數(shù)學(xué)物理方程/普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材
定 價:19.2 元
- 作者:尹景學(xué),王春朋,楊成榮 等 編
- 出版時間:2010/5/1
- ISBN:9787040292114
- 出 版 社:高等教育出版社
- 中圖法分類:O411.1
- 頁碼:191
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《數(shù)學(xué)物理方程》用數(shù)學(xué)分析和實變函數(shù)知識來講解典型的數(shù)學(xué)物理方程理論。選材少而精,在介紹經(jīng)典理論的同時,融入了偏微分方程的現(xiàn)代理論。內(nèi)容安排由淺入深,循序漸進。全書共分為四章,重點論述偏微分方程中典型方程的求解方法、廣義函數(shù)空間上的Fourier變換方法和古典解性質(zhì),此外對于偏微分方程的弱解理論也給予了初步介紹。每章還配置了許多富有啟發(fā)性的習(xí)題。
《數(shù)學(xué)物理方程》可作為高等學(xué)校數(shù)學(xué)類專業(yè)以及物理學(xué)、金融數(shù)學(xué)等相關(guān)學(xué)科的本科生教材或教學(xué)參考書,也可供在實際工作中需要利用偏微分方程基礎(chǔ)知識的科研人員參考。
《數(shù)學(xué)物理方程》是作者在為吉林大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院本科生開設(shè)的數(shù)學(xué)物理方程課程的講授講義的基礎(chǔ)上,經(jīng)過幾次修改并適當(dāng)擴充而形成的,可作為高等學(xué)校數(shù)學(xué)類專業(yè)的本科生教材。
傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)物理方程教材以介紹經(jīng)典解法為主,如分離變量法、行波法以及在可積函數(shù)框架下建立的Fourier變換方法。作為偏微分方程理論的入門知識,這些解法的介紹無疑是十分重要的。本書第一章介紹數(shù)學(xué)物理方程定解問題的經(jīng)典解法。除了廣泛應(yīng)用的分離變量法、行波法以外,我們還介紹冪級數(shù)解法與相似解解法。值得注意的是,隨著偏微分方程的現(xiàn)代理論的形成,以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,經(jīng)典分析理論已無法滿足各種應(yīng)用領(lǐng)域的實際需要。例如、作為偏微分方程數(shù)值解的重要方法之一的Galerkin方法就用到了廣義函數(shù)的理論,并且成為本科生計算方法課程的一個重要組成部分。基于這種考慮,我們在第二章介紹Fourier變換方法和廣義函數(shù)理論,其中還包括在廣義函數(shù)框架下建立的Fourier變換方法,并于第三章介紹位勢方程和熱傳導(dǎo)方程的弱解的初步理論。本書第四章介紹古典解的性質(zhì),包括位勢方程和熱傳導(dǎo)方程解的極值原理和能量估計,以及弦振動方程古典解的能量估計。
《數(shù)學(xué)物理方程》與其他同類教材相比的特點在于以下幾個方面。考慮到廣義函數(shù)理論的抽象性和本科階段學(xué)習(xí)的特點,我們主要以一個空間變量的情形來介紹Fourier變換方法和廣義函數(shù)理論。我們首先選擇速降函數(shù)空間作為基本空間來引入經(jīng)典的:Fourier變換,因為Fourier變換及其逆變換都是這個空間上的線性、連續(xù)的可逆變換,而且對于各種基本運算,如線性運算、卷積運算、微分運算等,都是封閉的。在這個空間上引入Fourier變換還在于沒有脫離常義函數(shù)的框架但又易于推廣到廣義函數(shù)空間,這樣就便于由淺入深地教學(xué)。特別地,我們先通過速降函數(shù)類和緩增函數(shù)類的對偶性質(zhì)介紹了初值為初等函數(shù)的cauchy問題的解法,從而很自然地借助廣義函數(shù)引入了初等函數(shù)的Fourier變換。
《數(shù)學(xué)物理方程》的另一個新的嘗試是處理位勢方程的求解問題。毫無疑問,使讀者了解借助于Green函數(shù)表示位勢方程的解是本課程的一個重要環(huán)節(jié)。然而,通常我們只能構(gòu)造出如半空間和球域等特殊區(qū)域上的Green函數(shù)。
第一章 經(jīng)典解法
1 二階線性偏微分方程及其定解問題
1.1 典型的二階線性偏微分方程
1.2 定解問題
1.3 解的空間與定解問題的適定性
2 分離變量法
2.1 第一初邊值問題
2.2 第二初邊值問題
2.3 第三初邊值問題
2.4 Poisson方程的邊值問題
3 行波法
3.1 齊次波動方程Cauchy問題
3.2 非齊次波動方程Cauchy問題
4 其他解法
4.1 冪級數(shù)解法
4.2 相似解解法
習(xí)題
第二章 Fourier變換方法與廣義函數(shù)初步
1 基本空間
1.1 連續(xù)函數(shù)空間
1.2 ξ(R),D(瓞)和Φ(R)空間
2速降函數(shù)空間上的Fourier變換方法
2.1 Φ(R)上Fourier變換的定義與性質(zhì)
2.2 在速降函數(shù)空間中求解熱傳導(dǎo)方程
2.3 在緩增函數(shù)空間中求解熱傳導(dǎo)方程
3 LP空間與磨光算子
3.1 LP空間
3.2 磨光算子及其基本性質(zhì)
3.3 LP函數(shù)的光滑逼近
3.4 變分學(xué)基本引理
4 廣義函數(shù)
4.1 廣義函數(shù)的定義
4.2 廣義函數(shù)的判定
4.3 廣義函數(shù)的運算
4.4 廣義函數(shù)的極限
4.5 廣義函數(shù)的磨光
4.6 局部可積函數(shù)的廣義導(dǎo)數(shù)及其基本性質(zhì)
4.7 廣義函數(shù)的廣義導(dǎo)數(shù)
5 廣義函數(shù)空間上的Fourier變換方法
5.1 φ(R)上Fourier變換的定義與性質(zhì)
5.2 φ(R)上的:Fourier變換方法
6 φ(RN)與φ(RN)上的Fourier變換
6.1 φ(RN)上Fourier變換的定義與性質(zhì)
6.2 φ(RN)上Fourier變換的定義與性質(zhì)
6.3 求解高維偏微分方程定解問題的Fourier變換方法
習(xí)題
第三章 L2理論
51H6lder空間和H1空間
1.1 Holder空間
1.2 H1空間
1.3 一維H1空間的性質(zhì)
2 Poisson方程的L2理論
2.1 弱解的定義
2.2 與弱解相應(yīng)的泛函的極值元
2.3 泛函極值元的存在性
2.4 弱解的存在唯一性
2.5 弱解的正則性
3 Laplace方程的基本解和Green函數(shù)及其應(yīng)用
3.1 Laplace方程的基本解
3.2 Green函數(shù)及其基本性質(zhì)
3.3 Green函數(shù)的存在性
3.4 Green函數(shù)法
4 熱傳導(dǎo)方程的L2理論和基本解理論
4.1 熱傳導(dǎo)方程的L2理論
4.2 熱傳導(dǎo)方程的基本解
習(xí)題
第四章 古典解的性質(zhì)
1Poisson方程
1.1 弱極值原理
1.2 強極值原理
1.3 能量估計
2 熱傳導(dǎo)方程
2.1 極值原理
2.2 能量估計
3 弦振動方程
3.1 有界區(qū)間上的初邊值問題
3.2 實數(shù)軸上的初值問題
3.3 半實數(shù)軸上的初邊值問題
習(xí)題
參考文獻