微分方程理论及其应用

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出版时间:1900-01-01
价格:38.0
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isbn号码:9787504240279
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  • 微分方程
  • 常微分方程
  • 偏微分方程
  • 数学分析
  • 高等数学
  • 应用数学
  • 数值分析
  • 工程数学
  • 数学建模
  • 科学计算
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具体描述

《数学的奇妙旅程:从计数到无限》 本书将带您踏上一段引人入胜的数学探索之旅,从人类最早的计数活动出发,逐步深入到抽象的数学世界,最终触及神秘的无限概念。我们并非要为您呈现枯燥的公式推导或复杂的定理证明,而是希望通过生动的故事、巧妙的例子和直观的类比,揭示数学隐藏的魅力与深刻的洞察力。 旅程伊始,我们将回到远古时代,探寻人类如何从数数、比较大小的朴素需求中,孕育出数字、集合等基本概念。您将了解到,即使是最基础的数学思想,也蕴含着跨越时空的智慧结晶。我们将回顾古埃及人如何利用几何知识建造宏伟的金字塔,古希腊人如何在逻辑推理的殿堂中构建欧几里得几何,以及阿拉伯数学家如何为我们贡献了宝贵的代数工具。 随着文明的进步,数学的面貌也日益丰富。我们将进入代数的王国,感受符号的强大力量,了解方程如何描述现实世界中的各种关系。我们会讨论方程的求解策略,从简单的线性方程到更复杂的方程组,理解它们在解决实际问题中所扮演的关键角色。本书将重点关注代数思想的演进,以及它如何为后来的数学发展奠定坚实的基础。 接下来,我们将步入微积分的殿堂。请放心,这里没有令人望而生畏的极限定义和连续性定理。我们更侧重于展现微积分的核心思想:描述变化。您将通过生动的图像和直观的物理场景,理解导数如何衡量事物的瞬时变化率,以及积分如何累积这些变化来计算总的量。我们将看到,正是微积分的发明,使得牛顿能够描绘行星的运动轨迹,使得莱布尼茨能够发展出描述曲线长度和面积的工具,极大地拓展了我们理解和改造世界的能力。 本书将不回避数学中的一些“抽象”概念,但我们会以最易于理解的方式呈现它们。例如,我们将探讨函数的概念,理解它们如何建立输入与输出之间的对应关系,就像一个精密的机器,输入原材料,输出加工后的产品。我们还会触及一些集合论的初步思想,理解如何对无限集进行分类和比较,这或许会颠覆您对“无限”的传统认知。 旅程的后期,我们将聚焦于数学在科学和工程领域中的应用。您将看到,数学不仅仅是抽象的符号游戏,更是理解自然规律、解决实际问题的强大工具。我们将探讨数学模型如何描述天气模式、经济波动、生物生长等复杂现象。您将了解到,从物理定律到计算机算法,从金融模型到医学诊断,数学的印记无处不在,默默地支撑着现代社会的运行。 本书的独特之处在于,它将知识的传递与思想的启发融为一体。我们鼓励读者在阅读过程中积极思考,尝试将数学的理念与日常生活中的现象联系起来。我们会穿插一些著名的数学谜题和趣味故事,让学习过程充满乐趣。例如,我们将回顾费马大定理的曲折故事,了解数学家们为解决一个看似简单的问题所付出的几百年努力;我们还会介绍一些著名的数学家,如欧拉、高斯、黎曼等,他们的思想和贡献塑造了现代数学的面貌。 《数学的奇妙旅程:从计数到无限》旨在为任何对数学感到好奇的读者打开一扇门。无论您是学生、教师,还是仅仅对世界运作的规律感到好奇,都能从中找到乐趣和启发。我们相信,通过这样一次深入浅出的旅程,您将重新认识数学的深刻内涵和无限可能,感受到它作为一门“思想的艺术”的独特魅力。本书不会涉及复杂的数学模型或前沿的研究成果,但它将为您打下坚实的数学基础,激发您进一步探索更广阔数学世界的兴趣。

作者简介

目录信息

读后感

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自从拿到《微分方程理论及其应用》这本书,我就把它当作了一位循循善诱的老师。我的数学基础算不上扎实,对微分方程更是知之甚少,总觉得它是一个高不可攀的知识堡垒。然而,这本书却像是一位经验丰富的向导,带领我一步步攀登。我特别喜欢作者在讲解初值问题和边值问题时的区分。以往我总觉得解微分方程就是找一个函数,但这本书让我明白了,问题的设定(是初始条件还是边界条件)会极大地影响解的存在性和唯一性,以及解的物理意义。比如,在求解热传导方程时,初始条件描述了物体初始的温度分布,而边值条件则规定了物体边界的温度或热流率。作者通过具体的例子,比如一个加热棒在不同边界条件下的温度分布,让我深刻体会到边值问题在实际工程和科学研究中的重要性。书中的数学推导严谨而清晰,作者善于运用类比和形象的比喻来解释抽象的概念,让我在理解理论的同时,也能感受到数学的美感。我尤其喜欢作者在书中穿插的一些关于数学家故事的片段,这不仅增添了阅读的趣味性,也让我对这些伟大的思想家有了更深的认识。

