Calculus of Variations and Nonlinear Partial Differential Equations

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出版者:Springer
作者:Luigi Ambrosio
出品人:
页数:204
译者:
出版时间:2007-12-3
价格:USD 69.95
装帧:Paperback
isbn号码:9783540759133
丛书系列:Lecture Notes in Mathematics
图书标签:
  • PDE
  • Springer
  • LNM
  • Calculus of Variations
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  • Mathematical Analysis
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  • Nonlinear Analysis
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具体描述

本书深入探讨了变分法和非线性偏微分方程领域,为读者提供了对这两个密切相关且极为重要的数学分支的全面理解。 变分法是研究函数的函数(泛函)的极值问题。它提供了一套强大的工具,用于解决物理、工程、经济以及其他科学领域中出现的各种优化问题。从寻找最短路径、最小曲面,到构建物理系统的能量最小原理,变分法无处不在。本书将从基础的变分原理和欧拉-拉格朗日方程入手,逐步介绍各种经典的变分技术,如直接法、伽辽金法、里兹法等。我们会详细解析如何构建适当的泛函,并应用这些方法来寻找满足特定条件的解。此外,本书还将涵盖一些高级主题,例如与边界条件相关的变分问题、自由边界问题以及更复杂的泛函形式。通过丰富的例子和详细的推导,读者将能够掌握如何将实际问题转化为变分问题,并有效地求解。 非线性偏微分方程是描述自然界中许多复杂现象的关键数学模型。与线性方程相比,非线性方程的行为更加丰富多样,其解的存在性、唯一性、光滑性以及稳定性往往是极其困难的挑战。本书将重点关注那些在科学和工程中具有重要应用价值的非线性偏微分方程。我们将介绍多种分析方法,包括: 存在性与唯一性理论: 运用泛函分析、光滑性估计、单调性方法等,探讨非线性偏微分方程解的存在性和唯一性。 定性分析: 研究解的渐进行为、奇点形成、孤立波解、周期解等。 数值方法: 介绍有限差分法、有限元法、谱方法等数值技术,用于近似求解非线性偏微分方程。 具体方程类型: 深入研究诸如薛定谔方程、KdV方程、Navier-Stokes方程、杨-米尔斯方程等代表性的非线性偏微分方程,分析它们的性质和应用。 本书将着重强调变分法与非线性偏微分方程之间的内在联系。许多重要的非线性偏微分方程都可以通过变分原理来导出,或者可以通过构造相应的能量泛函来研究其解的性质。本书将通过大量实例,展示如何利用变分法的思想来分析和求解非线性偏微分方程,例如,通过最小化能量泛函来寻找稳态解,或者利用变分不等式来处理非光滑解。 本书的读者对象是具有扎实微积分、线性代数以及基础偏微分方程知识的研究生和高级本科生。无论您是希望深入理解数学理论的研究者,还是需要在实际问题中运用这些工具的工程师或科学家,本书都将为您提供宝贵的知识和技能。通过系统学习本书内容,读者将能够: 理解变分法的基本原理及其在优化问题中的应用。 掌握求解变分问题的关键方法和技术。 熟悉非线性偏微分方程的常见类型及其研究方法。 能够分析非线性偏微分方程的解的存在性、唯一性和定性行为。 理解变分法在研究非线性偏微分方程中的核心作用。 为进一步深入研究相关领域打下坚实的基础。 本书力求在理论严谨性和应用导向性之间取得平衡,旨在培养读者独立分析和解决复杂数学问题的能力。

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目录信息

读后感

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用户评价

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初次见到这本书的标题,就让我感受到一种学术上的厚重感和前沿性。《Calculus of Variations and Nonlinear Partial Differential Equations》这个书名,精确地概括了数学中两个极为重要的研究方向,并且将它们并列,暗示了它们之间存在着紧密的联系。我一直希望能够找到一本能够系统地讲解这两个领域的书籍,并且能够展现它们在解决实际问题中的强大力量。在变分法的学习中,我渴望理解其核心思想,例如如何通过优化一个“泛函”来寻找最优解,以及欧拉-拉格朗日方程的推导过程和应用。我希望书中能提供一些跨学科的例子,比如在机器学习中,如何利用变分自编码器来处理数据;或者在信号处理中,如何利用变分方法来降噪。在非线性偏微分方程方面,我希望能深入了解那些描述复杂现象的方程,比如与流体力学、量子力学、甚至生物学相关的方程。我非常期待书中能够详细介绍一些求解非线性方程的经典方法,以及现代的分析技术,例如拓扑学在研究非线性方程解方面的应用。

