Methods in Nonlinear Analysis

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出版者:Springer
作者:Kung-Ching Chang
出品人:
页数:454
译者:
出版时间:2005-8-26
价格:GBP 76.50
装帧:Hardcover
isbn号码:9783540241331
丛书系列:
图书标签:
  • PDE
  • Analysis
  • Mathematics
  • 实分析7
  • 非线性分析
  • 数学方法
  • 泛函分析
  • 偏微分方程
  • 变分法
  • 不动点理论
  • 拓扑方法
  • 微分方程
  • 数学物理
  • 应用数学
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具体描述

This book offers a systematic presentation of up-to-date material scattered throughout the literature from the methodology point of view. It reviews the basic theories and methods, with many interesting problems in partial and ordinary differential equations, differential geometry and mathematical physics as applications, and provides the necessary preparation for almost all important aspects in contemporary studies. All methods are illustrated by carefully chosen examples from mechanics, physics, engineering and geometry.

《非线性分析方法》是一本深入探讨非线性世界数学工具的权威著作。本书并非一篇简短的导览,而是对理解和解决现实世界中复杂非线性问题的核心方法论进行了全面而详实的梳理。 本书开篇便为读者构建了坚实的理论基础,详细介绍了变分法的精髓。读者将深入理解泛函的概念、极值原理以及如何利用欧拉-拉格朗日方程来寻找系统的最优解。从最简单的积分形式到更复杂的变分积分,本书都提供了清晰的推导和丰富的实例,帮助读者掌握变分法的强大威力。 随后,本书将目光投向了不动点理论。我们将详细阐述 Banach 压缩映射原理,并将其推广到更一般的度量空间。此外, Brouwer 不动点定理、Leray-Schauder 理论以及 Krasnoselskii 的不动点定理等关键成果也将一一呈现,并辅以在微分方程、积分方程以及拓扑学等领域的应用。这些理论为证明许多问题的存在性和唯一性提供了有力的工具。 单调性理论是本书另一个重要组成部分。本书将系统介绍单调算子、拟单调算子以及增生算子等概念,并深入探讨它们在解线性及非线性方程组中的应用。特别地,我们将详细阐述 Minty-Browder 定理及其在偏微分方程领域的影响,展示如何利用单调性来保证解的存在性。 极值问题在非线性分析中占据核心地位。本书将详细介绍 Lagrange 乘数法、KKT 条件以及 Fritz-John 条件等解决约束优化问题的经典方法。此外,借助 Gâteaux 导数和 Fréchet 导数,本书还将深入探讨无约束优化问题,并介绍梯度下降法、牛顿法等迭代求解策略。 为了处理更广泛的非线性现象,本书还深入研究了拓扑度理论。读者将学习如何定义和计算映射的拓扑度,并理解它在证明方程解的存在性方面的关键作用,尤其是在同伦不变性和不动点定理的证明中。 此外,本书还关注现代非线性分析工具,如逼近理论。我们将探讨如何使用一系列函数逼近复杂的非线性函数,并分析这些逼近方法的收敛性和精度。这对于数值求解非线性问题至关重要。 本书并非纸上谈兵,而是紧密结合了大量应用实例。从经典力学中的非线性振动,到现代物理学中的量子场论,再到工程学中的流体动力学和材料科学,本书都提供了详实的数学模型和分析方法。读者将看到如何运用非线性分析的工具来理解和解决这些实际问题,例如: 微分方程的定性分析: 运用相平面分析、李雅普诺夫稳定性理论来研究非线性常微分方程和偏微分方程的解的行为,包括周期解、孤立子以及混沌现象的分析。 积分方程的求解: 探讨 Schauder 不动点定理在分析非线性积分方程解的存在性和唯一性方面的应用,以及相关的数值方法。 优化理论的深入: 将非线性分析的工具应用于经济学、机器学习等领域的复杂优化问题,例如非线性规划、动态规划等。 偏微分方程的最新进展: 涵盖了如 Navier-Stokes 方程、Monge-Ampere 方程等经典难题的分析方法,以及一些前沿的研究成果。 本书的结构严谨,逻辑清晰,从基础概念到高级理论,层层递进,确保读者能够循序渐进地掌握非线性分析的精髓。无论是数学专业的研究生、博士生,还是从事相关领域研究的科学家和工程师,本书都将是他们不可或缺的参考工具。通过本书的学习,读者将能够自信地驾驭非线性世界,并为解决更复杂、更具挑战性的科学问题奠定坚实的数学基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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对我而言,这本书是一次关于理解和建模复杂系统的深度探索。它不仅仅局限于抽象的数学推导,更注重将这些理论应用于解释现实世界中的各种现象。书中对非线性迭代的讨论,尤其是关于收敛性、振荡和混沌行为的分析,让我对迭代映射的复杂性有了全新的认识。我尝试用书中介绍的 Logistic 映射来模拟人口增长,并观察在不同参数下出现的周期倍增和混沌现象,这对于理解生物种群的动态变化具有重要的启示意义。本书对模糊集和模糊逻辑在非线性系统中的应用也进行了介绍,这为处理不确定性和模糊信息提供了一种新的途径。我尝试将模糊逻辑控制器应用于控制一个简单的非线性机械臂,其表现令人惊喜。此外,书中对偏微分方程的非线性解法,如有限差分法和谱方法,也进行了细致的介绍。这些方法在流体力学、传热学等领域有着广泛的应用。我尝试用书中介绍的有限差分法求解了一个非线性扩散方程,从而模拟了物质在不均匀介质中的传输过程。这本书的价值在于它提供了一个强大的数学框架,帮助我更深入地理解和解决那些传统线性方法无法胜任的问题。

