偏微分方程IV

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出版者:科学出版社
作者:叶戈罗夫
出品人:
页数:241
译者:
出版时间:2009-1
价格:58.00元
装帧:
isbn号码:9787030235091
丛书系列:国外数学名著系列(影印版)
图书标签:
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具体描述

《国外数学名著系列(续一)(影印版)66:偏微分方程4(微局部分析和双曲型方程)》主要内容:This volume of the Encyclopaedia contains two contributions.In the first Yu.V.Egorov gives an accomnt of microlocal analysis as a tool for investigating partial differemial equations.This 113ethod has become increasingly important in the theory.of Hamiltonian systems in recent years.

The second survey written by V.Ya.1vrii treats linear hyperbolic equations and systems.The author states necessary and sufficiient conditions for C∞-and L2-well-posedness and he studies the analogous pmhlem in the comext ofGevrey classes.He also describes,the latest results in,the theory of mixed problems for hyperbolic operators and concludes with a list of unsolved problems.

Both parts coyer recent research in two important fields,which before was scattered in numerous joumals.The book will hence be of immense value to graduate students and researchers in partial differential equationS and theoretical physics。

《偏微分方程IV》是一部深入探讨复杂数学模型与现实世界现象之间联系的著作。本书将带领读者遨游于抽象的数学理论之中,并巧妙地将其与物理、工程、生命科学等多个领域的实际应用相结合。 本书的开篇,我们将从数学的根基出发,系统地梳理偏微分方程的理论框架。这包括对各种经典方程的深入剖析,例如能够描述热量扩散的热传导方程,它如同宇宙的脉搏,记录着能量在空间中的传递过程;能够刻画波动的波动方程,它奏响着物质世界的交响乐,从声波的传播到光影的舞动,无不蕴含其中;以及能够描绘流体运动的纳维-斯托克斯方程,它们是湍流世界的奥秘所在,影响着天气预报的精准度与飞机的空气动力学设计。我们会详细介绍这些方程的性质,例如它们的定性行为,如解的平滑性、衰减性以及全局存在性等关键属性,这些属性是理解方程行为的基石。 进一步地,本书将聚焦于数值方法这一至关重要的工具。在许多情况下,解析解难以获得,甚至是不存在的,这时候就需要依靠强大的数值计算技术。我们将详细介绍有限差分法,它以一种直观的方式将连续的微分方程转化为离散的代数方程组,便于计算机求解;有限元法,这是一种更为灵活和强大的方法,能够有效地处理复杂几何形状和边界条件,在工程领域有着广泛的应用;以及谱方法,它利用全局逼近函数来近似解,能够获得更高的精度,尤其适用于光滑解的情况。我们会深入探讨每种方法的原理、收敛性分析以及在实际问题中的应用技巧,例如如何在离散化过程中保持方程的物理意义,如何选择合适的离散化格式以保证数值解的稳定性和准确性。 除了经典方程和数值方法,本书还将拓展到更前沿的研究领域。我们将探讨非线性偏微分方程,这类方程往往能更真实地刻画复杂系统的行为,例如在天气预测中的混沌现象、生物系统中模式形成以及金融市场中的价格波动。我们将深入研究孤立子理论,它揭示了某些非线性方程中能够保持形状和速度进行传播的特殊解,并在光纤通信和水波等领域展现出迷人的应用。此外,本书还会涉及随机偏微分方程,它们将概率论与微分方程相结合,用于描述具有随机扰动的系统,例如在金融建模中的布朗运动或在物理学中的噪声驱动的动力学。 在应用层面,本书将提供大量引人入胜的案例研究。我们将看到偏微分方程如何在气象学中扮演核心角色,预测风暴的路径和强度;在流体力学中,如何模拟飞机的翼型周围的气流,优化设计以减少阻力;在凝聚态物理中,如何描述电子在晶体中的运动,理解材料的电学和磁学性质;在生物学中,如何刻画疾病的传播,预测疫情的走向,以及如何模拟形态发生,理解生物体结构的形成过程;在金融数学中,如何利用布莱克-斯科尔斯模型为期权定价,以及如何进行风险管理。每一个案例都将展示偏微分方程强大的建模能力和解决实际问题的潜力。 本书的写作风格注重清晰的逻辑和严谨的论证,力求使复杂概念易于理解。每章都包含精心设计的例题和练习题,帮助读者巩固所学知识,并引导他们独立思考和解决问题。通过阅读《偏微分方程IV》,读者将能够建立起扎实的偏微分方程理论基础,掌握先进的数值计算技巧,并深刻理解这些数学工具在现代科学技术中的关键作用,从而为他们在各自的研究和工程领域开辟更广阔的道路。

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读后感

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用户评价

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最近有幸拜读了《偏微分方程IV》,虽说之前对偏微分方程这个领域接触不多,但抱着学习的心态,我还是鼓起勇气翻开了这本书。不得不说,这本书的开篇就给我留下了深刻的印象。它并非直接抛出复杂的数学公式和定理,而是从一个更加宏观和历史的视角切入,讲述了偏微分方程在科学发展进程中扮演的关键角色。作者详细阐述了牛顿、欧拉、拉格朗日等伟大科学家是如何在解决实际物理问题(如万有引力、流体动力学等)的过程中,一步步催生和发展了偏微分方程理论。这种叙事方式非常有感染力,让我瞬间感觉自己置身于那个群星璀璨的科学黄金时代,亲眼见证了这些伟大思想的诞生。

