【簡介】 學習如何利用Python來充分發揮建模和模擬的潛力，建立逼真的模型，輕鬆解決複雜而重要的問題。 釋放預測的力量，本書揭開了宇宙的秘密並掌握預測的藝術！從帝國大廈投擲一分錢到一杯咖啡的溫度變化，您將學習如何建立模型、編寫Python程式來類比它們、並使用這些模型來預測和解釋系統的行為。利用迭代建模、分析、符號計算等方法，實作從共享自行車系統到人口模型等各種模型。 本書非常適合希望提高對模型和模擬理解能力的各領域學生和專業人士。讀者無需具備程式設計、科學或工程方面的知識。每章都有一個可下載的Jupyter筆記本，您可以輕鬆使用程式碼進行實驗，並學以致用。 透過本書您將可以： *建立世界人口模型、預測增長極限並進行未來預測 *模擬傳染病的傳播和廣泛接種疫苗的影響 *分析葡萄糖和胰島素在濃度隨時間變化時的交互作用 *探索棒球等投擲物和溜溜球等旋轉物體的物理學原理 *使用優化方法來確定在芬威球場擊出全壘打所需的力度 【目錄】 【PART 1 離散系統】 第1章 建模導論 　建模框架 　檢驗硬幣掉落的迷思 　Python 計算 　 第2章 自行車共享系統建模 　我們的自行車共享模型 　定義函數 　列印敘述 　if 敘述 　參數 　for 迴圈 　TimeSeries 　繪圖 第3章 迭代建模 　迭代我們的自行車共享模型 　使用多個狀態物件 　說明文件 　處理負自行車 　比較運算子 　度量介紹 　 第4章 參數和度量 　傳回值的函數 　迴圈和陣列 　掃描參數 　增量式開發 　總結 　習題 　 第5章 建構人口模型 　探索資料 　絕對誤差和相對誤差 　人口增長建模 　模擬人口增長 第6章 迭代人口模型 　System 物件 　比例增長模型 　分解更新函數 　結合出生與死亡 第7章 增長的限制 　二次增長 　淨增長 　尋找平衡 　問題函數 第8章 推測未來 　產生推測 　比較推測 第9章 分析和符號計算 　差分方程式 　微分方程式 　解析與模擬 　使用 WolframAlpha 進行解析 　使用 SymPy 進行解析 　SymPy 中的微分方程式 　求解二次增長模型 第10章 案例研究(1) 　歷史世界人口 　一個佇列還是兩個佇列？ 　預測鮭魚數量 　樹木生長 【PART II 一階系統】 第11章 流行病學和 SIR 模型 　新鮮人瘟疫 　Kermack-McKendrick 模型 　KM 方程式 　實作 KM 模型 　更新函數 　執行模擬 　蒐集結果 　現在使用 TimeFrame 　 第12章 量化干預措施 　免疫接種的效果 　選擇度量 　掃描免疫接種 第13章 掃描參數 　掃描 Beta 　掃描 Gamma 　使用 SweepFrame 第14章 無維度化 　beta 和 gamma 　探索結果 　接觸數 　解析和模擬的比較 　估計接觸數 第15章 熱系統 　咖啡冷卻問題 　溫度和熱量 　熱傳遞 　牛頓冷卻定律 　實作牛頓冷卻 　求根 　估計 r 　 第16章 解咖啡問題 　混合液體 　先混合還是最後混合？ 　最佳時機 　解析解 　 第17章 血糖建模 　最小模型 　葡萄糖最小模型 　獲取資料 　內插 第18章 實作最小模型 　實作模型 　更新函數 　執行模擬 　求解微分方程式 第19章 案例研究(2) 　重新審視最小模型 　胰島素最小模型 　低通濾波器 　牆壁的熱行為 　HIV 【PART III 二階系統】 第20章 重溫掉落的硬幣 　牛頓第二運動定律 　掉落的硬幣 　事件函數 　 第21章 拖曳 　計算拖曳力 　Params 物件 　模擬硬幣掉落 第22章 二維運動 　假設和決策 　向量 　模擬棒球飛行 　拖曳力 　添加事件函數 　視覺化軌跡 　棒球動畫 第23章 優化 　Manny Ramirez 問題 　尋找射程 　總結 第24章 迴轉 　衛生紙的物理學 　設定參數 　模擬系統 　繪製結果 　解析解 第25章 力矩 　角加速度 　轉動慣量 　茶壺和轉盤 　雙相模擬 　估計摩擦力 　轉盤動畫 第26章 案例研究(3) 　高空彈跳 　重溫高空彈跳灌籃 　環繞太陽運行 　蜘蛛人 　小貓 　模擬溜溜球 　恭喜您 附錄　內部玄機 　run_solve_ivp 的工作原理 　root_scalar 的工作原理 　maximize_scalar 的工作原理