偏微分方程的应用

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出版者:上海科学技术出版社
作者:(日)犬井铁郎
出品人:
页数:303
译者:杨永芳
出版时间:1965-3
价格:1.5
装帧:
isbn号码:
丛书系列:现代应用数学丛书
图书标签:
  • 偏微分方程
  • 偏微分方程
  • 应用数学
  • 物理模型
  • 工程计算
  • 数值方法
  • 科学计算
  • 数学建模
  • 连续介质力学
  • 波动方程
  • 热传导
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具体描述

《偏微分方程的应用》并非一本介绍物理学、工程学、经济学或其他具体学科领域中偏微分方程应用的教材。本书的重点在于深入探讨偏微分方程本身,特别是其理论基础、解法构造及其在不同数学分支中的重要性。 本书首先从偏微分方程的基本概念出发,清晰界定什么是偏微分方程,以及它与常微分方程在本质上的区别。读者将接触到诸如阶、线性与非线性、齐次与非齐次等基本分类,为后续的深入学习奠定坚实基础。 随后,本书将重点阐述几类最为经典且具有代表性的偏微分方程,例如: 椭圆型方程(如拉普拉斯方程、泊松方程):本书将深入剖析这类方程的性质,探讨其在描述稳态问题中的作用。我们会详细介绍各种边界条件(如狄利克雷、诺依曼、罗宾),以及针对这些方程的解析解法,如分离变量法、格林函数法等。此外,书中还会涉及一些特殊的椭圆型方程,例如涵数论中的柯西-黎曼方程,虽然它们与经典的物理应用有所不同,但在数学理论中具有举足轻重的地位。 抛物型方程(如热传导方程):本书将详细探讨这类方程如何描述随时间演化的过程。我们将分析其初边值问题,并着重介绍傅立叶级数和傅立叶变换在求解热传导方程中的强大应用。此外,对于更具挑战性的抛物型方程,我们也会介绍一些数值求解方法的思路,例如有限差分法,为理解其近似解提供初步认识。 双曲型方程(如波动方程):本书将重点讲解这类方程在描述振动、波传播等现象时的核心作用。我们将详细解析初边值问题,并深入介绍达朗贝尔公式等解析解法。对于波动方程的特征线分析,本书会进行细致的阐述,揭示其在理解信息传播路径中的关键作用。同时,我们也会初步探讨更高维度波动方程的解法。 除了对上述经典方程的深入讲解,本书还将拓展至一些更为抽象和先进的偏微分方程理论: 泛函分析方法:本书将介绍如何利用泛函分析的工具来研究偏微分方程的解的存在性、唯一性和光滑性。特别是索伯列夫空间的概念,以及柯尔莫哥洛夫先验估计等,将为读者理解更广泛的偏微分方程理论打下基础。 存在性与唯一性理论:本书将详细阐述不同类型偏微分方程的柯西问题和初边值问题。我们将介绍一些重要的存在性定理,例如皮卡-林德洛夫定理在常微分方程中的推广,以及对偏微分方程的弱解概念和能量方法等进行初步介绍。 光滑性理论:本书将深入探讨偏微分方程解的光滑性,例如对解的导数存在性和连续性的分析。我们将介绍例如霍普夫关于抛物型方程解的光滑性结果,以及一些关于椭圆型方程解的局部光滑性定理。 迭代方法与数值逼近:虽然本书的重点不在于详细的数值分析,但我们会介绍一些构建偏微分方程数值解的基本思想,例如有限差分法、有限元法(概念性介绍)以及一些迭代求解线性方程组的方法,如雅可比迭代法、高斯-赛德尔迭代法等,以帮助读者理解理论结果在实际计算中的联系。 非线性偏微分方程的初步探讨:对于非线性偏微分方程,本书会提供一些初步的介绍,例如一些简单非线性方程的性质,以及面对非线性问题时,解析方法失效而需要依赖数值方法和近似理论的必要性。 本书的编写风格力求严谨而清晰,既注重数学理论的深度,也考虑了逻辑的连贯性和叙述的易懂性。通过对偏微分方程理论本身的深入剖析,本书旨在为读者提供一个坚实的数学基础,使他们能够在未来的学习和研究中,独立地理解和应用各类偏微分方程。本书并非一个应用案例的汇编,而是偏微分方程理论本身的“操作指南”和“理论基石”。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的书名叫做《偏微分方程的应用》,我是在一次偶然的机会下在书店翻到的。我虽然不是数学专业出身,但对科学研究的方方面面都充满了好奇心,尤其是那些能够解释我们所处世界的规律和现象的学科。偏微分方程,光听名字就感觉它蕴含着深刻的智慧,能够将复杂的自然过程用严谨的数学语言表达出来。这本书的市场定位似乎是面向有一定数学基础的读者,比如理工科的学生、研究人员,甚至是那些对理论物理、工程学、金融建模等领域感兴趣的自学者。我当时还在思考,究竟是什么样的“应用”能够如此广泛地被偏微分方程所涵盖?是气象预报中变幻莫测的天气模型,是工程设计中保证结构稳定性的力学分析,还是经济学中预测市场波动的复杂模型?这些都是我内心深处最想探究的。拿到这本书,我首先被它的封面设计所吸引,简洁而富有力量,传递出一种严谨而又充满探索的精神。我迫不及待地翻开了第一页,想看看它会如何引领我进入这个神秘而迷人的数学世界。

