Introduction to Vector Analysis

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出版者:Allyn & B
作者:Harry F Davis
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1987-08
价格:0
装帧:Paperback
isbn号码:9780205112708
丛书系列:
图书标签:
  • 向量分析
  • 微积分
  • 数学
  • 高等数学
  • 线性代数
  • 物理数学
  • 工程数学
  • 数学分析
  • 矢量
  • 数学教材
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具体描述

《流体动力学基础》 本书将带领读者深入探索流体运动的奥秘,为您揭示隐藏在日常现象背后的深刻数学原理。从简单的水流到复杂的空气动力学,我们将一步步构建理解流体行为所需的理论框架。 核心概念与方法: 流体描述: 我们将首先介绍描述流体运动的两种基本框架:拉格朗日描述和欧拉描述。前者关注粒子轨迹,后者关注空间场。通过对这两种视角的理解,您将能够从不同角度审视流体的动态。 流体动力学方程: 本书将重点讲解控制流体运动的 Navier-Stokes 方程。我们将分解其组成部分,阐述动量守恒、质量守恒和能量守恒的物理意义。同时,也会探讨在特定条件下(如不可压缩、无粘性流体)可以简化的伯努利方程,并展示其在实际应用中的力量。 流体运动的分类: 您将学习区分层流和湍流。层流的有序性和湍流的混沌性将通过数学模型和可视化手段进行深入剖析,理解湍流的统计特性及其在工程和自然现象中的重要作用。 粘性与不可压缩性: 粘性是流体的重要属性,它导致能量耗散和内摩擦。本书将详细讨论粘性效应如何影响流体流动,例如在管道中的流动以及边界层理论。同时,我们将深入研究不可压缩流体的概念,分析其适用条件和数学特性。 涡旋动力学: 涡旋是流体中普遍存在的结构,在天气形成、飞机翼尖涡等现象中扮演着关键角色。我们将探讨涡旋的产生、演化和传播机制,以及与之相关的数学工具,如涡量方程。 势流理论: 对于无粘性、不可压缩且无旋的流体,我们可以运用势流理论。本书将介绍速度势和流函数,以及如何利用它们解决二维和三维的流动问题,例如物体周围的绕流。 应用领域与实践: 航空航天工程: 理解空气动力学是设计飞机、火箭和导弹的关键。本书将涵盖翼型理论、升力和阻力的产生机制,以及超音速流动等重要概念。 土木工程: 水文学、水利工程以及河流、海岸的动力学研究都离不开流体动力学。您将了解如何分析管道中的水流、河流的侵蚀和沉积过程。 气象学与海洋学: 大气和海洋的流动是天气变化、洋流形成的基础。本书将为理解风的形成、台风的演变以及海洋环流提供坚实的理论基础。 生物力学: 血液在血管中的流动、鸟类飞行以及鱼类游泳等生命现象,也蕴含着丰富的流体动力学原理。 学习方法与资源: 本书旨在通过清晰的阐述、严谨的推导和丰富的实例,引导读者建立起扎实的流体动力学知识体系。每章都配有精心设计的习题,帮助您巩固所学内容,并鼓励您将理论应用于解决实际问题。对于希望进一步探索的读者,书中还将提供参考文献列表,指向更深入的研究领域。 无论您是希望系统学习流体动力学理论的学生,还是希望在相关领域进行深入研究的工程师和科学家,《流体动力学基础》都将是您不可或缺的指南。准备好在数学的语言中,解锁流体世界的无限可能吧!

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我发现这本书在理论阐述和实际应用之间找到了一个很好的平衡点。它不仅仅停留在纯粹的数学推导,而是积极地将向量分析的理论知识应用于物理学、工程学等多个领域,让我能够更直观地感受到这些数学工具的强大之处。例如,在讲解梯度、散度和旋度时,书中都会穿插一些关于电场、磁场、流体力学等方面的实际例子,将这些抽象的数学概念与现实世界的物理现象联系起来。我尤其喜欢在学习完一个定理后,看到书中提供的实际应用案例,这不仅让我巩固了对定理的理解,还让我看到了数学的实用价值。比如,在介绍亥姆霍兹定理时,书中就阐述了它在电磁学和流体力学中的应用,这让我对亥姆霍兹定理有了更深刻的认识。这种理论与实践相结合的教学方式,不仅激发了我学习向量分析的兴趣,也让我能够更好地将所学知识应用于解决实际问题,让我觉得学习这本书的投资是物有所值的,因为它赋予了我理解和分析现实世界问题的能力。

