偏微分方程

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出版者:高等教育出版社
作者:孔德兴 编
出品人:
页数:269
译者:
出版时间:2010-9
价格:45.30元
装帧:
isbn号码:9787040304480
丛书系列:现代数学基础
图书标签:
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具体描述

《偏微分方程》共分八章:第一章为绪论;第二、三章分别介绍了一阶方程、具有两个自变量的二阶方程的基本知识;第四、五、六章分别介绍了三类基本方程:波动方程、热传导方程和Laplace方程的定解问题的适定性、求解方法及解的性质;第七章主要介绍了一阶拟线性双曲守恒律方程组的一些基本知识;第八章介绍了Cauehy-Kovalevskaya定理。另有两个附录:Fourier反演公式;Li-Yau估计。《偏微分方程》不仅把注意力集中在传统的偏微分方程基础知识上,而且还有目的地介绍一些当代数学知识,譬如在几何分析中具有重要作用的Li-Yau估计和Hamack不等式等。《偏微分方程》的另一特点是,除在每节后面为读者准备了一些习题之外,还在一些章节后面为读者准备了一些思考题和“开放问题(open problem)”。这些问题具有一定的启发性,对提高学生对本门课程的学习兴趣有很大帮助。

《偏微分方程》可作为高等院校数学系学生的教材,也可供数学、力学和物理学等相关专业的工作者参考。

这是一本关于探索数学世界奇妙边界的指南,它将带领读者踏上一段令人兴奋的旅程,去领略自然界中各种现象背后的深刻数学原理。本书并非直接讲解某一类数学工具,而是聚焦于那些驱动我们理解世界运行方式的根本性思想和问题。 我们将从一些经典且极具启发性的科学问题出发,例如,如何描述一个物体在不同时间、不同地点所经历的温度变化?当水在容器中波动时,其表面形状是如何演变的?一个物体在不同方向上受到的力,又将如何影响它的运动轨迹?这些看似简单的疑问,都隐藏着深刻的数学奥秘,而这些奥秘正是我们构建模型、预测未来、理解宇宙的关键。 本书的出发点并非抽象的符号和公式,而是源于物理世界、工程技术、甚至生物科学中的实际观察和需求。我们将深入探讨那些能够捕捉和描述这些动态过程的数学语言。你将了解到,许多看似独立的科学现象,其背后可能共享着相似的数学结构,而正是这些共性,为我们提供了跨学科思考和解决问题的强大工具。 在书中,我们将逐步揭示这些描述性数学工具的强大之处,它们如何帮助我们量化、分析并最终预测复杂的系统行为。你会发现,从微观粒子的运动到宏观宇宙的演化,从金融市场的波动到气候变化的规律,许多现象都可以用一组精心构建的数学方程来刻画。这些方程,如同语言的精髓,虽然简洁,却能承载无比丰富的信息。 本书还会着重于培养读者一种数学思维方式,一种能够将现实世界的问题转化为抽象数学模型的技能。我们不会止步于介绍现有的工具,更会鼓励你去思考这些工具的局限性,以及如何根据具体问题来发展和创新新的数学方法。这是一种探索性的学习过程,鼓励你带着好奇心去发现数学的内在逻辑和应用潜力。 通过本书,你将有机会领略到数学在各个领域的应用魅力。想象一下,如何利用数学模型来设计更安全高效的桥梁,如何预测天气变化以应对自然灾害,甚至如何理解大脑中神经信号的传递。这些都是数学力量的生动体现。本书将为你打开一扇窗,让你看到数学如何不仅仅是书本上的符号,更是解决现实世界挑战的强大引擎。 这是一次关于理解与创新的探索,它将激发你对数学的兴趣,让你看到数学在塑造我们对世界认知过程中的核心作用。我们相信,通过对这些根本性数学思想的深入理解,你将能够更清晰地把握复杂的系统,并更有信心地去应对未来的挑战。这是一段知识的旅程,一次智力的冒险,它将帮助你更好地理解你所生活的这个世界。

