清華版
圖書簡介
本書首先系統地介紹數學模型的導出和各類定解問題的解題方法, 然後再討論三類典型方程的基本理論. 這種處理方式, 便於教師授課時選講和自學者選讀. 書中內容深入淺出, 方法多樣, 文字通俗易懂, 並配有大量難易兼顧的例題與習題。
《數學物理方程(第2版)》可作為數學和套用數學、
信息與計算科學、物理、力學專業的本科生以及工科相關專業的研究生的教材和教學參考書,也可作為非數學專業本科生的教材(不講或選講第6章)和教學參考書。另外,也可供數學工作者、物理工作者和工程技術人員作為參考書。
目錄
第1章 典型方程的導出、
定解問題及二階方程的分類與化簡
1.1 典型方程的導出
1.1.1 守恆律
1.2 偏微分方程的基本概念
1.2.1 定義
1.2.3 定解問題的適定性
1.3 二階線性偏微分方程的分類與化簡
1.3.1 兩個
自變數的二階線性偏微分方程的分類與化簡
1.3.2 多個自變數的二階線性偏微分方程的分類
習題1
2.1 引言
2.2 預備知識
2.2.3 正交函式系
2.3 特徵值問題
2.3.1 Sturm—Liouville問題
2.3.2 例子
2.4 特徵展開法
2.5.1 圓域內Laplace方程的邊值問題
2.5.2 矩形上的Laplace方程的邊值問題
習題2
第3章 積分變換法
3.2 Fourier變換的套用
3.2.2 高維熱傳導方程的初值問題
3.2.4 其他類型的方程
3.3 半無界問題:對稱延拓法
3.3.1 熱傳導方程的半無界問題
3.3.2 半無界弦的振動問題
3.5 Laplace變換的套用
習題3
4.2 d'Alembert公式的物理意義
4.3.1 三維波動方程的球對稱解
4.3.2 三維波動方程的Poisson公式
4.4 二維波動方程的初值問題——降維法
4.5 依賴區域、決定區域、影響區域、特徵錐
4.6 Poisson公式的物理意義、Huygens原理
習題4
第5章 位勢方程
5.1 Green公式與基本解
5.1.1 Green公式
5.1.2 基本解的定義
5.3 Green函式
5.3.1 Green函式的概念
5.3.2 Green函式的性質
……
第6章 三類典型方程的基本理論
附錄一 積分變換表
附錄二 參考答案
參考文獻
浙大版
圖書信息
作者:李勝宏//陳仲慈//潘祖梁
ISBN:10位[7308056678] 13位[9787308056670]
出版日期:2008-1-1
定價:¥15.00 元
內容
描述許多自然現象的數學形式都可以是
偏微分方程式,特別是很多重要的物理力學及工程過程的基本規律的數學描述都是偏微分方程,例如流體力學、
電磁學的基本定律都是如此。這些反映物理及工程過程的規律的偏微分方程就是所謂的數學物理方程。當然,幾何學中的很多問題也是可以用偏微分方程來描述的。
人們對偏微分方程的研究,從
微分學產生後不久就開始了。例如,18世紀初期及對弦線的橫向振動研究,其後,對
熱傳導理論的研究,以及和對流體力學、對位函式的研究,都獲得相應的數學物理方程信其有效的解法。到19世紀中葉,進一步從個別方程的深入研究逐漸形成了偏微分的一般理論,如方程的分類、特徵理論等,這便是經典的偏微分方程理論的範疇。
然而到了20世紀隨著科學技術的不斷發展,在科學實踐中提出了數學物理方程的新問題,電子計算機的出現為數學物理方程的研究成果提供了強有力的實現手段。又因為數學的其他分支(如
泛函分析、
拓撲學、
群論、微分幾何等等)也有了迅速發展,為深入研究偏微分方程提供了有力的工具。因而,20世紀關於數學物理方程的研究有了前所未有的發展,這些發展呈如下特點和趨勢:
一、在許多自然科學及工程技術中提出的問題的數學描述大多是
