Elementary Differential Equations and Boundary Value Problems, Textbook and Student Solutions Manual

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出版者:Wiley
作者:William E. Boyce
出品人:
页数:796
译者:
出版时间:2009-1-14
价格:CAD 164.95
装帧:Hardcover
isbn号码:9780470498811
丛书系列:
图书标签:
  • Mathematics
  • Textbook
  • mathematics
  • 微分方程
  • 边界值问题
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  • 习题解答
  • 数学
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  • 数学模型
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具体描述

《初等微分方程与边值问题》教材与学生解题手册套装 这套精心编排的《初等微分方程与边值问题》教材与学生解题手册套装,是学习微分方程理论与应用不可或缺的得力伙伴。无论是对数学、物理、工程还是其他相关科学领域的初学者,抑或是希望巩固和深化理解的进阶者,本套装都将为您提供坚实的基础和系统的指导。 教材部分 本教材致力于以清晰、严谨且易于理解的方式,全面介绍初等微分方程及其边值问题的核心概念、理论方法与实际应用。从最基本的概念出发,循序渐进地引导读者掌握各类微分方程的解法,并深刻理解其背后的数学原理。 基础概念与分类: 教材将首先清晰地定义微分方程,并系统地介绍其分类,包括常微分方程与偏微分方程的初步概念,以及方程的阶、线性与非线性、齐次与非齐次等重要属性。读者将建立起对微分方程基本结构的准确认识。 一阶微分方程: 重点讲解各种类型的一阶微分方程,如可分离变量方程、齐次方程、线性方程、恰当方程及伯努利方程等,并提供系统性的解题步骤和技巧。教材会深入剖析每种方法的推导过程,使读者不仅知其然,更知其所以然。 高阶线性微分方程: 逐步深入到高阶线性微分方程的求解,包括常系数齐次方程、常系数非齐次方程(常数变易法、待定系数法)、变系数线性方程(欧拉-柯西方程)等。教材会详细阐述其求解思路和常用方法,并提供丰富的示例。 方程组的解法: 介绍如何求解微分方程组,特别是线性微分方程组,包括通过特征值与特征向量法求解常系数齐次线性微分方程组。 边值问题: 深入探讨边值问题,理解其与初值问题的区别与联系。重点介绍 Sturm-Liouville 边值问题,其在物理学和工程学中的重要应用,如热传导、振动分析等。教材会详细讲解本征值、本征函数以及傅里叶级数在求解边值问题中的作用。 Laplace 变换: 引入 Laplace 变换这一强大的数学工具,用于求解线性微分方程及其方程组,尤其擅长处理带有阶跃函数或脉冲函数的非齐次方程。教材会详细讲解 Laplace 变换的性质、逆变换,以及其在系统分析中的应用。 数值方法: 介绍求解微分方程的常用数值方法,如欧拉法、改进欧拉法、龙格-库塔法等。通过这些方法,读者可以理解如何在无法获得解析解的情况下,利用计算机近似求解微分方程,这在实际问题建模中至关重要。 应用与建模: 教材贯穿了大量的实际应用案例,涵盖物理学(如电路分析、力学运动)、工程学(如控制系统、信号处理)、生物学(如种群动力学)和经济学等领域。通过这些实例,读者能够体会到微分方程作为描述和解决现实世界问题的有力工具的价值。 教材的语言风格严谨而不失生动,逻辑清晰,结构合理,配有大量的例题和习题,有助于读者巩固所学知识,提高解题能力。 学生解题手册部分 配套的学生解题手册是学生学习过程中的得力助手,它提供了教材中所有例题和大部分习题的详细解答。 详尽的解题步骤: 对于每道题目,解题手册都提供了完整、清晰的解题过程,包括思路分析、关键公式的应用、计算步骤以及结果的验证。这有助于学生理解解题的每一步是如何进行的,而不仅仅是得到最终答案。 多种解法探讨: 对于一些问题,手册可能会提供不止一种解法,或者在解题过程中提示可用的其他方法,从而帮助学生拓宽解题思路,更深入地理解不同方法之间的联系和优势。 关键点提示与难点解析: 在解题过程中,手册会特别指出关键的公式、定理应用,或对容易出错的地方进行提示,帮助学生避免常见的错误,掌握解题的要领。 概念巩固: 通过对照教材中的例题和手册中的详细解答,学生可以更直观地理解抽象的数学概念,并将理论知识转化为实际的解题能力。 自学与复习辅助: 对于需要自主学习或课后复习的学生而言,解题手册是自我检测和查漏补缺的绝佳工具。学生可以通过独立尝试解题,然后对照手册的解答进行检查和学习。 套装优势 这套教材与解题手册的组合,形成了一个完整的学习体系。教材提供了系统性的理论知识和丰富的示例,而解题手册则提供了详尽的解答和思路指导,两者相辅相成,能够极大地提升学生的学习效率和对微分方程与边值问题的掌握程度。无论是在课堂学习、课后练习还是备考复习阶段,这套套装都将是您值得信赖的伙伴。

