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内容推荐 本书主要介绍了求解数学物理方程的经典解法,包括分离变量法、积分变换法、行波法、格林函数法、特殊函数法、变分法以及差分法,并详细叙述了它们的物理意义。本书最后一章,还介绍了偏微分方程的适定性理论。 本书特色鲜明,风格显著,体系合理,具有较强的可读性和广泛的应用性,可作为理工科非数学类专业高年级本科生和研究生的教材,也可供从事数学物理方程方面研究的科技工作者参考。 目录 第一章 数学物理方程概述 1 偏微分方程举例和基本概念 1.1 偏微分方程举例 1.2 基本概念 2 方程及定解问题的物理推导 2.1 弦振动方程 2.2 薄膜平衡方程 2.3 热传导方程 2.4 定解条件和定解问题 3 两个重要原理 3.1 杜阿梅尔原理 3.2 叠加原理 习题一 第二章 分离变量法和积分变换法 1 齐次方程的第一初边值问题 1.1 有界弦的自由振动 1.2 解的物理意义 1.3 热传导方程的第一初边值问题 2 齐次方程的第二初边值问题 2.1 热传导方程的第二齐边值问题 2.2 弦振动方程的第二初边值问题 3 二维拉普拉斯方程 3.1 圆域内的第一边值问题 3.2 圆域外的第一边值问题 4 非齐次定解问题的解法 4.1 非齐次方程的求解 4.2 非齐次边界条件的处理 4.3 特殊的方程非齐次项处理 5 积分变换法 5.1 傅里叶变换法 5.2 拉普拉斯变换法 习题二 第三章 行波法 1 弦振动方程的初值问题 1.1 达朗贝尔公式 1.2 达朗贝尔解的物理意义 1.3 二阶偏微分方程的分类 2 高维齐次波动方程 2.1 三维波动方程(平均值法) 2.2 二维波动方程(降维法) 2.3 泊松公式的物理意义 3 非齐次波动方程 习题三 第四章 格林函数法 1 拉普拉斯方程边值问题的提法 2 调和函数 2.1 格林公式 2.2 拉普拉斯方程的对称解 2.3 调和函数的基本性质 3 格林函数 3.1 格林函数的定义 3.2 格林函数的性质和物理意义 4 几类特殊区域问题的求解 习题四 第五章 勒让德多项式 1 勒让德方程的导出 2 勒让德方程的幂级数解 3 勒让德多项式 4 勒让德多项式的母函数及其递推公式 4.1 勒让德多项式的母函数 4.2 勒让德多项式的递推公式 5 勒让德多项式的正交性 6 勒让德多项式的应用 习题五 第六章 贝塞尔函数 1 贝塞尔方程的导出 2 贝塞尔方程的级数解 2.1 贝塞尔方程的求解 2.2 贝塞尔方程的通解 3 贝塞尔函数的母函数及递推公式 3.1 贝塞尔函数的母函数 3.2 贝塞尔函数的递推公式 4 函数展成贝塞尔函数的级数 4.1 贝塞尔函数零点的性质 4.2 贝塞尔函数的正交性和归一性 4.3 展开定理的叙述 5 贝塞尔函数的应用 习题六 第七章 变分法 1 泛函和泛函的极值问题 1.1 基本概念 1.2 变分法基本引理 1.3 泛函极值的必要条件 1.4 泛函极值的充分条件 2 泛函的条件极值问题 2.1 泛函的条件极值及其必要条件 2.2 应用举例 3 变分法应用 3.1 泛函极值问题与边值问题 3.2 泛函极值问题的近似解法 习题七 第八章 数学物理方程的有限差分法 1 差分方程的构造 2 调和方程的差分格式 3 热传导方程的差分格式 4 波动方程的差分格式 习题八 第九章 定解问题的适定性 1 适定性的概念 2 古典解的存在性 3 古典解的唯一性和稳定性 3.1 能量积分 3.2 古典解的唯一性 3.3 古典解的稳定性 习题九 附录Ⅰ 一般形式的二阶线性常微分方程固有值问题的一些结论 附录Ⅱ Γ函数的定义和基本性质 部分习题参考答案 参考文献 |