作者简介

目录信息

第一章 绪论 1 常用符号 2 基本概念 3 一些例子 4 纵览第二章 一阶方程 1 一个简单线性方程 1.1 解析求解:特征线方法 1.2 近似求解:有限差分方法 2 一类简单拟线性方程 2.1 Burgers方程 2.2 一般情形 2.3 导数的突变和破裂时间 3 拟线性方程的几何理论 4 拟线性方程的Cauchy问题 4.1 Cauchy问题 4.2 局部解的存在性 4.3 解的存在唯一性条件 4.4 一种特殊情况:线性偏微分方程 4.5 高维情形 4.6 例子 5 一阶偏微分方程组 5.1 一阶线性偏微分方程组 5.2 一阶拟线性偏微分方程组 6 总结与思考第三章 具有两个自变量的二阶偏微分方程 1 拟线性二阶方程的特征 2 奇性的传播 3 二阶线性方程的标准形 4 一维波动方程 5 总结与思考第四章 波动方程 1 一维波动方程:方程的导出及定解条件 1.1 方程的导出 2.1 定解条件 2 一维波动方程:Cauchy问题 2.1 叠加原理 2.2 齐次化原理 3 一维波动方程:初边值问题 3.1 分离变量法 3.2 非齐次方程 3.3 非齐次边界条件 4 高维波动方程的Cauchy问题 4.1 高维空间中的波动方程 4.2 定解条件 4.3 球平均法 4.4 Hadamard降维法 4.5 非齐次波动方程Cauchy问题的解 5 波的传播 5.1 基本概念 5.2 波的传播:Huygens原理与波的弥散现象 5.3 解的衰减 5.4 解的正则性 6 一般的Cauchy问题与初边值问题 6.1 一般的Cauchy问题 6.2 初边值问题 7 能量不等式 7.1 动能和位能 7.2 初边值问题解的唯一性与稳定性 7.3 Cauchy问题解的唯~性与稳定性 8 总结与思考第五章 热传导方程 1 热传导方程的导出及其定解条件 1.1 方程的导出 1.2 定解条件 2 Cauchy问题 2.1 Fourier变换 2.2 Cauchy问题的求解——Fourier变换法 2.3 解的存在性 3 初边值问题 4 极值原理 4.1 极值原理 4.2 初边值问题 4.3 Cauchy问题 5 Li-Yau估计与Harnack不等式 6 渐近性态 6.1 初边值问题 6.2 Cauchy问题 7 总结与思考第六章 Laplace方程 1 方程的导出及定解条件的提法 1.1 方程的导出 1.2 定解条件 2 变分法 2.1 变分问题与Euler-Lagrange方程 2.2 变分原理 2.3 变分问题与定解问题的求解 3 调和函数 3.1 Green公式 3.2 基本积分公式 3.3 基本性质 3.4 极值原理 3.5 Laplace方程的第一边值问题解的唯一性和稳定性 4 Green函数 4.1 引进Green函数的动机及其基本性质 4.2 镜像法 4.3 解的验证 5 调和函数(续) 6 强极值原理 6.1 强极值原理 6.2 应用:Laplace方程第二边值问题解的唯一性 7 总结与思考第七章 拟线性双曲守恒律方程组初步 1 拟线性双曲守恒律方程组 1.1 基本概念 1.2 例子 1.3 解的破裂 2 间断解 2.1 解的定义 2.2 Rankine-Hugoniot条件 2.3 熵条件 2.4 Riemann问题 3 非线性波:经典解情形 3.1 疏散波与压缩波 3.2 应用实例——追赶问题 4 非线性波:间断解情形 4.1 单个守恒律 4.2 激波的形成与传播 4.3 Riemann问题(续) 5 总结与思考第八章 Cauchy-Kovalevskaya定理 1 准备知识 1.1 多重无穷级数 1.2 实解析函数 1.3 实解析函数(续) 2 Cauchy-Kovalevskaya定理 2.1 Cauchy-Kovalevskaya定理 2.2 Cauchy-Kovalevskaya定理的证明 3 一些注记附录一 Fourier反演公式附录二 Li-Yau估计参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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在学习过程中,我对书中提出的各种求解方法产生了浓厚的兴趣。作者系统地介绍了分离变量法、傅里叶变换、格林函数法等多种重要的解析求解技术,并对每种方法的适用条件和局限性都进行了清晰的阐述。更让我惊喜的是,书中还穿插了一些关于数值方法的介绍,例如有限差分法和有限元法,这对于我理解如何在计算机上模拟复杂的物理过程非常有帮助。作者并没有止步于理论的讲解,而是提供了大量的例题和练习题,并且答案的解析也十分详细,这让我能够及时检验自己的学习成果。

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令我惊喜的是,这本书在讲解一些较为抽象的概念时,巧妙地运用了图示和示意图。这些图形化的辅助材料,极大地帮助我理解了那些难以用文字准确描述的数学思想。例如,在解释某些函数的性质时,作者提供的图形能够一目了然地展示其变化趋势;在讲解数值方法的离散化过程时,配合图示的讲解,使得原本复杂的步骤变得清晰可见。这些精心设计的插图,极大地提升了阅读体验,也加深了我对概念的理解。