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目录信息

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用户评价

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这套教材的价值远不止于其提供的内容,更在于它所培养的学习能力和思维方式。在学习过程中,我不仅是简单的知识接收者,更是主动的探索者。书中提供的练习题难度适中,覆盖面广,从基础的计算到概念性的理解,再到应用性的分析,都得到了充分的练习。每当我完成一套练习题,都会有一种成就感油然而生。而学生解决方案手册在此过程中扮演的角色,更像是我的“学术陪练”。它不会直接给我答案,而是引导我思考,让我尝试不同的方法,并在我遇到困难时,给出恰当的提示和启发。这种“引导式”的学习方式,极大地提升了我的自主学习能力。我发现,当我在理解了某个概念后,通过手册中的详细解析,能够更好地反思自己的解题过程,找出不足之处,并加以改进。例如,在学习傅里叶级数在求解偏微分方程中的应用时,手册中的逐步推导和解释,让我对如何进行变量分离、如何处理边界条件有了更深刻的理解。它还鼓励我思考不同方法之间的联系和区别,这对于我建立更全面的数学知识体系至关重要。这套教材不仅教会了我如何解微分方程,更重要的是,它教会了我如何学习,如何独立思考,如何在遇到困难时找到解决问题的路径。

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坦白说,初次拿到这套《基础微分方程与边值问题》时,我曾对“边值问题”这个概念感到一丝困惑。相较于初值问题,边值问题似乎更加抽象,其解的存在性和唯一性也并非总是显而易见的。然而,这套教材以其严谨的学术态度和清晰的讲解,将边值问题的复杂性一一化解。它从最基础的二阶线性边值问题出发,通过对自伴算子、格林函数等概念的深入剖析,逐步引导读者理解边值问题的本质。学生解决方案手册在此过程中扮演了至关重要的角色,它不仅仅提供了计算的步骤,更重要的是,它解释了每一步计算背后的数学原理和逻辑。例如,在求解一个具有周期性边界条件的边值问题时,手册中的详细推导,让我明白了如何利用周期性特征来简化方程,以及如何处理可能出现的特解情况。书中对 Sturm-Liouville 问题的讲解,更是让我对边值问题有了更深层次的认识,它不仅展示了这类问题的广泛应用,还揭示了其背后深刻的数学结构。通过大量的例题和练习,我不仅能够熟练地求解各种类型的边值问题,更重要的是,我对数学的严谨性和深刻性有了更深刻的体会。这套教材,无疑为我在理解和掌握边值问题这一复杂而重要的数学分支上,打下了坚实的基础。

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在我接触过众多的数学教材中,这套《基础微分方程与边值问题》绝对是脱颖而出的佼佼者。它的结构安排非常合理,从易到难,层层递进,确保了学习者能够循序渐进地掌握知识。书中对概念的解释清晰透彻,避免了使用过于晦涩的语言,使得即使是初次接触微分方程的读者,也能快速进入学习状态。而学生解决方案手册的辅助作用更是不可低估。它不仅仅是提供答案,更像是一位经验丰富的导师,能够在我遇到难题时,提供恰到好处的提示和指导。我尤其喜欢手册中对于一些重要定理的详细证明,这些证明过程清晰明了,逻辑严谨,让我能够更深刻地理解定理的内涵和外延。例如,在学习存在性定理时,手册详细阐述了皮卡-林德洛夫定理的构造过程,以及每一步收敛的依据,这让我对解的存在性和唯一性有了更深刻的认识。此外,书中对各种解法的比较分析,也极大地拓宽了我的解题思路。它不仅仅是教会我一种解法,而是让我了解多种解法,并能够根据问题的特点选择最适合的解法。这种训练,极大地提升了我的问题解决能力。总而言之,这套教材是一本不可多得的学习微分方程的优秀资源。