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拿到这本书后,我首先被它厚重的篇幅所吸引,这预示着内容之充实,也暗示着作者在编排上一定经过了深思熟虑。我迫不及待地翻阅了目录,发现其结构安排非常合理,从变分法的基本原理,到各种重要的非线性偏微分方程的介绍,再到它们之间的联系和应用,层次分明,脉络清晰。我认为,对于任何想要深入理解数学物理和工程领域的研究者来说,这本书都将是一本不可多得的参考书。我在学习变分法时,常常会遇到一些概念的理解障碍,希望这本书能够通过更直观的解释和生动的例子,帮助我克服这些困难。例如,对于“泛函”这个概念,我希望书中能够给出一些不同于课本上例子的,更贴近实际应用的例子,比如在材料科学中,如何用变分法来寻找材料的平衡态;或者在优化问题中,如何将目标函数转化为泛函的形式。在非线性偏微分方程方面,我对那些描述复杂动力学行为的方程尤其感兴趣,比如混沌现象的数学模型,或者波的传播和演化。我希望能在这本书中找到对这些方程的详细推导过程,以及如何通过数学分析来理解它们的解的性质,例如稳定性、孤立子行为等。

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这本书的名称给我一种强烈的预感,它将是数学领域的一块基石,能够帮助我建立起从基础到前沿的知识体系。我之前在学习过程中,接触过一些关于变分法和偏微分方程的片段,但总感觉缺乏一个系统的、连贯的视角。这本书的标题清晰地指出了其核心内容,并且将这两个看似独立的数学领域并列,暗示了它们之间存在的深刻联系。我特别期待的是,本书能否详细阐述如何利用变分法的思想来构造和理解非线性偏微分方程。例如,许多重要的非线性偏微分方程都可以从一个变分原理导出,理解这个过程对于深入理解方程的性质至关重要。我希望书中能够提供清晰的推导步骤,并辅以大量的例子,帮助我理解这个过程。此外,在非线性偏微分方程的求解方面,我希望能够看到一些经典的解析和数值方法,比如特征线法、有限差分法、有限元法等,以及它们在不同类型非线性方程上的应用。我对那些描述复杂物理现象的非线性偏微分方程尤为感兴趣,比如在流体力学中描述湍流的方程,或者在材料科学中描述相变过程的方程。

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这本书的标题,"Calculus of Variations and Nonlinear Partial Differential Equations",精准地击中了我在数学学习中的一个重要方向。我一直对如何利用数学工具来描述和解决现实世界中的复杂问题抱有浓厚的兴趣,而变分法和非线性偏微分方程正是实现这一目标的核心。我期望这本书能够为我提供一个系统性的知识框架,帮助我理解这两个领域如何相互促进,共同解决科学和工程中的难题。在变分法的学习中,我希望能够深入理解变分法的基本思想,例如泛函的性质、变分法的基本方程,以及它们在物理学中的应用,如最小作用量原理。我尤其期待看到书中如何将这些抽象的数学概念与具体的物理模型联系起来,比如光学、力学中的路径选择问题。在非线性偏微分方程方面,我希望能够学习到如何识别、构造和求解不同类型的非线性方程,理解它们背后所蕴含的复杂动力学行为。例如,我非常好奇书中是否会涉及一些关于奇点形成、全局解的存在性证明等前沿性的研究内容,以及如何利用数值方法来近似求解这些方程。

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我一直觉得,一本好的数学书籍,不应该仅仅是公式和定理的堆砌,更应该传递一种数学思想和解决问题的能力。这本书的“Calculus of Variations”部分,我非常好奇它会如何系统地介绍变分法的核心概念,比如泛函、极值、欧拉-拉格朗日方程等等。我希望作者能够从历史的角度出发,介绍变分法是如何从解决几何问题和物理学问题中发展起来的,这样能够帮助读者更好地理解其思想的根源。同时,我也期待在“Nonlinear Partial Differential Equations”部分,能够看到对各种经典非线性方程的详细阐述,比如KdV方程、Sine-Gordon方程、Burgers方程等等,以及它们在不同领域的应用。理解这些方程的构造方式、性质以及求解方法,对于进行科学研究至关重要。我尤其关心书中是否会介绍一些现代的分析方法,例如拟线性化、特征线法、扰动法,或者更高级的数值方法,这些都是处理非线性方程不可或缺的工具。另外,这本书的书名中“and”的连接,也让我猜想它可能不仅仅是分别介绍这两个领域,更有可能是要探讨它们之间的内在联系,例如如何利用变分原理来构造和分析非线性偏微分方程。这种跨领域的融合,往往是突破性研究的关键所在,所以我对这方面的论述充满了期待。

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这本书的标题,"Calculus of Variations and Nonlinear Partial Differential Equations",听起来就充满了挑战与机遇。我之所以对它产生浓厚的兴趣,是因为我在学习过程中,常常会遇到一些看似难以解决的物理和工程问题,而我总觉得变分法和非线性偏微分方程是解决这些问题的关键钥匙。我希望这本书能够为我提供一个坚实的理论基础,帮助我理解这些数学工具的由来和本质。在变分法的部分,我希望作者能够深入浅出地介绍变分法的基本概念,比如泛函的定义、变分导数、欧拉-拉格朗日方程的推导,以及一些重要的变分原理,如最小作用量原理。我希望这些讲解能够循序渐进,避免过于抽象的数学语言,让我能够真正地理解其中的数学思想。在非线性偏微分方程的部分,我期待书中能够涉及一些经典且重要的方程,如汉密尔顿-雅可比方程、薛定谔方程(虽然其线性部分常被研究,但其非线性推广也很重要)、纳维-斯托克斯方程的某些简化形式或特定情况下的非线性性质等等。更重要的是,我希望书中能够详细阐述这些方程的物理背景和数学解的性质,例如解的奇点、稳定性、渐近行为等。