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这本书的索引和目录设计非常人性化。目录部分不仅列出了章节标题,还提供了详细的小节标题,让我能够一目了然地了解每个章节的具体内容和组织结构。当我需要回顾某个特定概念时,可以直接通过目录找到相应的章节和页码,省去了大海捞针的麻烦。而索引部分更是详尽,几乎涵盖了书中出现的所有重要数学术语、符号和定理。当我遇到不熟悉的术语时,只需在索引中查找,便能快速找到其首次出现的页码,并结合上下文进行理解。而且,索引的条目分类也很清晰,方便我根据不同的需求进行查找。我尤其欣赏的是,一些重要的数学符号,比如梯度、散度、旋度等,在索引中都会有专门的条目,并附带其在书中的定义和用法示例,这对于记忆和理解这些符号至关重要。这种细致入微的设计,充分体现了作者和出版方对读者学习体验的重视,让我在学习过程中能够更加高效和便捷,最大程度地减少了寻找信息的时间成本,让我可以将更多精力集中在理解和掌握数学内容上。

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这本书的参考资料和补充内容也做得相当不错。在章节的结尾,通常会提供一些进一步阅读的建议,包括相关的经典教材、研究论文或在线资源,这为我深入学习某个特定主题提供了宝贵的指导。我尤其喜欢书中会提及一些相关的数学历史和重要人物,比如高斯、斯托克斯、格林等,了解他们为向量分析发展所做出的贡献,让我对这些数学概念有了更深层次的理解,也增加了学习的趣味性。此外,书中的一些附录部分,也提供了对一些基础数学知识的简要回顾,比如线性代数中的矩阵和行列式,以及微积分中的一些重要定理,这对于巩固我之前学习的基础知识非常有帮助。这些补充内容,让这本书的价值不仅仅局限于基础教材,更是一个通向更广阔数学世界的入口,让我能够在这个领域内不断地探索和成长。

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这本书的排版也着实令人称道,每一页的文字布局都非常舒展,留白也恰到好处,不像有些教材那样恨不得把每一寸空间都塞满信息,那样只会让人眼花缭乱,疲惫不堪。它的字体大小适中,即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳,而且字体的选择也比较清晰易辨,这对于需要反复推导公式的我来说,是至关重要的。我特别欣赏的是,在讲解重要概念或定理时,作者会用粗体或斜体来强调,而且通常会附带一些清晰的图示或示意图,这些图示并非简单的装饰,而是真正地辅助理解,将抽象的数学概念具象化,让那些本来难以捉摸的向量关系变得一目了然。例如,在介绍向量叉乘的几何意义时,书中提供的三维立体图就非常直观,让我能够清晰地看到两个向量所张成的平行四边形的面积以及法向量的方向。此外,书中的例题设计也非常巧妙,它们不仅覆盖了定理的各种应用场景,而且解答过程详尽,每一步的推导都清晰明了,并没有省略关键的步骤,这对于我这种喜欢跟着步骤一步步学习的人来说,简直是太友好了。我甚至会尝试自己先解答,然后再对照书中的答案,对比思路上的差异,从中学习不同的解题技巧。这种细致的讲解和直观的图示,让我感觉自己不是在独自苦读,而是有一个经验丰富的老师在身边循循善诱,一步步带领我解开数学的奥秘。

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我发现这本书的语言风格非常独特,它在保持数学严谨性的同时,又融入了一种温和而富有启发性的叙述方式。作者并没有使用过于生僻或晦涩的数学术语,而是尽可能地用清晰易懂的语言来解释复杂的概念,而且时不时会穿插一些历史背景或实际应用的例子,让学习过程不那么枯燥乏味。我特别喜欢作者在介绍一个新概念之前,总是会先给出一些引人入胜的问题或情境,然后再引入数学工具来解决这些问题,这种“问题驱动”的学习模式,让我能够更深刻地理解为什么我们需要学习这些概念,以及它们在现实世界中的价值。比如,在讲解梯度时,作者就用到了地形图上的等高线来类比,生动地展示了梯度向量如何指向函数值增长最快的方向,这比单纯的定义要容易理解得多。而且,作者的用词也很有艺术感,有时候会用一些比喻性的语言来帮助理解,让那些抽象的数学对象瞬间变得生动起来。我甚至觉得,这本书读起来不像是在学习一本枯燥的教科书,而更像是在与一位知识渊博的朋友进行一场关于数学的深度对话。这种轻松而富有启发性的语言风格,让我即使在遇到困难的概念时,也不会感到沮丧,而是更有动力去探索和理解。

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我注意到这本书在内容编排上非常注重知识的连贯性和递进性。它不是将向量分析的各个部分割裂开来讲解,而是通过巧妙的过渡和联系,将它们有机地融合在一起。从最基础的向量代数,到向量微积分,再到场的概念和定理,每一个知识点都像是为下一个知识点铺垫,让学习过程自然而然。我尤其喜欢作者在引入一个新概念时,会回顾之前学过的相关知识,并解释新概念与旧知识之间的联系。比如,在讲解散度定理时,作者会先回顾散度、散度和通量的概念,然后解释散度定理如何将体积分和面积分联系起来,这使得我能够将新知识融入到已有的知识体系中,形成一个更完整的理解。这种循序渐进的教学方式,避免了知识上的断层,让我在学习过程中始终感觉自己的理解在不断加深。而且,书中还会提供一些“桥梁”式的讲解,帮助我理解不同数学工具之间的转化和应用,例如,如何利用格林公式将平面上的线积分转化为二重积分,从而简化计算。这种精心的编排,让向量分析的学习过程变得更加顺畅和有条理。

