信号与系统分析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力

作者:宗伟

出品人:

页数:298

译者:

出版时间:2007-8

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787508359885

丛书系列:

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《经典力学导论：从牛顿到拉格朗日》 内容提要： 本书旨在为物理学、工程学以及相关交叉学科的学生和研究人员提供一个严谨而深入的经典力学基础。全书结构清晰，逻辑严密，从最基本的运动学概念出发，逐步过渡到牛顿力学的核心——三大定律，并在此基础上，系统地介绍了分析力学（拉格朗日力学和哈密顿力学）的构建过程及其在复杂系统中的应用。 第一部分：运动学的基石与牛顿力学的构建 本书伊始，我们首先确立了描述物体运动所需的数学框架。第一章详细阐述了空间、时间、质点和刚体的基本概念，引入了矢量代数在描述位移、速度和加速度中的应用。我们重点讨论了不同参考系之间的变换关系，特别是伽利略变换下的不变量性，为后续的动力学分析奠定基础。 第二章聚焦于牛顿力学的核心——牛顿三定律。我们不仅复述了这三大基本公设，更深入探讨了其物理内涵和哲学基础。通过大量的实例，如抛体运动、系绳约束下的运动以及简单的振动问题，展示了如何运用这些定律建立和求解微分方程。本章特别强调了惯性系与非惯性系的区别，并对科里奥利力和离心力等表观力进行了详尽的数学推导和物理意义解析。 第三章深入研究了保守系统中的能量原理。功的概念被提升到核心地位，通过对线积分的分析，导出了势能的概念。本书详细探讨了动能和势能，并严格证明了机械能守恒定律在保守力场中的普适性。此外，我们还讨论了冲量与动量定理，以及角动量守恒定律，这些守恒量是分析宏观系统行为的关键工具。 第二部分：振动、波动与刚体动力学 在掌握了基本定律后，第四章将焦点转向一维和多维的振动问题。从最简单的简谐振子（SHM）开始，系统地引入了阻尼振动和受迫振动，并运用复数表示法简化了求解过程。通过对阻尼项和驱动力的分析，读者将理解共振现象的物理机制及其工程意义。 第五章扩展到系统的振动——耦合振子问题。通过对矩阵方程的求解，我们导出了系统的正常模式和自然频率。本章是连接牛顿力学与后续分析力学的重要桥梁，它展示了如何将一个复杂的多自由度系统解耦为一个独立的单自由度系统集合。 第六章专论刚体动力学。刚体被视为无限多质点的集合，其运动分解为质心平移和绕质心转动。我们详细定义了刚体的转动惯量张量，并推导了转动惯量的主轴概念。欧拉角被引入，用于描述刚体在三维空间中的任意姿态。牛顿-欧拉方程（$mathbf{N} = frac{dmathbf{L}}{dt}$ 在刚体坐标系中的形式）被用来求解复杂的陀螺仪运动和滚动物体的动力学问题。 第三部分：从约束到分析力学 分析力学的引入标志着从“力”的观念向“能量”和“作用量”观念的转变。第七章首先探讨了广义坐标的概念以及如何处理运动学约束。我们详细区分了完整约束和非完整约束，并引入了拉格朗日乘子法来处理代数约束，从而在不显式计算约束力的情况下求解运动方程。 第八章是全书的核心之一：拉格朗日力学。从达朗贝尔原理出发，我们构建了虚拟功的概念，并最终推导出拉格朗日方程（欧拉-拉格朗日方程）。本书深入探讨了拉格朗日量 $L = T - V$ 的构造方法，并展示了拉格朗日力学在处理复杂约束系统，如复摆和移动约束系统时的巨大优势。本章随后将拉格朗日方程与动量守恒、能量守恒等守恒律联系起来，阐明了诺特定理（Noether's Theorem）在经典力学中的体现，尽管此处不进行严格的群论证明，但其物理意义会被充分揭示。 第九章进一步提升到更高的抽象层次——哈密顿力学。我们通过勒让德变换，从拉格朗日量 $L(q, dot{q}, t)$ 构造出哈密顿量 $H(q, p, t)$，其中 $p = partial L / partial dot{q}$ 是正则共轭动量。本书详细推导了哈密顿正则方程，并阐释了相空间的几何意义。我们讨论了泊松括号的定义及其在描述时间演化中的核心作用，展示了泊松括号如何成为理解量子力学对易关系的基础。 第十章探讨了哈密顿力学的应用与深化。我们讨论了正则变换理论，理解了如何选择新的正则坐标和动量集，使得哈密顿量变得更简单（可积系统）。最后，本书以泊松括号为工具，简要介绍了刘维尔定理（Liouville's Theorem）在相空间密度守恒方面的意义，为读者预留了深入研究统计力学和非线性动力学的起点。 读者对象： 本书适合物理学、理论物理、航空航天、机械工程及应用数学专业的高年级本科生和研究生。对微积分、线性代数和常微分方程有扎实基础的读者将能更好地掌握本书内容。 特色与优势： 1. 覆盖全面： 兼顾了牛顿力学的直观性和分析力学的抽象美感，无缝衔接了从基础到前沿的知识体系。 2. 深度与广度并重： 对基本概念的推导力求严谨，同时提供了丰富的应用实例，如进动、章动等高级现象的力学描述。 3. 数学工具的清晰展示： 特别关注矢量分析、张量分析以及变分原理在力学求解中的实际应用。