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这本书的封面设计就极具吸引力,深邃的蓝色背景衬托着抽象的数学公式,仿佛宇宙的奥秘在此凝聚。我一直对数学抱有浓厚的兴趣,尤其是那些能够描述自然界现象的理论。虽然我并非科班出身的数学专业学生,但每次翻开一本优秀的数学书籍,总能感受到一种智力上的挑战和美的享受。这本书的装帧质感也很好,纸张的触感非常舒适,印刷清晰,不会有任何刺眼的感觉,这对于长时间阅读来说至关重要。

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初次接触这本书,我被其引人入胜的开篇所吸引。作者并非直白地罗列公式和定理,而是通过一系列引人入胜的例子,从日常生活中的现象,如热量的传导、波的传播,甚至是更抽象的经济模型,来引出偏微分方程的必要性。这种由表及里、由现象到本质的讲解方式,让我这样一个非数学专业的读者也能迅速理解其核心概念。作者的语言风格非常生动,避免了枯燥的学术术语堆砌,取而代之的是清晰易懂的解释和形象的比喻,仿佛在与一位经验丰富的老师面对面交流。

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这本书的结构安排也十分合理。它遵循了一个循序渐进的学习路径,从最基础的概念开始,逐步引入更复杂的理论和技术。每个章节之间都有清晰的逻辑联系,前后呼应,使得整个学习过程更加连贯和流畅。作者在章节开头通常会给出本章的学习目标,在章节结尾则会进行总结和回顾,这对于我这样一个自学者来说,无疑是非常有益的。我感觉自己能够有条不紊地掌握知识,而不是被大量的信息所淹没。

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这本书最让我印象深刻的是其对不同类型偏微分方程的深入探讨。无论是经典的波动方程、热方程,还是更复杂的拉普拉斯方程和泊松方程,作者都给予了详尽的解释,并追溯了它们各自的起源和应用场景。其中,对于每一种方程的推导过程,作者都进行了非常细致的步骤分解,并提供了多种不同的推导思路,让读者可以从不同的角度去理解同一个概念。这种严谨又不失灵活的讲解方式,让我受益匪浅,也极大地提升了我对数学证明的理解能力。

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这本书的语言风格有一种独特的魅力,它既有数学的严谨性,又不失人情味。作者似乎非常懂得读者的思维过程,能够预见到我们可能会遇到的困惑,并在适当的时候提供提示和引导。我尤其欣赏作者在处理一些复杂证明时所表现出的耐心和细致,他会反复强调关键步骤,并解释其背后的逻辑。这种教学方式让我觉得学习过程并不孤单,而是在一位经验丰富的导师的陪伴下进行的。

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总而言之,这本书是一本集深度、广度和实用性于一体的优秀著作。它不仅为我提供了坚实的理论基础,更重要的是,它激发了我对偏微分方程及其在现实世界中应用的浓厚兴趣。我强烈推荐这本书给所有对数学充满好奇,或者需要在学习和工作中接触偏微分方程的读者。这本书的价值远不止于它所包含的公式和定理,更在于它所传递的思维方式和解决问题的能力,这无疑是一笔宝贵的精神财富。

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我特别喜欢书中关于“为什么”的探讨。作者不仅仅告诉我们“是什么”和“怎么做”,更重要的是解释了“为什么需要这样做”。例如,在介绍某种特殊解法时,作者会详细分析为什么这种方法比其他方法更有效,或者在什么特定条件下它能发挥出最佳效果。这种对事物根本原因的追究,让我不仅学会了解决问题的方法,更重要的是理解了这些方法背后的数学原理,从而能够举一反三,解决更广泛的问题。

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这本书的另一大亮点在于其对实际应用的广泛覆盖。作者并没有将偏微分方程束之高阁,而是将其与物理学、工程学、金融学甚至生物学等众多学科紧密联系起来。例如,在介绍热方程时,作者详细讲解了它如何在热力学、材料科学等领域发挥重要作用;在讲解波动方程时,则触及了声学、光学和电磁学等前沿领域。这种跨学科的视角,让我看到了数学作为一门通用语言的强大力量,也激发了我进一步探索不同领域中数学应用的兴趣。

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刚开始,自己老师的教材 突然对偏微失去了兴趣 是因为离无力太近么...或者三年的阴影还没下去

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其实写的不怎么样 不过孔老师人不错

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其实写的不怎么样 不过孔老师人不错

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书本身中规中矩:各种书拼凑而成,不过也讲了些一般书里没有的,比如Li-Yau不等式。听作者本人上课受益颇多,是个厉害的老师。

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书本身中规中矩:各种书拼凑而成,不过也讲了些一般书里没有的,比如Li-Yau不等式。听作者本人上课受益颇多,是个厉害的老师。

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