,重点标注每章的定理证明思路与典型例题;第二阶段(2-3个月)进行专题突破,针对数值微分方程中的显式/隐式格式稳定性分析、非线性方程组的牛顿法与拟牛顿法收敛性比较等高频考点进行深度推导;第三阶段(1个月)实施真题模拟训练,特别关注近五年考题中出现的"数值算法设计+Matlab代码实现"复合题型,注意优化算法的参数选择与收敛性验证流程。
值得关注的是,2022年新增的"科学计算前沿"考核模块(占比15%)要求考生了解有限元方法在多物理场耦合中的应用、随机微分方程的蒙特卡洛模拟等交叉领域知识。建议考生通过《计算数学前沿》(王仁宏)补充学习,同时关注《SIAM Review》近三年关于非光滑优化与机器学习融合计算的综述论文。在编程实践方面,需熟练掌握Matlab的矩阵运算与可视化功能,并具备Python的NumPy/SciPy库应用能力,近三年上机考试中Python代码占比已提升至40%。
最后需要强调的是,计算数学考博的本质是"数学思维与工程实践的结合",建议考生在复习过程中建立"问题导向"的学习模式,例如通过设计一个简单的偏微分方程数值解程序(如热传导方程显式格式),同步训练差分格式的构造能力、稳定性条件推导能力与代码调试能力。这种"理论-算法-编程"三位一体的训练体系,能有效提升考生的综合应试竞争力。