偏微分方程教程
偏微分方程教程
《偏微分方程教程》是機械工業出版社在2006年10月出版的一本書籍,作者是美 Nakhle H.Asmar 陳祖樨。本書通過大量豐富的實例,幫助讀者從基本的常微分方程向更多高級概念(偏微分方程、傅里葉級數和邊界值問題等)順利過渡。
作者輕鬆的語言風格使得書中的材料通俗易懂,尤其適合那些渴望了解更多和更深微積分知識的讀者。
本書強調理論與實踐相結合,介紹了大量偏微分方程在工程和物理學方面的應用,並且提供了相關數學證明和偏微分方程的原理。此外,本書的每一節后都配備了大量的習題,並提供了註釋、圖標或重要的公式等,突出了書中的重點與難點,方便讀者自學。
本書提倡讀者利用計算機輔助學習,旨在使讀者更直觀,更清晰地理解和掌握書中所講述的題材。讀者可以利用從作者網站上下載的Mathematica文件進行上機實踐。
本書系統講解偏微分方程及其定解問題的求解方法,通過大量實例討論微分方程解的性質,特彆強調傅里葉級數在求解邊值問題中的作用。書中配有豐富的例題與習題,還採用“專題問題”較為系統地研究某個具體問題,補充和擴展了正文內容。
本書內容豐富、推導嚴密,包含大量物理背景,為理解和掌握偏微分方程提供了有效途徑。本書可作為高等院校數學及相關專業學生的偏微分方程課程教材,同時也可作為工程技術人員、科
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本書通過大量豐富的實例,幫助讀者從基本的常微分方程向更多高級概念(偏微分方程、傅里葉級數和邊界值問題等)順利過渡。作者輕鬆的語言風格使得書中的材料通俗易懂,尤其適合那些渴望了解更多和更深微積分知識的讀者。
譯者序
前言
有用的公式
第1章 應用與方法概述
1.1什麼是偏微分方程
1.2求解並解釋偏微分方程
第2章 傅里葉級數
2.1周期函數
2.2傅里葉級數
2.3以任意數為周期的函數的傅里葉級數
2.4半幅展開:餘弦級數和正弦級數
2.5均方逼近和帕塞瓦爾恆等式
2.6傅里葉級數的複數形式
2.7受迫振動
2.8傅里葉級數表示定理的證明
2.9一致收斂性和傅里葉級數
2.10狄利克雷判別法和傅里葉級數收斂性
第3章 直角坐標中的偏微分方程
3.1物理學和工程技術中的偏微分方程
3.2建模:弦振動和波動方程
3.3一維波動方程的求解:分離變數法
3.4達朗貝爾方法
3.5一維熱傳導方程
3.6棒中的熱傳導:各種邊界條件
3.7二維波動方程和熱傳導方程
3.8直角坐標中的拉普拉斯方程
3.9泊松方程:特徵函數展開法
3.10諾伊曼條件和羅賓條件
3.11最大值原理
第4章 極坐標與柱面坐標中的偏微分方程
4.1各個坐標系中的拉普拉斯運算元
4.2圓形膜的振動:對稱情況
4.3圓形膜的振動:一般情況
4.4圓域中的拉普拉斯方程
4.5圓柱體中的拉普拉斯方程
4.6亥姆霍茲方程和泊松方程
4.7貝塞爾方程和貝塞爾函數
4.8貝塞爾級數展開
4.9貝塞爾函數的積分公式和漸近式
第5章 球面坐標中的偏微分方程
5.1問題和方法概述
5.2對稱狄利克雷問題
5.3球面調和函數和一般狄利克雷問題
5.4亥姆霍茲方程及其對泊松方程、熱傳導方程和波動方程的應用
5.5勒讓德微分方程
5.6勒讓德多項式和勒讓德級數展開
5.7相伴勒讓德函數和相伴勒讓德級數展開
第6章 施圖姆-劉維爾理論及其在工程技術中的應用
6.1正交函數
6.2施圖姆-劉維爾理論
6.3懸鏈
6.4四階施圖姆-劉維爾理論
6.5梁的彈性振動和屈曲
6.6雙調和運算元
6.7圓盤的振動
第7章 傅里葉變換及其應用
7.1傅里葉積分表示
7.2傅里葉變換
7.3傅里葉變換法
7.4熱傳導方程和高斯核
7.5狄利克雷問題和泊松積分公式
7.6傅里葉餘弦變換和正弦變換
7.7半無限區間上的問題
7.8廣義函數
7.9非齊次