Modeling and Simulation in Medicine and the Life Sciences

ریاضیات در پزشکی و علوم زیستی از سخنرانی های نویسندگان در دانشگاه نیویورک، دانشگاه یوتا و دانشگاه ایالتی میشیگان رشد کرد. این مطالب برای دانش‌آموزانی نوشته شده است که فقط یک ترم حساب دیفرانسیل و انتگرال داشته‌اند، اما حاوی مطالبی است که می‌تواند در دوره‌های مدل‌سازی در ریاضیات کاربردی در همه سطوح از طریق دوره‌های تحصیلات تکمیلی اولیه استفاده شود. تمرینات متعددی نیز ارائه شده است و راه حل هایی برای تمرینات انتخابی گنجانده شده است. تصاویر متعددی فرآیندهای فیزیولوژیکی، پدیده‌های زیست‌شناسی جمعیت، مدل‌های آنها و نتایج شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای را نشان می‌دهند.

مدل‌ها و روش‌های ریاضی در پزشکی و علوم زیستی اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کنند. این کتاب مقدمه ای بر تنوع گسترده ای از مشکلات اعم از پدیده های جمعیتی گرفته تا جمعیت شناسی، ژنتیک، اپیدمی ها و پراکندگی فراهم می کند. در فرآیندهای فیزیولوژیکی، از جمله گردش خون، تبادل گاز در ریه ها، کنترل حجم سلولی، مکانیسم ضرب کننده جریان مخالف کلیوی، و مکانیک عضلانی. به مکانیسم های کنترل عصبی هر فصل از نظر سختی درجه بندی می شود، بنابراین خواندن قسمت های اول هر فصل مقدمه ای ابتدایی برای فرآیندها و مدل های آنها فراهم می کند. مطالبی که به موضوعات مشابه اما عمیق تر می پردازند بعداً گنجانده می شوند. در نهایت، تمرین‌ها و راه‌حل‌هایی ارائه می‌شود تا خواننده را در بخش‌های مهم مطالب در متن آزمایش کند یا خواننده را به کشف پسوندهای جالب آن مطلب سوق دهد.

Mathematics in Medicine and the Life Sciences grew from lectures given by the authors at New York University, the University of Utah, and Michigan State University. The material is written for students who have had but one term of calculus, but it contains material that can be used in modeling courses in applied mathematics at all levels through early graduate courses. Numerous exercises are given as well, and solutions to selected exercises are included. Numerous illustrations depict physiological processes, population biology phenomena, models of them, and the results of computer simulations.

Mathematical models and methods are becoming increasingly important in medicine and the life sciences. This book provides an introduction to a wide diversity of problems ranging from population phenomena to demographics, genetics, epidemics and dispersal; in physiological processes, including the circulation, gas exchange in the lungs, control of cell volume, the renal counter-current multiplier mechanism, and muscle mechanics; to mechanisms of neural control. Each chapter is graded in difficulty, so a reading of the first parts of each provides an elementary introduction to the processes and their models. Materials that deal with the same topics but in greater depth are included later. Finally, exercises and some solutions are given to test the reader on important parts of the material in the text, or to lead the reader to the discovery of interesting extensions of that material.