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我一直以来都对人工智能,尤其是机器学习和深度学习的最新进展非常感兴趣。我听说,在许多机器学习算法的设计和优化过程中,都会涉及到求解各种数学问题,其中很多都与偏微分方程有着千丝万缕的联系。例如,在训练神经网络时,梯度下降法是核心的优化算法,而计算梯度本身就涉及到对损失函数求偏导数,这可以看作是微分方程思想的延伸。更进一步,一些高级的机器学习模型,例如用于图像生成、数据去噪的生成对抗网络(GAN)或者变分自编码器(VAE),其背后的数学原理往往包含着复杂的优化问题和概率模型,而这些模型的设计和分析往往会用到偏微分方程的工具。因此,这本书《偏微分方程的应用》对我来说,无疑是一份宝贵的参考资料。我希望能在这本书中找到关于偏微分方程在机器学习、模式识别、数据挖掘等人工智能领域内的应用介绍,了解数学是如何驱动人工智能的飞速发展的,并从中汲取灵感,为我未来的研究和学习提供方向。

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我一直对环境保护和可持续发展议题非常关注,并且深知数学模型在其中扮演着至关重要的角色。我听说,在气候变化研究中,描述大气和海洋运动的复杂模型,以及模拟污染物扩散的方程,都离不开偏微分方程。例如,天气预报系统中,对大气温度、湿度、风速等变量的演变进行预测,就是通过求解一系列耦合的偏微分方程来实现的。同样,在水文学领域,模拟河流的流量、地下水的运动,以及研究水体污染物的扩散,都需要用到偏微分方程。这本书的书名《偏微分方程的应用》让我看到了它在这些领域可能提供的深刻见解。我非常希望能在这本书中找到关于环境科学、气候建模、资源管理等方面的应用,了解数学如何帮助我们理解和应对复杂的环境挑战。我希望这本书能够让我认识到,抽象的数学概念是如何与我们赖以生存的地球息息相关的,并且能够激发我为环境保护贡献力量的决心。

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我是一名对宇宙万物充满好奇的爱好者,尤其对天体物理学和宇宙学中的一些宏大理论着迷。我听说,在描述星体运动、引力波传播、黑洞形成等现象时,都需要用到高度复杂的数学方程,其中很多都属于偏微分方程的范畴。例如,爱因斯坦的广义相对论,其核心就是一系列描述时空几何的场方程,这些方程本质上就是非线性的偏微分方程。这些方程揭示了引力并非一种力,而是时空弯曲的表现,并且能够精确地预测黑洞的存在、引力透镜效应等。因此,《偏微分方程的应用》这本书对我来说,就像一把能够打开宇宙奥秘之门的钥匙。我非常希望能在这本书中看到,偏微分方程如何帮助科学家们描述和理解宇宙的演化、恒星的诞生与死亡,以及更深层次的物理规律。我期待着它能够用严谨的数学语言,带领我一同探索浩瀚的星空,理解那些影响着整个宇宙的宏伟力量。

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我喜欢从不同的角度去理解事物,而数学,特别是像《偏微分方程的应用》这样能够解释现实世界现象的学科,一直以来都深深地吸引着我。我并没有系统的数学背景,但我对科学的求知欲却从未减退。我希望这本书能够以一种更易于理解的方式,将抽象的数学概念与我们身边的世界联系起来。比如,当我在观察水面的涟漪,或者聆听声音的传播时,我总会好奇其背后的数学原理。这本书能否用通俗的语言,结合生活中的例子,解释偏微分方程是如何描述这些现象的?它是否能够帮助我理解,为什么有些事物会随着时间或空间的变化而改变,而这种改变又遵循着怎样的规律?我期待着这本书能够不仅提供严谨的数学理论,更能启发我用数学的视角去观察和理解周围的世界,感受数学的魅力所在,即使我不是数学家,也能从中获得知识和乐趣。