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这本书为我提供了对非线性世界全面而深入的理解。它不仅仅是一本教材,更像是一次数学思维的旅程。从基础的非线性方程解法,到复杂的泛函分析在非线性问题中的应用,本书的编排循序渐进,逻辑清晰。让我印象深刻的是,作者在介绍每一个新的概念时,都会先回顾相关的背景知识,确保读者能够跟上思路。例如,在讲解不动点定理时,书中引用了 Banach 压缩映射原理,并详细阐述了它在求解积分方程和微分方程初值问题中的作用,这让我对不动点定理的理解不再停留在抽象的层面,而是能够看到其在具体问题中的强大应用。书中对变分法的介绍也非常精彩,它不仅解释了如何通过最小化某个泛函来寻找系统的最优解,还探讨了它在连续介质力学和场论中的广泛应用。我尝试将书中关于极小曲面方程的介绍应用于一个工程设计问题,虽然过程颇具挑战,但最终的结果验证了该方法的有效性。此外,本书对各种非线性映射的分类和性质的探讨,为理解模式识别和数据降维等问题提供了理论基础。对于任何希望深入探索非线性现象本质的读者而言,这本书无疑是一份极具价值的资源。

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这本著作以其深刻的洞察力和详尽的论述,彻底改变了我对数学工具的理解。非线性分析,这个曾经在我看来如同迷宫般的领域,在作者的引导下变得清晰而富有吸引力。本书的精髓在于其对数学理论与实际应用之间桥梁的精心搭建。例如,在阐述不动点理论时,书中不仅提供了严格的数学证明,还结合了物理学中的牛顿迭代法求解高次方程的实例,使得理论的有效性跃然纸上。我尝试将书中介绍的牛顿法应用于一个优化问题,其收敛速度之快令我印象深刻。此外,书中对微分几何在非线性分析中的应用也进行了精彩的阐述,特别是曲率和测地线概念如何用来描述非线性系统的几何特性。我尝试用曲率的概念来分析一个机器人的运动轨迹,以期找到更平滑的路径。本书对变分法和拉格朗日乘子法的详细讲解,为我理解如何约束条件下的优化问题提供了强大的工具。我用拉格朗日乘子法求解了一个多变量函数的最大值问题,并得到了精确的结果。这本书不仅提升了我解决数学问题的能力,更重要的是,它教会我如何从更抽象、更本质的角度去思考问题,并将其转化为可操作的解决方案。

