Elementary Differential Equations and Boundary Value Problems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:John Wiley & Sons, Inc.

作者:Richard C. DiPrima William E. Boyce

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2009

价格:0

装帧:Loose Leaf

isbn号码:9780470404058

丛书系列:

图书标签:

微分方程
常微分方程
边界值问题
数学
高等数学
工程数学
解法
数值分析
建模
教材

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具体描述

《基础微分方程与边值问题》内容概述本书旨在为学习常微分方程及其在物理、工程及应用数学中边值问题解决方案的读者提供一套严谨而全面的入门教材。全书结构清晰，内容涵盖了微分方程理论的核心概念、解法技巧以及重要的应用实例，力求在理论深度与实际操作性之间取得平衡。第一部分：常微分方程基础理论与初级解法本书伊始，着重于对一阶常微分方程的系统性介绍。我们将从最基本的线性一阶方程出发，详细阐述变量分离法、积分因子法（针对一阶线性方程）以及恰当积分因子法（针对非精确方程）的推导过程和应用步骤。这些基础方法是理解更复杂方程解法的基石。随后，我们深入探讨二阶线性常微分方程。这是工程和物理应用中最常见的一类方程。我们将深入分析齐次方程的解的结构，包括特征方程的根是实数（相异或相等）和复数三种情况下的通解形式。对于非齐次方程，我们将详尽介绍待定系数法和常数变易法（拉格朗日法）。待定系数法侧重于特定形式的非齐次项，而常数变易法则提供了更为通用的解析解构造途径。在这一部分的高潮，我们将引入幂级数解法。该方法是处理那些无法通过初等函数表达的微分方程，特别是靠近正则奇点的方程的强大工具。我们将详细解释如何利用泰勒级数展开的思想构建级数解，并对级数的收敛性进行严格的论证。此部分将引导读者理解普通点、正则奇点和不规则奇点的概念，为后续处理贝塞尔方程和勒让德方程等特殊函数方程打下基础。第二部分：系统与高阶方程本书随后转向n阶线性常微分方程。我们将推广二阶方程的理论，讨论常系数n阶线性齐次与非齐次方程的求解。重点会放在常系数线性方程的解法，特别是利用特征值与特征向量的概念来处理高阶方程的解空间结构。一个重要的扩展是对微分方程组的分析。我们将主要集中于线性常系数微分方程组，利用矩阵方法——特别是求矩阵的指数函数和对角化技术——来求解这类方程组。我们将详细阐述如何通过特征值问题将方程组转化为更容易求解的对角形式，从而找到系统的解。此部分强调了线性代数在微分方程求解中的核心作用。此外，本书也将涵盖对非线性一阶微分方程的定性分析，特别是对相平面分析的介绍。通过绘制相图，我们可以直观地理解非线性系统的稳定性、极限环以及鞍点、结点、中心等平衡点的性质，即便无法求出精确解析解，也能对系统的长期行为做出重要预测。第三部分：边值问题的引入与傅里叶方法本书的后半部分聚焦于微分方程的边值问题（BVP），这在描述物理系统（如热传导、振动膜）中至关重要。我们将区别于初值问题（IVP），详细阐述在给定边界上附加条件的边值问题的性质。核心章节将围绕分离变量法展开。这是求解具有特定边界条件的偏微分方程（PDE）的基础技术。我们将以此方法来求解一维热传导方程（抛物型）、一维波动方程（双曲型）以及拉普拉斯方程（椭圆型）在简单几何区域上的定解问题。在分离变量法的基础上，我们将引出傅里叶级数理论。读者将学习如何将任意周期函数分解为正弦和余弦函数的无穷级数。我们将严格证明傅里叶级数的收敛性（逐点收敛、平方可积收敛）以及其正交性，并展示如何利用傅里叶级数来构造满足齐次边界条件的解。紧接着，我们将探讨傅里叶正弦级数和余弦级数，这些是处理齐次狄利克雷边界条件（温度为零或位移为零）和诺伊曼边界条件（热流为零或斜率为零）的必备工具。第四部分：斯特姆-刘维尔理论与特征函数展开本书的理论深度进一步提升，引入了斯特姆-刘维尔（Sturm-Liouville, S-L）问题。我们将识别出许多重要的微分方程（如贝塞尔方程、勒让德方程）都可以化为S-L标准形式。我们将详细阐述S-L问题的关键性质：实值特征值的特性以及特征函数族的正交性。基于这些正交性质，我们将展示如何使用特征函数展开法（类似于傅里叶级数）来求解特定边值问题。这种方法要求读者能够识别出系统的特征值和特征函数，并将非齐次的源项展开到该特征函数基底下。第五部分：特解与特殊函数在探讨了通用方法之后，本书会简要介绍如何处理包含特定非齐次项或特定边界条件的边值问题。我们将讨论拉普拉斯算子在直角坐标系中的应用，并简要提及格林函数法作为一种系统地解决非齐次边值问题的强大解析工具。最后，在涉及圆形或球形对称问题的背景下，我们将介绍与贝塞尔方程和勒让德方程相关的特殊函数，说明它们在描述圆柱和球坐标系中的物理现象（如振动圆膜或静电场势）中的不可或缺性。全书通过大量的、精心挑选的习题和实际应用案例，旨在帮助读者不仅掌握求解技巧，更能培养对微分方程在科学和工程领域中应用的深刻理解。内容组织遵循从简单到复杂、从具体方法到一般理论的逻辑顺序。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

这书是给工科的学生用的. 重于计算而不是理论. 例题不多, 其中好的例题更不多, 好的习题也不多, 难以很好的阐释理论和方法, 对学生巩固和加强知识的帮助也有限. 不过美国很多学校都用这套书, 也许实在是没有更好的工科教材了. 总之不适合自学, 不适合数学系的学生使用, 但可...