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这本书的书名《Calculus of Variations and Nonlinear Partial Differential Equations》立刻引起了我的好奇。我一直认为,数学的美妙之处在于它能够以简洁的语言描述和解决世界上最复杂的问题,而变分法和非线性偏微分方程无疑是其中的杰出代表。我期待这本书能够带领我深入探索这两个强大的数学工具。在变分法的部分,我希望能够学习到如何将现实世界中的优化问题转化为数学上的泛函,并通过求解欧拉-拉格朗日方程来找到最优解。我尤其关注书中是否会介绍一些现代的变分技术,比如与图论、优化算法相结合的应用。在非线性偏微分方程方面,我希望能够理解那些描述自然界中各种复杂现象的方程,例如从气象学到金融学的广泛应用。我期待书中能够深入讲解诸如Burgers方程、KdV方程、Sine-Gordon方程等经典非线性方程的性质,以及它们的孤立子解、周期解等特殊解的构造和分析方法。这本书的厚度,也让我确信其中包含了丰富的案例研究和练习题,这将是检验我学习成果,并将其应用于实际问题的绝佳机会。

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这本书的封面设计就有一种沉稳而深邃的感觉,深蓝色的底色上,金色和银色的线条交织,勾勒出复杂的数学公式和曲线,瞬间就吸引了我。拿到书的那一刻,就能感受到纸张的质感,厚实而带有微微的纹理,翻开书页,油墨的香气也扑鼻而来,这是一种纯粹的学术书籍应有的味道。作为一名对数学,尤其是理论物理和工程领域感兴趣的读者,我一直对变分法和非线性偏微分方程这两个领域有着浓厚的兴趣。我之前读过一些关于这方面的入门级书籍,但总觉得有些晦涩,缺乏一种连贯的理解。这本书的标题“Calculus of Variations and Nonlinear Partial Differential Equations”非常直接地指出了它的核心内容,我期望它能够为我打开一个更广阔的视角,深入理解这两个看似独立但又紧密联系的数学分支。特别是非线性偏微分方程,在现代科学研究中扮演着至关重要的角色,从流体力学、量子场论到生物学和金融建模,几乎无处不在。而变分法作为求解这些方程的强大工具,更是充满了数学的智慧和创造力。我非常期待这本书能够循序渐进地讲解,从基础概念出发,逐步深入到复杂的理论和应用,能够提供清晰的推导过程和丰富的例证,让我能够真正地掌握这些工具,并能够独立地运用它们解决实际问题。这本书的书名本身就给我一种期待,它承诺了数学的严谨性,同时也暗示了对现实世界复杂现象的深刻洞察。

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这本书的标题,《Calculus of Variations and Nonlinear Partial Differential Equations》,就像一张数学的藏宝图,指引着我探索那些深邃而迷人的领域。我一直对数学如何能够精确地描述和预测我们周围世界的复杂性感到着迷,而变分法和非线性偏微分方程无疑是实现这一目标的关键工具。我希望这本书能够为我提供一个清晰的路线图,从基础的概念入手,逐步深入到更复杂的理论和应用。在变分法的学习部分,我期待能够理解泛函的定义、变分计算的基本步骤,以及如何应用欧拉-拉格朗日方程来解决各种优化问题。我尤其希望看到书中能够给出一些与物理学、工程学紧密相关的例子,比如如何利用变分法来推导物理定律,或者在结构优化中找到最轻的材料形状。在非线性偏微分方程的探索中,我希望能够了解各种经典非线性方程的构造及其解的性质,例如孤立子、混沌行为等。我非常想知道,这本书是否会涉及一些关于方程解的稳定性分析、全局存在性等深入的理论,以及如何通过数值方法来求解这些方程。

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这本书的书名直击我内心深处对数学前沿的渴望。变分法,这个从经典力学中孕育出来的古老而又充满活力的数学分支,总能带给我一种“最优雅的解决方案”的哲学思考。而非线性偏微分方程,更是描述我们所处宇宙中无数复杂现象的语言。我非常希望这本书能够将这两个领域巧妙地结合起来,展现它们之间深刻的内在联系。例如,我期待书中能详细阐述如何利用变分原理,例如狄里克雷原理或者能量最小化原理,来构造和证明某些非线性偏微分方程解的存在性和唯一性。这类证明过程往往充满了数学的智慧和技巧,理解它们能够极大地提升我对数学分析的认识。同时,我也希望书中能够涉及一些现代的、具有挑战性的非线性偏微分方程,并探讨如何运用变分法或者与之相关的技术来求解它们。比如,在连续介质力学中,塑性变形的描述往往涉及非线性偏微分方程,而变分法可能为求解这些方程提供新的思路。这本书的厚度,也让我预感到其中包含的例子会非常丰富,我期待这些例子能够涵盖从基础物理到应用数学的广泛领域,让我能够感受到数学的力量在不同学科中的应用。

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