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我在寻找一本能够帮助我复习和巩固微分方程知识的书籍,并且希望能够接触到一些更新的理论和应用。《微分方程理论及其应用》这本书,在这一点上做得相当不错。作者在基础理论讲解之后,并没有止步于经典的常微分方程和偏微分方程,而是对泛函微分方程、随机微分方程等一些更前沿的领域进行了初步的介绍。虽然这些章节的篇幅相对较少,但对于我来说,这提供了一个了解更广阔数学视野的窗口。比如,关于随机微分方程的介绍,让我了解到了它在金融建模、物理扩散过程等领域的应用,这引起了我极大的兴趣。作者在讲解这些新概念时,会尽量与已有的知识建立联系,并提供一些直观的解释,这使得即使是初次接触这些领域的读者,也能对其有一个大概的了解。此外,书中对数值解法的介绍也十分全面,包括欧拉法、龙格-库塔法等,并且对不同方法的精度和效率进行了比较分析,这对于实际应用中的问题求解具有很强的指导意义。

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我是一名对物理学充满热情的学生,一直以来都觉得微分方程是理解许多物理现象的“钥匙”。《微分方程理论及其应用》这本书,可以说正是为我量身定做。从牛顿的万有引力定律到法拉第的电磁感应定律,再到薛定谔的量子力学方程,微分方程的身影无处不在。这本书在理论阐述方面做得非常出色,比如在讲解偏微分方程的解法时,作者详细介绍了分离变量法、傅里叶级数展开等经典技巧,并且结合了如波动方程、热传导方程等具体物理模型进行说明。我最印象深刻的是关于傅里叶级数在求解偏微分方程中的应用,它将一个复杂的周期性函数分解成一系列简单的三角函数之和,这在解决边界条件问题时显得尤为强大。作者通过图示展示了傅里叶级数如何逼近原函数,以及如何利用这种分解来求解波动方程,让我对解的结构有了更直观的认识。而且,书中对每一种方法的适用范围和局限性都有详细的说明,这对于我深入理解和灵活运用这些工具至关重要。

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作为一个长期对数学理论抱有浓厚兴趣的读者,我一直试图寻找一本能够兼顾理论深度和广度的微分方程书籍。《微分方程理论及其应用》这本书,在某种程度上满足了我的期待。作者在阐述理论时,并没有回避一些更深层次的概念,比如收敛性、稳定性理论中的李雅普诺夫方法,以及一些非线性系统的分析方法。这些内容对于我这样希望深入理解微分方程本质的读者来说,非常有吸引力。我尤其对书中关于非线性微分方程部分的介绍感到兴奋。非线性系统往往比线性系统更复杂,其行为也更加难以预测,但它们却在自然界和工程领域中扮演着至关重要的角色。作者介绍了诸如庞加莱-本迪克森定理、极限环等概念,并通过一些具体的非线性系统例子,如洛伦兹吸引子,展现了混沌现象的魅力。这些内容虽然具有一定的挑战性,但作者的讲解非常到位,逻辑清晰,循序渐进,让我能够逐步理解这些复杂的概念,并对其背后的数学思想产生敬畏之情。

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我一直认为,一本好的数学书,应该能够激发读者的探索欲,而不是仅仅提供答案。《微分方程理论及其应用》这本书,就很好地做到了这一点。书中的许多例子,都留有一定的思考空间,让读者在理解之后,能够主动去思考“如果……会怎样?”。例如,在讲解了某种类型的微分方程的解析解法之后,作者会提出一些稍微修改的方程,鼓励读者尝试用类似的方法去解决。这种“启发式”的学习方式,让我感觉自己不再是被动地接受知识,而是主动地参与到数学探索的过程中。书中的习题也设计得非常有层次,从基础的巩固练习,到需要综合运用多种知识的综合题,再到一些开放性的讨论题,都能够有效地锻炼读者的思维能力。我尤其喜欢那些需要对问题进行建模和分析的习题,这让我能够将书本上的理论知识与实际问题联系起来,在解决问题的过程中,也加深了对理论的理解。

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我一直认为,学习数学,尤其是像微分方程这样具有深度和广度的学科,最关键的是要理解其背后的思想和逻辑,而不仅仅是记忆公式。这本《微分方程理论及其应用》恰恰做到了这一点。作者在开篇就花了大量篇幅介绍微分方程的起源和发展,以及它在不同科学领域的广泛应用,这让我对这门学科产生了天然的亲近感。当读到关于二阶常系数线性微分方程的特征方程时,我曾一度感到困惑,为什么会有实根、重根、复根等不同的情况,以及它们对应着怎样的解的形态。但作者并没有止步于此,而是详细地解释了每一种情况产生的根源,以及它们在物理振动、电路分析等实际问题中所代表的物理意义。例如,当特征方程出现一对共轭复根时,它就对应着系统可能出现的周期性振动,这让我立刻联想到现实生活中钟摆的摆动、乐器的发声等现象,顿时觉得数学不再是冰冷的符号,而是鲜活的现实的映射。书中的图示也帮助我更好地理解了这些概念,比如不同类型的解在相平面上的轨迹,直观地展示了系统的演化趋势。我尤其喜欢作者在分析一些复杂系统时,引入的图形化表示方法,能够帮助我快速把握问题的本质。