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这本书在理论深度和习题设计方面达到了一个很好的平衡。它不仅仅是罗列公式和定理,而是深入浅出地讲解了这些概念背后的数学思想和逻辑。作者在阐述每一个定理时,都会追溯其起源,并解释其在数学体系中的地位,这让我能够站在一个更高的视角来理解向量分析的整体框架。例如,在介绍斯托克斯定理时,作者不仅给出了定理的严谨证明,还详细阐述了它如何将线积分与曲面积分联系起来,以及它在物理学中的重要应用,比如电磁场理论。这种深入的讲解,让我能够触类旁通,举一反三。同时,书中的习题设计也极具梯度,从最基础的计算题,到需要综合运用多个定理的复杂问题,应有尽有。而且,习题的难度设置也很合理,不会让人觉得过于简单而失去挑战性,也不会过于困难而让人感到挫败。更重要的是,每一章的习题都紧密结合了该章的教学内容,能够有效地巩固和加深对知识的理解。我喜欢在完成例题后,立刻去尝试做配套的习题,通过亲自动手计算和推理,才能真正将理论知识内化为自己的能力。

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这本书的插图质量非常高,而且插图的使用非常得当,并不是为了增加页数而随意添加。每一幅插图都经过精心设计,能够准确地传达作者想要表达的数学概念或几何意义。我尤其喜欢书中那些三维空间的向量图,它们清晰地展示了向量的长度、方向以及它们之间的相对关系,比如向量的加法、减法和叉乘。这些插图让我能够直观地“看到”数学,而不是仅仅停留在抽象的符号层面。例如,在讲解向量场的散度和旋度时,书中提供的流体模型图就非常形象,通过观察流体粒子的运动方向和速度变化,我能够直观地理解散度代表着源或汇,而旋度代表着旋转。此外,一些关于曲面积分和体积分的插图,也帮助我理解了如何对三维空间中的几何对象进行积分运算。这些高质量的插图,极大地增强了我的学习兴趣和理解效率,让我在学习过程中充满了视觉上的享受,也让我能够更深刻地体会到向量分析的几何美学。

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这本书的封面设计就足够吸引人,那种沉稳的蓝色调,搭配着银色的书名“Introduction to Vector Analysis”,透露着一种严谨而又不失深度的气息。拿到手的时候,纸张的触感也很舒服,不是那种过于光滑、容易反光的材质,而是带着一丝温润的磨砂感,翻阅时声音也恰到好处,不会显得廉价。我尤其喜欢它装帧的厚度,虽然内容不少,但整体感觉却很扎实,拿在手里很有分量,这让我对即将开始的学习之旅充满期待。在翻看目录的时候,我注意到章节的划分非常清晰,从基础的向量概念到更复杂的多元微积分,再到一些应用部分,都安排得循序渐进,这对于我这样一个刚接触向量分析的学习者来说,无疑是极大的福音。很多教材往往会在开篇就堆砌大量的数学符号和抽象概念,让人望而却步,但这本书的编排似乎有意避免了这种情况,而是通过由浅入深的讲解,逐步引导读者进入这个美妙的数学世界。我甚至能在目录中看到一些我之前从未接触过的概念,这让我感到既有挑战性,又充满探索的乐趣。我迫不及待地想深入其中,去理解那些看似复杂但却无比优雅的数学思想,并试图将它们与我之前学习过的物理和工程知识联系起来,看看向量分析能在多大程度上帮助我理解这个世界的运行规律。这本书的整体风格,从封面到目录,都传递着一种“你可以做到”的鼓励信息,让我觉得学习向量分析不再是遥不可及的任务,而是可以一步步攻克的堡垒。

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总而言之,这本书给我留下了非常深刻的印象,它不仅仅是一本教材,更像是一次愉快的学习旅程。从一开始被其精美的封面和清晰的目录所吸引,到阅读过程中被其流畅的语言、严谨的逻辑和直观的插图所折服,再到学习完后对向量分析有了更深刻的理解和更浓厚的兴趣,这本书几乎在每一个环节都超出了我的预期。它的内容组织合理,难度适中,理论与实践相结合,并且提供了丰富的参考资料,这一切都使得这本书成为我学习向量分析的理想选择。我特别欣赏的是,它在讲解复杂概念时,始终保持着一种循循善诱的态度,让我在不知不觉中就克服了学习的难关,并从中获得了成就感。这本书不仅仅教会了我数学知识,更重要的是,它激发了我对数学的探索欲,让我相信通过不懈的努力,我能够掌握更加深奥的数学理论,并将其应用于解决更复杂的问题。我非常愿意向其他对向量分析感兴趣的学习者推荐这本书,因为它确实是一本能够带来知识和启发的优秀作品。

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