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在本书的前期章节中,作者着重于对一些基础但至关重要的概念进行了深入浅出的剖析。例如,关于方程的分类,如椭圆型、抛物型和双曲型方程,书中不仅给出了严格的数学定义,还结合了大量的物理背景知识来解释它们的内在联系和适用范围。作者用非常形象的比喻来描述这些方程的性质,比如将抛物型方程比作热量扩散的过程,将双曲型方程比作波的传播,而椭圆型方程则常用于描述稳态问题。这种“由表及里”的讲解方式,极大地降低了初学者的理解门槛,让我能够快速建立起对不同类型方程的基本认知,并对它们在不同物理现象中的作用有了更直观的感受。

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对于任何对偏微分方程感到好奇,或者需要在工作中运用这些知识的读者来说,《偏微分方程IV》都是一本值得推荐的优秀读物。它不仅是一本严谨的学术著作,更像是一位循循善诱的良师益友,带领我们逐步探索这个广阔而迷人的数学领域。我尤其欣赏书中对一些未解决的数学问题的探讨,以及对未来研究方向的展望,这让我对接下来的学习充满了期待。

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接下来的内容则开始深入探讨一些经典的偏微分方程及其解法。我特别欣赏作者在介绍诸如热传导方程、波动方程和拉普拉斯方程时,所采用的层层递进的逻辑。他从问题的提出开始,然后逐步构建数学模型,最后引出求解方法。在讲解求解方法时,作者并没有止步于给出公式,而是细致地分析了每种方法的思想来源和适用条件。例如,在讨论热传导方程的傅里叶级数解法时,作者详细解释了分离变量法和傅里叶级数展开的原理,并探讨了其在处理边界条件时的技巧。这种细致入微的讲解,让我不仅学会了如何计算,更理解了计算背后的数学思想。

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《偏微分方程IV》在数学工具的引入上也显得非常得体。作者在需要时,会适时地引入一些相关的数学概念,比如泛函分析、傅里叶变换、拉普拉斯变换等,并解释它们在偏微分方程理论中的作用。但这些介绍并非是堆砌式的,而是紧密结合上下文,服务于对偏微分方程本身的理解。作者能够准确地把握介绍的深度和广度,既保证了数学的严谨性,又不会让读者因为对辅助数学概念的不熟悉而望而却步。这种“适时引入”的教学方法,使得学习过程更加流畅和高效。

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让我印象尤为深刻的是,作者在讲解过程中,非常注重理论与实践的结合。书中穿插了大量的来自物理学、工程学、甚至生物学等领域的实际应用案例。例如,在讨论波动方程时,书中详细分析了弦的振动、声波的传播等经典问题。而在介绍双曲型方程时,则联系了激波的形成和传播等更复杂的现象。这些丰富的案例不仅让理论知识变得更加生动有趣,也让我看到了偏微分方程在现代科学研究中的广泛应用价值,激发了我进一步探索其应用领域的热情。

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本书在介绍求解方法方面,也相当全面。除了经典的傅里叶分析方法,作者还花了相当篇幅来阐述格林函数方法。格林函数作为一种强大的工具,在求解线性偏微分方程的初边值问题和边值问题中都扮演着核心角色。书中对格林函数的构造和性质进行了详尽的分析,并通过具体的例子,如求解泊松方程的格林函数,展示了如何利用格林函数来解决实际问题。这种方法不仅在理论上具有重要意义,在实际应用中也展现出了强大的威力,让我对解决复杂物理问题有了更深入的认识。

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总而言之,这本书是一次非常愉快的阅读体验。作者在梳理和呈现复杂知识方面展现了非凡的功力,使得《偏微分方程IV》成为一本既有深度又不失可读性的著作。它不仅满足了我对偏微分方程基础理论的求知欲,更激发了我对更深入研究的兴趣。我相信,这本书将成为我学术道路上的重要助力,为我今后在相关领域的探索打下坚实的基础。

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读完《偏微分方程IV》,我深深体会到偏微分方程作为描述自然界普遍规律的数学语言所蕴含的强大力量。本书以其严谨的数学推导、丰富的物理背景、多样的应用案例以及深入浅出的讲解风格,为我打开了一扇通往偏微分方程世界的大门。即使在一些较高级的概念和理论面前,我仍然能感受到作者的良苦用心,他总能找到最恰当的方式来引导读者理解那些看似晦涩的数学原理。

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本书的一个突出优点还在于其对数值方法的介绍。在理论求解往往存在局限性时,数值方法成为了解决实际问题的关键。作者在此部分着重介绍了有限差分法、有限元法等经典数值求解技术。他不仅解释了这些方法的原理,还深入讨论了方法的收敛性、稳定性和精度等关键问题,并提供了相应的算法流程和伪代码。这种对数值方法的细致讲解,对于希望将偏微分方程理论应用于实际计算的读者来说,无疑是非常宝贵的财富。

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