非線性偏微分方程,即使一些線性偏微分方程作近似處理的問題,由於研究的深入,也必須重新考慮
非線性效應。對非線性偏微分方程研究,難度大得多,然而對線性偏微分方程的已有結果,將提供很多有益的啟示。
二、實踐中的是由很多因素聯合作用和相互影響的。所以其數學模型多是非線性偏微分方程組。如
反應擴散方程組,流體力學方程組
電磁流體力學方程組,輻射流體方程組等,在數學上稱雙曲-拋物方程組。
三、數學物理方程不再只是描述物理學、力學等工程過程的數學形式。而目前在化學、生物學、醫學、農業、環保領域,甚至在經濟等社會科學住房領域都不斷提出一些非常重要的偏微分方程。
四、一個實際模型的數學描述,除了描述過程的方程(或方程)外,還應有
定解條件(如
初始條件及邊值條件)。傳統的描述,這些條件是線性的,逐點表示的。而現在提出的很多定解條件是非線性的,特別是非局部的。對非局部
邊值問題的研究是一個新的非常有意義的領域。
五、與數學其他分支的關係。例如幾何學中提出了很多重要的非線性偏微分方程,如
極小曲面方程,調和映照方程,方程等等。泛函分析、
拓撲學及
群論等現代工具在偏微分方程的理論研究中被廣泛套用,例如空間為研究線性信非線性偏微分方程提供了強有力的框架和工具。
廣義函式的套用使得經典的
線性微分方程理論更系統完善。再就是計算機的廣泛套用,計算方法的快速發展,特別是有限元廣泛 的套用,使得對偏微分方程的研究得以在實踐中實現和檢驗。
用數學方法處理套用問題時,首先是要建立合理的數學模型,而很多情況下這種模型是偏微分方程。一個模型的建立是一個相當複雜的過程。
目錄
第1章 方程的導出和定解問題
§1.1 方程的導出
習題一
2.1.2 半無界弦的自由振動
§2.2 二維與三維波動方程的初值問題
2.2.1 球對稱情況
2.2.2 一般情況
§2.3 解的物理意義
2.3.1 D'Alembert公式的物理意義
2.3.2 依賴區域、決定區域和影響區域
習題二
§3.2 非齊次邊界條件的定解問題
3.2.1 邊界條件齊次化
3.2.2 周期性條件和自然邊界條件
3.3.1 Bessel方程的引出
3.3.2 Bessel函式及其性質
3.4.1 Legendre方程的引出
3.4.2 Legendre多項式
§3.5 本徵值理論
3.5.1 Sturm-Liouville
邊值問題3.5.3 展開定理
3.5.4 奇異的本徵值問題
習題三
第4章 積分變換法
§4.1 Fourier變換及其性質
§4.1.1 Fourier變換的形式導出及它的定義
§4.1.2 Fourier變換的基本性質
§4.2 Fourier變換在求解偏微分方程初值問題中的套用
§4.3 Laplace變換及其性質
4.3.1 Laplace變換的形式推導
4.3.2 存在定理
4.3.3 Laplace變換的基本性質
習題四
第5章 Green函式法
§5.1 Laplace方程第一邊值問題的Green函式法
5.1.2 Green函式及其意義
5.1.3 特殊區域的Green函式
習題五
習題答案
附錄
附錄A Fourier變換表
附錄B Laplace變換表
附錄C 柱函式、球函式的公式及數表
參考文獻
東大版
圖書信息
書名:數學物理方程--21世紀高等學校教材
定價:20.00
頁數:234
出版日期:2005-2-1
版次:
開本:16開
包裝:
本書主要內容包括偏微分方程的基本概念、三類典型方程的導出與
定解問題、特徵線積分法、
傅立葉級數理論、
分離變數法、
格林函式法、積分變換法、極值原理與套用、能量
積分法與套用、
貝塞爾函式和
勒讓德函式及套用等.本書選材適當,敘述詳盡,重點介紹了定解問題的各種基本解法,突出了套用性.每一章配備了較多類型的例題與習題,供讀者閱讀和練習。書末附有大部分習題答案與提示.