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这本书为我打开了一扇通往非线性分析深奥世界的大门。其严谨的数学论证和丰富的应用实例,使其成为一本值得反复阅读的经典之作。我特别欣赏作者对非线性边值问题处理方法的详细介绍,例如有限元法在求解各种非线性偏微分方程中的应用。书中提供了详细的推导过程,并辅以具体的算例,使得读者能够掌握如何构建和求解非线性有限元模型。我尝试用书中介绍的方法求解了一个材料力学中的非线性梁的弯曲问题,虽然计算量较大,但结果的准确性令人信服。此外,本书对度量空间中的不动点理论进行了深入的探讨,并将其推广到更一般的 Banach 空间和 Hilbert 空间,这为理解和求解更广泛的非线性问题奠定了坚实的理论基础。书中对非线性动力学系统的稳定性分析,特别是 Lyapunuv 函数方法的运用,为理解系统的长期演化趋势提供了有力的工具。我用书中介绍的 Lyapunuv 函数方法分析了一个生态系统中的捕食者-猎物模型,结果显示了该模型可能存在的周期性振荡和稳定平衡点。这本书的深度和广度都给我留下了深刻的印象,它无疑是我在非线性分析领域的一位优秀向导。

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初次翻阅这本书,我便被其深邃的理论体系和严谨的逻辑结构所吸引。非线性分析,这个看似艰涩的数学分支,在作者的笔下焕发出了迷人的光彩。本书的写作风格非常独特,它并非简单地罗列公式和定理,而是通过生动形象的例子,将抽象的数学概念与具体的物理、工程、甚至金融应用相结合。例如,在讲解李雅普诺夫稳定性时,书中引用了关于摆锤运动和行星轨道稳定性方面的分析,使得读者能够直观地理解系统在扰动下的行为。我尤其欣赏书中对于数值方法的论述,特别是在处理难以解析求解的非线性方程组时,作者详细介绍了多种数值算法的原理、优缺点以及适用范围,并辅以 MATLAB 或 Python 的伪代码示例,这极大地增强了本书的实践性。我尝试用书中介绍的龙格-库塔法求解了一个天气模型中的非线性微分方程,结果相当令人满意,也让我对这类方法的强大能力有了更深刻的体会。此外,本书对动态系统中的吸引子、极限环以及混沌吸引子的概念进行了深入的剖析,这些对于理解复杂系统的长期行为和不可预测性至关重要。通过阅读,我不仅巩固了已有的知识,更在许多方面获得了全新的启发,为我未来的研究方向提供了宝贵的参考。

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一本让我爱不释手的著作,它以一种令人耳目一新的方式呈现了非线性分析的迷人世界。本书的叙述风格既严谨又不失灵动,作者巧妙地将复杂的数学概念与直观的几何解释相结合,使得原本可能令人望而生畏的理论变得生动有趣。我尤其喜欢书中对相空间和相图的深入分析,它为理解自治微分方程的定性行为提供了强大的可视化工具。通过观察相图中轨迹的走向,可以清晰地判断系统的稳定性、周期性行为以及可能出现的混沌现象。书中对极限环的概念进行了细致的阐述,并探讨了霍普夫分岔如何从一个稳定的不动点产生周期性解,这对于理解振动系统和振荡器的工作原理至关重要。我尝试将书中关于硬币翻转的混沌模型应用到模拟抛掷骰子的概率分布,虽然是个简化的模型,但它让我体会到了微小初始条件差异对最终结果产生的巨大影响。此外,本书对迭代函数系统在生成分形图形方面的应用进行了深入的介绍,例如 Sierpinski 三角形和 Mandelbrot 集合的构建过程,这些精妙的数学构造令人惊叹。这本书不仅提升了我对数学的认识,更激发了我探索未知领域的兴趣。

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这本书为我提供了一个理解非线性现象的强大而全面的视角。作者的写作风格既严谨又充满启发性,他能够将复杂的数学概念分解成易于理解的部分,并将其与实际应用紧密联系起来。我尤其欣赏书中对神经网络及其训练算法的介绍,特别是反向传播算法的详细推导和在模式识别、函数逼近等方面的应用。这让我深刻理解了深度学习模型是如何通过非线性变换来学习和表示复杂数据的。书中对最优控制理论的探讨,特别是庞特里亚金极小值原理在求解非线性控制系统最优轨迹中的应用,为我理解最优设计和决策过程提供了理论支持。我尝试应用书中介绍的极小值原理来设计一个自动驾驶汽车的最优路径规划算法,虽然过程复杂,但结果证明了该理论的有效性。此外,本书对非线性系统中的分析信号和希尔伯特变换的讨论,为信号处理和系统辨识提供了有力的工具。我用书中介绍的希尔伯特变换来分析一个音频信号的包络和瞬时频率,从而更好地理解了声音的特性。这本书的价值在于它能够帮助我跨越不同学科的界限,用统一的数学语言来理解和解决各种复杂问题。