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这本书的难度梯度设置简直是教科书级别的典范。我通常对这类偏理论性的读物都抱有一种敬畏感，生怕自己跟不上节奏，但这本书的编排逻辑却出乎意料地友善。它从最基础的定义和公理开始，每深入一层，都会用一到两个非常贴合实际生活的例子来佐证抽象的理论，比如用水流的动态变化来类比某些信号的瞬时响应，这种“具象化”的处理方式，极大地降低了初学者的门槛。更让我欣赏的是，作者在每一章末尾设置的“思考与探索”环节，那些问题往往不是简单的知识点复述，而是引导你去尝试构建自己的分析框架，真正考验你的理解深度，而不是简单的死记硬背。这种层层递进的引导，让我感觉自己不是在被动地接收知识，而是在主动地参与到一场知识的建构过程之中，每一次攻克一个难关，成就感都爆棚。

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如果用一个词来形容这本书给我的整体感受，那应该是“深度与广度的完美平衡”。它没有为了追求广度而牺牲深度，导致每一个主题都浅尝辄止；也没有一味地钻研某一特定分支到令人窒息的程度。作者在保持核心理论体系完整性的同时，巧妙地引入了一些新兴的研究方向作为展望，这些内容虽然没有过度展开，但足以激发读者对未来学习方向的思考。更重要的是，这本书的参考文献列表非常扎实且具有前瞻性，囊括了经典的奠基之作，也包含了近几年来的重要突破。这让我感觉自己手里拿的不仅仅是一本教材，更像是通往整个学科知识网络的一张高质量的“地图”，指引着我未来探索的航向，它真正做到了启发而非束缚。

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这本书的封面设计着实吸引人，色彩搭配非常大胆，那种深邃的蓝色和跳跃的橙色碰撞在一起，给人一种既专业又充满活力的感觉。我拿到书的时候，首先就被它的装帧质量所打动，纸张厚实，印刷清晰，看得出出版社在细节上是下足了功夫的。内页的排版布局也十分考究，图文并茂，特别是那些复杂的数学公式，居然能排得如此工整美观，这在理工科教材中可不常见。我特意翻阅了几页关于基础概念的介绍，作者的遣词造句非常精准，既有学术的严谨性，又不像一些老旧教材那样晦涩难懂，读起来有一种“如沐春风”的感觉，仿佛一位经验丰富的导师在耳边耐心讲解，让人在学习的过程中感到舒畅和愉悦。特别是章节之间的过渡衔接，处理得极其自然流畅，让人很想一口气读完，去探索后面的更多精彩内容。这绝对是一本从外在到内在都散发着匠人精神的书籍。

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我是在一个非常紧张的项目节点购入这本书的，当时急需快速掌握一些高级的分析工具，时间紧迫，容不得半点拖沓。令我惊喜的是，这本书的索引系统做得极其完善和人性化。当我需要查找某个特定运算的详细推导过程时，只需快速定位到章节目录，相关内容几乎是立即可得，完全没有那种“大海捞针”的挫败感。而且，书中对不同分析方法的适用场景做了非常清晰的对比，比如在什么条件下使用时域分析更有效，而何时又必须切换到频域视角。这种“工具箱”式的结构，使得我在实际工作需要临时查阅和验证时，能够迅速找到对应的“扳手”和“螺丝刀”，极大地提高了我的问题解决效率。它不仅仅是一本理论书，更像是一本随时待命的、高效率的专业参考手册。

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坦白说，我对很多学术著作的行文风格都感到有些枯燥和疏远，总觉得它们与现实世界有着一道无形的墙。然而，这本书在探讨那些看似高冷的数学模型时，却始终保持着一种令人信服的“接地气”。作者似乎深知，理论的价值最终要体现在对真实世界的解释和预测能力上。我注意到书中多次引用了工业界和工程领域真实的案例来验证理论的有效性，比如对某种传感器输出波形的精确还原，或是对系统稳定性的量化评估。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的良性循环，让阅读过程充满了说服力，彻底打消了我对这些抽象概念的疑虑，让我坚信所学并非空中楼阁，而是解决实际工程问题的利器。

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