本書可作為套用數學專業、
信息與計算科學專業本科生和工科有關專業研究生的教學用書,也可作為從事本門課程教學的教師和有關工程科技人員參考.
目錄
1緒論
1. 1概念
1. 2三類典型方程的導出
1. 3. 1定解問題的提法
1. 3. 2適定性問題
1. 5二階線性偏微分方程的分類和化簡
1. 5. 1兩個
自變數的二階線性偏微分方程的分類和化簡
1. 5. 2多個自變數的二階線性偏微分方程的分類
習題1
2. 1. 1
達朗貝爾 D''Alembert 公式
2. 1. 2波的傳播. 依賴區間. 決定區域和影響區域
2. 1. 4半無界弦的振動問題
2. 2. 1三維波動方程的球對稱解
2. 2. 2三維波動方程的泊松 Poisson 公式
2. 2. 3泊松公式的物理意義
2. 4依賴區域. 決定區域. 影響區域和特徵錐
習題2
3. 1*預備知識
3. 1. 3周期函式
3. 2. 3圓域內
拉普拉斯Laplace 方程的邊值問題
3. 4非齊次邊界條件的處理
3. 5Sturm-Liouville問題
習題3
4. 2Green公式和套用
4. 2. 1Green公式
4. 2. 2調和方程的基本解和解的積分表達式
4. 3Green函式的性質
習題4
5積分變換法
5. 2傅立葉變換的性質
5. 3傅立葉變換套用舉例
5. 5拉普拉斯變換套用舉例
習題5
習題6
7能量積分方法和套用
7. 1熱傳導方程和調和方程中的能量方法與套用
7. 3初值問題解的唯一性和穩定性
習題7
8. 1貝塞爾方程與貝塞爾函式
8. 1. 1貝塞爾方程及其求解
8. 2貝塞爾函式套用舉例
8. 3勒讓德方程與勒讓德函式
8. 3. 1勒讓德方程及其求解
8. 3. 2勒讓德函式及其性質
8. 4勒讓德多項式套用舉例
習題8
部分習題提示與答案
參考文獻
科大版
圖書信息
作者:季孝達//薛興恆//陸英
定價:24
頁數:257
出版日期:2005-7-1
版次:1
開本:16開
包裝:平裝
簡介:本書根據編者在中國科學技術大學多年的教學經驗編寫而成。通過對三類典型方程的討論,介紹求解偏微分方程
定解問題的
通解法,
分離變數法,積分變換法,基本解方法和變分方法,以及相關的固有值問題,
特殊函式和廣義函式簡介。本書還討論了一階線性和擬線性偏微分方程的特徵線概念和求解方法。對涉及的數學理論,本書重在理解和套用。全書材料豐富,結構清晰,層次分明,便於不同需求的讀者使用。
本書適合於高等院校理工科非數學系本科生及有關科研、工程技術人員使用。
目錄
1.1 數學物理方程的導出
1.2 定解問題及其適定性
1.3
階線性偏微分方程的分類和標準式
2.1兩個典型例子
2,2 一般格式,固有值問題
2.3非齊次問題
3.1 正交曲線坐標系下的變數分離
3.4 球函式
3.5 Bessel函式
3.6 球Bessel函式
第4章 積分變換法
4.1 Fourier變換法
4.2 Laplace變換法
*4.3 一般積分變換簡介
第5章 基本解方法
5.1 5函式
5.2 Lu=O型方程的基本解
5.4 初值問題的基本解方法
*5.5 廣義函式
第6章 微分方程的變分方法
習題參考答案
參考文獻