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一本探讨非线性分析方法的著作,其广博的选题范围和深入的分析视角,无疑为我打开了理解复杂系统动态演化的大门。从流体力学的湍流现象,到生物系统中细胞网络的相互作用,再到经济学领域的价格波动模式,非线性分析都提供了一套强有力的数学工具来解读这些看似混乱的表象。本书在介绍经典理论的同时,也着重阐述了前沿的研究成果,例如分形几何在描述不规则边界上的应用,以及混沌理论在预测极端天气事件中的启示。作者对每一个概念的阐释都力求严谨,同时又不乏清晰易懂的语言,使得即便对某些领域并不熟悉的读者,也能循序渐进地领会其中精髓。尤其令我印象深刻的是,书中关于稳定性分析和分岔理论的讨论,它们揭示了系统如何从一个稳定的状态突然跃迁到另一个完全不同的状态,这在理解社会变革、生态演替甚至神经元放电等现象时,都具有极其重要的意义。本书不仅是理论研究者的宝贵财富,对于那些希望将数学工具应用于实际问题的工程师、科学家,乃至数据分析师来说,也是一本不可多得的参考指南。它教会我如何用更宏观、更动态的视角去审视问题,如何从看似随机的数据中提取出潜在的规律和模式,从而更有效地解决现实世界中的挑战。

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当我第一次拿到这本著作时,就被其厚重的分量和严谨的排版所吸引。翻开书页,我立刻被作者深邃的数学功底和清晰的逻辑思维所折服。非线性分析,这个曾经让我感到遥远的领域,在这位作者的笔下变得触手可及。书中对非线性算子方程的求解方法进行了系统性的梳理,从最基本的迭代方法到更复杂的算子理论,都进行了详尽的阐述。我尤其喜欢书中关于不动点定理在求解非线性积分方程中的应用,例如 Volterra 和 Fredholm 积分方程。我尝试用书中介绍的 Banach 压缩映射原理来求解一个非线性积分方程,并验证了其收敛性和唯一性。此外,本书对非线性系统的混沌理论进行了深入的探讨,包括李雅普诺夫指数、吸引子和分岔图的生成。我尝试用书中介绍的混沌吸引子概念来分析一个天气模型中的长期演化趋势,并理解了其预测的极限。书中对非线性动力学系统中周期倍增和混沌出现的机制进行了精彩的解释,这对于理解许多自然现象的复杂性至关重要。这本书不仅仅是一本参考书,它更像是一次思想的洗礼,让我对数学的理解上升到了一个新的高度。

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这本书是一本令人难以置信的宝藏,它提供了关于非线性世界一个完整且深刻的概述。作者的写作风格非常具有个人特色,他用一种引人入胜的方式讲述复杂的数学概念,并穿插着他自己对这些理论的独到见解。我尤其欣赏书中关于非线性控制策略的设计,例如滑模控制和自适应控制在处理模型不确定性和外部扰动时的有效性。这让我对如何设计能够应对复杂动态环境的控制器有了更深入的认识。书中对随机微分方程和庞特里亚金最大值原理的讨论,为理解和控制那些受到随机因素影响的系统提供了强大的理论框架。我尝试将书中介绍的随机微分方程应用于模拟股票价格的波动,并利用最大值原理来设计一个投资组合的优化策略。此外,本书对非线性系统的频率响应和相频特性的分析,也为理解系统在不同频率输入下的行为提供了有力的工具。我用频率响应的方法分析了一个机械系统的共振现象,并找到了避免共振的解决方案。这本书不仅仅是知识的传授,更是一种思维方式的引导,它鼓励读者去挑战固有观念,去探索数学在各个领域中的无限可能性。

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