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如果要我用几个词来形容这套教材,那一定是“全面”、“深入”和“启发性”。它对微分方程的覆盖范围之广,简直令人惊叹。从最基础的一阶线性微分方程,到高阶非线性微分方程,再到偏微分方程,几乎囊括了所有重要的类型。而且,它并没有止步于简单的求解技巧,而是对每类方程的理论背景、解的存在性与唯一性、稳定性等深层问题都进行了深入的探讨。学生解决方案手册更是锦上添花,它以一种极其细致和有条理的方式,解答了书中的每一个习题,并提供了多角度的解题思路和技巧。我特别欣赏手册在处理一些复杂问题时,所展现出的“解题艺术”。它不会死板地套用公式,而是会根据具体问题的特点,选择最简洁、最有效的解法,并清晰地解释其背后的逻辑。例如,在学习使用拉普拉斯变换来求解常微分方程时,手册不仅提供了每一步变换的详细过程,还深入解释了拉普拉斯变换的性质和优势,以及在不同应用场景下的灵活运用。这种启发式的学习方式,让我不仅仅是学会了“怎么做”,更是学会了“为什么这样做”,从而真正地理解了数学的精髓。这套教材,让我对微分方程及其应用领域产生了浓厚的兴趣,并为我未来的深入研究打下了坚实的基础。

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这套教材,集方程的奥秘与边界条件的挑战于一体,简直就是一本开启微积分深邃世界的大门钥匙。我刚翻开第一页,就被其严谨的逻辑和层层递进的讲解所吸引。它并没有一开始就抛出复杂的概念,而是从最基础的微分方程定义入手,如同雕塑家细致地勾勒出作品的雏形,每一步都力求清晰明了。学生解决方案手册更是如影随形,它不仅仅是答案的集合,更像是一位耐心的老师,一步一步地解析了每一个例题的思路,让我在解题过程中遇到的每一个“卡点”都能迎刃而解。我尤其欣赏它对不同类型微分方程的分类和系统性讲解,无论是初等的齐次方程、线性方程,还是更具挑战性的高阶方程和偏微分方程,它都给予了详尽的阐述和大量的练习题。通过反复练习,我不仅掌握了求解的技巧,更重要的是理解了这些方程背后的物理意义和数学本质。例如,书中对阻尼振动、电路分析等实际问题的应用讲解,让我深刻体会到微分方程在现实世界中的强大力量,它不再是枯燥的数学符号,而是描述和预测自然现象的有力工具。对于初学者来说,这套教材无疑是一个完美的起点,它能帮助你建立扎实的数学基础,培养严谨的逻辑思维,并激发你对数学探索的无限热情。

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我必须承认,在我开始接触这套《基础微分方程与边值问题》之前,我对这类问题曾有过一丝畏惧。我总觉得它们像是一道道难以逾越的高墙,充满着抽象的概念和繁复的计算。然而,这套教材以其独特的教学方式,彻底改变了我的看法。作者并非简单地罗列公式和定理,而是巧妙地将抽象的数学概念与直观的几何解释相结合。例如,在讲解微分方程的斜率场时,书中不仅提供了清晰的图示,还深入浅出地解释了斜率场如何直观地展示了方程解的走向,这对于我理解解的性质和行为起到了至关重要的作用。学生解决方案手册的出现,更是为我这趟学习之旅增添了双重保险。当我在独立思考后依然无法找到解题的突破口时,手册中的详尽步骤和解释,就像一盏明灯,照亮了我前行的道路。它不仅提供了正确的解法,更重要的是,它揭示了每一步推理的依据和关键点,让我能够从中学习到解题的思路和方法,而不仅仅是记住一个答案。我特别喜欢它对一些经典问题,如瘟疫传播模型、人口增长模型等,进行的数学建模分析。这些应用案例让我看到了数学的实用性和普适性,也让我更加积极地投入到对微分方程的学习中,渴望掌握更多解决实际问题的数学工具。