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书的文字风格是偏向于古典数学教科书的严谨和精确，它不会为了追求轻松而牺牲掉任何一个数学概念的准确性。对于那些习惯了轻快、口语化教材的读者来说，初期可能会感到一丝挑战，因为它要求你保持高度的专注力，去细嚼慢咽每一个定义和定理。然而，一旦你适应了这种节奏，你会发现这种严谨带来的巨大回报：极少的歧义，清晰的逻辑链条。我曾试着将其与其他几本网络资源上的学习资料进行对比，发现当面对一个复杂问题的不同解法时，这本书的解释总是能提供最坚实、最无懈可击的理论基础。它不迎合潮流，只专注于传递经过时间检验的真理，这使得它成为我书架上最值得信赖的“数学圣经”之一，每次拿起它，都仿佛在与数学史上那些伟大的思想家进行无声的对话。

评分☆☆☆☆☆

这本书在例题和习题的设计上，展现出了一种罕见的平衡感和深度。初看之下，感觉例题的数量似乎并不算特别庞大，但每一个例题都被精心挑选过，它们像是一个个微型的“案例研究”，覆盖了该知识点最核心、最常见的应用场景。更难能可贵的是，很多例题的解答步骤极其详尽，不仅仅展示了“如何做”，更重要的是解释了“为什么这么做”，这一点对于自学者来说是无价之宝。至于章节末尾的习题集，那更是体现了作者的功力。习题的难度梯度设置得非常科学，从基础的巩固练习，到需要综合运用多个章节知识的挑战题，环环相扣。我尤其喜欢那些需要用到图形化分析的题目，它们迫使你跳出纯粹的代数运算，从更宏观的几何角度去审视方程的解的性质，这无疑极大地拓展了我的数学思维的广度和深度。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个非常紧张的课程截止日期前夕接触到这本书的，当时我对课程内容几乎已经到了绝望的地步，感觉那些复杂的符号和公式就像一堵无法逾越的高墙。然而，这本书的讲解方式却像是一位耐心且技艺高超的工匠，它没有直接将那些令人望而生畏的理论硬塞给你，而是先用非常贴近实际生活的例子来描绘出数学模型背后的物理意义，比如热传导、振动问题等等。这种“先入为主”的直观感受，极大地降低了理解门槛。接着，作者才会逐步引入严谨的数学推导，但即便是推导过程，也详略得当，关键步骤都会辅以精妙的注释或旁白，仿佛一位经验丰富的导师在你耳边低语，告诉你“看，这里的关键在于运用了XX定理，因为它能完美地平衡XX和YY”。这种深入浅出、循序渐进的叙事风格，让原本晦涩的证明变得豁然开朗，我甚至开始期待每一次的解题过程，因为它不再是机械的计算，而是一场智力上的探索。

评分☆☆☆☆☆

与其他同类教材相比，我发现这本书在处理高级主题时，展现出了一种令人信服的权威性和前瞻性。它并没有停留在仅仅教会读者如何求解标准形式的微分方程，而是花了大篇幅来探讨数值方法和级数解的局限性与适用范围。这一点对于任何想在工程或物理领域深入研究的人来说至关重要，因为现实世界中的问题很少能用完美的解析解来表达。作者在介绍像拉普拉斯变换或傅里叶级数时，不仅展示了其在边值问题中的强大威力，还巧妙地将它们与更高级的泛函分析概念联系起来，虽然有些部分对我当前的水平来说尚显吃力，但无疑为未来的深入学习铺设了一条清晰的路径。阅读这些章节，我深切体会到作者不仅仅是一位数学家，更是一位经验丰富的实践者，他知道我们未来会遇到什么，并提前为我们备好了“工具箱”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直是一场视觉的盛宴，那种深沉的蓝色调与雪白的字体搭配，散发着一种既古典又现代的气息，让人一拿到手就感觉这不仅仅是一本教科书，更像是一件值得收藏的艺术品。内页的纸张质量也无可挑剔，触感温润，墨迹清晰，即便是长时间阅读也不会让人感到视觉疲劳。装帧结实得像是能经受住岁月的洗礼，无论是在图书馆的书架上静静躺着，还是在咖啡馆的桌面上被频繁翻阅，它都保持着一种近乎完美的形态。我个人特别欣赏它在章节布局上的匠心独运，知识点的递进逻辑犹如一条精心编织的丝线，从最基础的微分方程概念到复杂的边值问题，每一步过渡都显得那么自然而然，仿佛作者早已预知了读者可能会在哪里感到困惑，并提前铺设好了通往理解彼岸的桥梁。这种对阅读体验的极致追求，让原本枯燥的数学学习过程，变成了一种享受，一种对知识美感的欣赏。

评分☆☆☆☆☆