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拿到《偏微分方程的应用》这本书,我的第一感觉是它非常厚重,拿在手里沉甸甸的,仿佛承载着知识的重量。作为一名对金融市场运作机制有着浓厚兴趣的投资者,我一直关注着各种量化模型在金融领域的应用。我听说,很多衍生品定价模型,比如著名的布莱克-斯科尔斯模型,就是基于偏微分方程推导出来的。这些模型能够帮助我们更精确地评估金融资产的价值,预测市场风险,并制定更有效的投资策略。因此,我非常期待这本书中能够详细阐述偏微分方程在金融领域的具体应用,例如如何用它来模拟股票价格的波动,如何计算期权、期货等衍生品的理论价格,以及在风险管理中如何运用这些数学工具。我希望这本书不仅仅是枯燥的数学推导,更能够结合实际的金融案例,让我能够更直观地理解数学原理与金融实践之间的联系。毕竟,理论脱离实际是很难真正发挥作用的。我希望这本书能够为我打开一扇通往更深层次金融分析的大门,让我能够用更科学、更严谨的方法来解读复杂的金融世界。

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在我的工作领域,我们经常需要对各种工程系统进行建模和仿真,以优化设计、提高效率并预测潜在的故障。我记得在大学学习的时候,就接触过一些基础的偏微分方程,比如泊松方程、拉普拉斯方程等,它们在电磁场分析、结构力学计算等方面有着广泛的应用。这本书的出现,让我看到了一个深入学习和应用偏微分方程的绝佳机会。我非常希望这本书能够涵盖工程领域内的各种重要应用,比如在航空航天工程中,如何用偏微分方程模拟飞机的气动性能;在土木工程中,如何用它来分析桥梁、建筑的应力分布;在机械工程中,如何用于热传导、振动分析等。我更希望书中能够提供一些实际的工程问题,并通过偏微分方程的求解过程,展示如何将理论转化为解决实际问题的方案。一本能够帮助我提升专业技能,解决实际工程难题的书,对我来说是极其宝贵的。

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作为一个对计算机图形学和图像处理技术充满热情的研究生,我深知数学在这些领域的重要性。我听说,很多高级的图像渲染技术,比如物理基础的渲染,以及一些用于图像去噪、图像复原的算法,都离不开偏微分方程的支持。例如,图像的模糊和锐化过程,在数学上就可以看作是求解特定的偏微分方程。另外,在计算机动画中,模拟物体的变形、碰撞以及流体的流动效果,也都需要强大的数学模型来支撑。这本书的书名《偏微分方程的应用》让我看到了它在这方面的潜力。我非常希望能在这本书中找到关于偏微分方程在计算机视觉、图像分析、三维建模以及物理仿真等方面的具体应用案例和理论基础。我希望它能解释清楚,这些看似复杂的计算是如何通过偏微分方程的求解来完成的,并且能够提供一些实际的算法思路或者相关的研究方向,能够为我的毕业论文提供一些启发和帮助。

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作为一名对生物科学和医学研究充满好奇的旁观者,我对数学在这些领域的应用总是感到惊叹。我听说,许多生物过程,比如细胞的生长、扩散,疾病的传播,甚至大脑神经信号的传递,都可以用偏微分方程来建模。例如,反应-扩散方程就是用来描述化学物质在空间和时间上的扩散和反应过程,这在生物学中有着广泛的应用。我也听说,在医学影像处理方面,例如CT、MRI等成像技术,其背后的重建算法也涉及到复杂的数学模型,其中可能包含偏微分方程的原理。因此,这本书《偏微分方程的应用》对我来说,充满了未知的魅力。我迫切地想知道,数学的严谨性如何能够帮助我们理解生命的奥秘,如何能够预测疾病的发生和发展,又如何在医疗诊断和治疗中发挥作用。我希望这本书能够提供一些生动有趣的生物学或医学案例,用通俗易懂的方式解释偏微分方程的应用,即使我不是专业人士,也能从中受益。

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我一直对物理学中的一些现象感到着迷,尤其是那些涉及到连续介质的运动和演化。比如,流体力学中的纳维-斯托克斯方程,它描述了流体的运动,是许多工程领域的基础。还有热力学中的热传导方程,它解释了热量是如何在物体中传播的。这些看似抽象的数学方程,却能够如此精确地描述我们日常生活中能够观察到的物理现象。因此,当我看到《偏微分微分方程的应用》这本书时,我立刻联想到了这些熟悉的物理定律。我非常希望这本书能够深入探讨偏微分方程在物理学中的各种应用,比如它如何用于模拟天气变化,预测地震波的传播,设计更高效的航空器,甚至在量子力学中扮演着怎样的角色。我期待书中能够通过清晰的数学推导和生动的物理案例,让我深刻理解偏微分方程作为一种强大的数学工具,是如何帮助科学家们揭示宇宙运行的奥秘,并解决实际工程问题。这本书能否让我对物理世界有更深层次的理解,是我最为关注的。

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