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这套教材给我的感受,是一种“润物细无声”式的深刻影响。它并没有刻意地去“炫技”或展示多么高深的数学理论,而是以一种平和而坚实的方式,将微分方程的知识体系展现在我面前。从最基础的定义,到各种类型的方程,再到实际应用,每一个环节都处理得恰到好处。学生解决方案手册在我学习过程中的角色,更像是我的“私人定制辅导员”。它会仔细阅读我的解题过程(尽管是想象中的),并在我可能出错的地方给出提示,或者提供更优化的解题方法。我记得在学习非齐次线性微分方程时,书中介绍了几种不同的求解方法,而手册则会详细比较这些方法的优劣,以及在不同情况下的适用性。例如,对于待定系数法,手册会详细解释如何根据非齐次项的结构来选择系数的形式;对于常数变易法,手册则会清晰地展示如何进行积分,以及如何处理可能出现的复积分。这种细致的指导,让我能够真正地掌握每一种方法,并能够灵活地运用它们。此外,书中对数学模型的构建和解释,也让我受益匪浅。它让我看到了数学在解决现实世界问题中的强大力量,也激发了我对数学研究的浓厚兴趣。这套教材,无疑为我开启了通往数学世界更深处的大门。

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这套教材给我带来的,不仅仅是知识的传递,更是一种学习的“仪式感”。从封面设计到版式编排,再到内容组织,都透着一股严谨而又不失活力的学术气息。它让我觉得,学习数学本身也是一件充满美感和乐趣的事情。学生解决方案手册的出现,更是将这种体验提升到了一个新的高度。它不仅仅是解决我学习过程中遇到的疑问,更像是我的“学习伙伴”,与我一同探讨数学的奥秘。我记得在学习非线性微分方程的相平面分析时,书中提供了概念性的讲解,而手册则通过大量的图例和详细的分析,将抽象的相平面概念变得直观易懂。它一步一步地引导我如何绘制相平面图,如何分析相点的性质,以及如何根据相平面图来预测方程解的长期行为。这种“可视化”的学习方式,极大地增强了我对知识的理解和记忆。此外,书中对一些数学史的穿插介绍,也让我对微分方程的发展历程有了更深的了解,这不仅仅是增加了学习的趣味性,更让我体会到数学知识的来之不易和人类智慧的伟大。这套教材,无疑是一次与数学深度对话的绝佳机会,它让我收获了知识,更重要的是,它让我爱上了数学。

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我必须强调,这套教材之所以能够给我留下如此深刻的印象,很大程度上归功于其在理论与实践之间的完美平衡。作者并没有将学习过程局限于枯燥的公式推导,而是通过引入大量的实际应用场景,让抽象的数学概念变得生动起来。从物理学中的振动分析、热传导问题,到工程学中的电路分析、控制系统,再到生物学中的种群动态模型,本书都给予了详尽的介绍和深入的数学建模分析。学生解决方案手册在这一点上也发挥了不可替代的作用。它不仅仅是提供解题答案,更重要的是,它会详细地解释如何将实际问题转化为数学模型,如何选择合适的微分方程来描述该现象,以及如何根据实际问题的特点来解释求解结果。例如,在分析一个弹簧-质量-阻尼系统的运动时,手册会清晰地展示如何根据物理定律列出微分方程,如何根据初始条件和阻尼系数来分析系统的行为,以及如何解释数学解所对应的物理意义。这种将数学工具应用于解决实际问题的能力,是我在学习过程中最大的收获之一。它让我体会到,数学并非是脱离现实的象牙塔,而是能够深刻地洞察和改造世界的强大力量。这套教材,无疑为我打开了通往应用数学世界的大门,让我看到了数学的无限可能性。

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在我看来,这套教材最令人称道的特点之一,便是其对教学方法和学习体验的高度重视。它并非是一本简单的参考书,而更像是一个精心设计的学习系统。书中每一个章节的安排都经过深思熟虑,理论讲解与例题分析紧密结合,确保了学习的连贯性和有效性。学生解决方案手册在其中扮演的角色,可以说是“画龙点睛”。它不仅仅是提供了练习题的答案,更重要的是,它对每一个解题步骤进行了详尽的解释,帮助我理解“为什么”这样做,而不是仅仅“怎么做”。我尤其欣赏手册在处理一些含有复杂计算的题目时,所展现出的清晰的逻辑流程和精炼的数学表达。例如,在求解涉及积分的边值问题时,手册会详细列出积分的技巧和注意事项,并对计算过程进行细致的分解,让我能够避免低级错误,并掌握更高效的计算方法。书中所包含的丰富的应用案例,也让我深刻体会到微分方程在各个领域的广泛应用。从物理到工程,从生物到经济,微分方程无处不在,而这套教材,则为我提供了一把解锁这些应用领域数学秘密的钥匙。通过这套教材的学习,我不仅掌握了微分方程的求解技巧,更重要的是,我培养了用数学思维去分析和解决问题的能力。

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