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在阅读《微分方程理论及其应用》的过程中,我被作者严谨而富有洞察力的思维所深深吸引。这本书不仅仅是对微分方程理论的系统梳理,更像是作者对数学这门学科的深刻思考和独到见解的展现。我特别欣赏作者在处理一些经典难题时,所展现出的创新思路和解题技巧。例如,在讲解非线性动力学系统的稳定性分析时,作者不仅仅局限于传统的线性化方法,还引入了一些更现代的分析工具,如分岔理论和混沌理论。这些内容虽然比较前沿,但作者的讲解清晰易懂,并且通过生动的例子,将抽象的概念具象化,让我能够深刻地理解其内在的逻辑和意义。书中的语言也十分精炼,没有多余的废话,每一个字都充满了数学的魅力。总而言之,这本书是一本值得反复品读的佳作,它不仅能够帮助我系统地掌握微分方程的理论知识,更能够拓宽我的数学视野,激发我对数学更深层次的探索欲望。

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我是一名工程专业的学生,在学习过程中,常常会遇到各种需要建模和分析的问题,而微分方程无疑是解决这些问题的强大工具。《微分方程理论及其应用》这本书,让我对微分方程的应用价值有了更深的认识。书中的应用部分,涵盖了从力学、电路、到经济学、生物学等多个领域,让我看到了微分方程的无所不在。比如,在讲解人口增长模型时,作者从最简单的指数增长模型,逐步引入了逻辑斯蒂增长模型,并解释了模型中参数的物理意义,以及不同参数对种群演化轨迹的影响。这让我意识到,即使是看似简单的数学模型,也能揭示出复杂的现实规律。书中还介绍了如何利用微分方程来分析系统的稳定性,这在工程设计中尤为重要,比如一个控制系统是否稳定,能否达到预期的目标。作者通过相图的分析,以及特征值的讨论,详细阐述了如何判断系统的稳定性,并给出了相应的工程实例,让我受益匪浅。总的来说,这本书不仅仅是一本理论教材,更是一本实用的工具书,能够帮助我解决实际工程中的问题。

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对于我这样非数学专业的读者来说,学习微分方程的一个主要障碍是如何将其与我的专业领域联系起来。《微分方程理论及其应用》这本书,在这方面提供了极大的帮助。作者在各个应用章节中,都非常注重对实际问题的深入分析,并详细解释了如何将实际问题转化为微分方程模型,以及如何解释微分方程解的物理或工程意义。比如,在讲解生物学应用时,作者通过对传染病传播模型的分析,详细阐述了SI, SIR等模型的构建过程,以及模型参数的含义,如何通过求解微分方程来预测疫情的发展趋势。这让我深刻地体会到,数学并非是脱离现实的存在,而是解决现实问题的重要工具。书中的图表和数据分析部分也做得非常出色,能够直观地展示模型的结果,并与实际数据进行对比,这大大增强了我对数学应用能力的信心。

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这本《微分方程理论及其应用》的封面设计就带着一种沉静而深刻的气息,深蓝色的背景与烫金的书名交相辉映,仿佛预示着即将踏入一个充满智慧与挑战的数学世界。翻开书页,扑面而来的是一种严谨而清晰的逻辑,作者的笔触细腻,将看似抽象的微分方程概念,一步步剖析得淋漓尽致。初次接触时,我带着一丝忐忑,毕竟数学的海洋广阔无垠,而微分方程更是其中的重要分支。然而,随着阅读的深入,我发现这本书并非高不可攀,而是充满了引导性的魅力。作者不仅仅是罗列公式和定理,更是在讲述一个故事,一个关于变化、关于系统演进的故事。例如,在解释一阶线性微分方程的解法时,作者并没有直接给出通用的公式,而是从一个简单的物理模型出发,比如物体的冷却过程,让我们直观地理解了变化率与当前状态的关系,以及如何通过积分来追踪这种变化。这种“情境引入”的方式,极大地降低了理解的门槛,也激发了我进一步探索的兴趣。书中的例题设计也非常巧妙,从基础的求解到一些具有实际意义的应用场景,都循序渐进,让我在练习中巩固理论知识,并在解决实际问题中体会到微分方程的强大生命力。我尤其欣赏作者在讲解证明过程时,那种丝丝入扣的推导,每一个逻辑跳跃都被详尽解释,仿佛在为我打开一扇通往真理之门,让我不禁赞叹数学的优雅与严谨。

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