數學物理方程(第二版)

數學物理方程(第二版)

《數學物理方程(第二版)》是2010年高等教育出版社出版的一本圖書,作者是 谷超豪 李大潛 陳恕行 鄭宋穆 譚永基。

內容簡介

本書是作者在1979年第一版的基礎上,根據多年來的教學實踐修訂而成的。本書大體保持了第一版中取材的範圍、結構和深度。同時,在修訂中更加突出了三類典型的二階線性偏微分方程的基本內容;在講解基本理論與求解方法的同時注意突出處理問題的思想方法;為開闊讀者的視野,也適當介紹了偏微分方程的廣義解與數值解,但比第一版精簡了篇幅。全書共7章,其中1~3章為三類典型方程;4~7章分別為二階線性偏微分方程的分類和總結、一階雙曲型偏微分方程組、廣義解與廣義函式解、偏微分方程的數值方法。

本書可作為數學專業和套用數學專業本科的教材。

目錄

引言

第一章 波動方程

1 方程的導出、定解條件

1.弦振動方程的導出

2.定解條件)

3.定解問題適定性概念)

習題

2 達朗貝爾(d’alembert)公式、波的傳播

1.疊加原理)

2.弦振動方程的達朗貝爾解法)

3.傳播波

4.依賴區間、決定區域和影響區域

5.齊次化原理

習題

3 初邊值問題的分離?量法

1.分離變數法

2.解的物理意義

3.非齊次方程的情形

4.非齊次邊界條件的情形

習題

4 高維波動方程的柯西問題

1.膜振動方程的導出

2.定解條件的提法

3.球平均法

4.降維法

5.非齊次波動方程柯西問題的解

習題

5 波的傳播與衰減

1.依賴區域、決定區域和影響區域

2.惠更斯(huygens)原理、波的彌散

3.波動方程解的衰減

習題

6 能量不等式、波動方程解的唯一性和穩定性

?1.振動的動能和位能

2.初邊值問題解的唯一性與穩定性

3.柯西問題解的唯一性與穩定性

習題

第二章 熱傳導方程

1 熱傳導方程及其定解問題的導出

1.熱傳導方程的導出

2.定解問題的提法

3.擴散方程

習題

2 初邊值問題的分離變數法

1.一個空間變數的情形

2.圓形區域上的熱傳導問題

習題

3 柯西問題

1.傅立葉變換及其基本性質

2.熱傳導方程柯西問題的求解

3.解的存在性

習題

4 極?原理、定解問題解的唯一性和穩定性

1.極值原理

2.初邊值問題解的唯一性和穩定性

3.柯西問題解的唯一性和穩定性

習題

5 解的漸近性態

1.初邊值問題解的漸近性態

2.柯西問題解的漸近性態

習題

第三章 調和方程

1 建立方程、定解條件

1.方程的導出

2.定解條件和定解問題

3.變分原理

習題

2 格林公式及其套用

1.格林(green)公式

2.平均值定理

3.極值原理

4.第一邊值問題解?唯一性及穩定性

習題

3 格林函式

1.格林函式及其性質

2.靜電源像法

3.解的驗證

4.單連通區域的格林函式

5.調和函式的基本性質

習題

4 強極值原理、第二邊值問題解的唯一性

1.強極值原理

2.第二邊值問題解的唯一性

3.用能量積分法證明邊值問題的解的唯一性

習題

第四章 二階線性偏微分方程的分類與總結

1 二階線性方程的分類

1.兩個自變數的方程

2.兩個自變數的二階線性方程的化簡

3.方程的分類

4.例

5.多個自變數的方程的分類

習題

2 二階線性方程的特徵理論

1.特徵概念

2.特徵方程

3.例

習題

3 三類方程的比較

1.線性方程的疊加原理

2.解的性質的比較

3.定解問題提法的比較

習題

4 先驗估計

1.橢圓型方程解的最大模估計

2.熱傳導方程解的最大模估計

3.雙曲型方程解的能量估計

4.拋物型方程解的能量估計

5.橢圓型方程解的能量估計

習題

第五章 一階偏微分方程組

1 引言

1.一階偏微分方程組的例子

2.一階方程組與高階方程的關係

習題

2 兩個自變數的一階線性偏微分方程組的特徵理論

1.特徵方程、特徵線

2.兩個自變數的一階線性偏微分方程組的分類

3.將嚴格雙曲型方程組化為對角型

習題

3 兩個自變數的線性雙曲型方程組的柯西問題

1.化為積分方程組

2.柯西問題解的存在性與唯一性

3.對初始條件的連續依賴性

4.依賴區間、決定區域和影響區域

5.關於柯西問題提法正確性的附註

習題

4 兩個自變數的線性雙曲型方程組的其他定解問題

1.廣義柯西問題

2.古爾沙(goursat)問題

3.一般角狀區域上的邊值問題

習題

5 冪級數解法、柯西—柯瓦列夫斯卡婭(cauchy-kobajiebcka)定理

1.冪級數解法

2.柯西—柯瓦列夫斯卡婭定理

習題

第六章 廣義解與廣義函式解

1 廣義解

1.研究廣義解的必要性

2.強解

3.弱解

習題

2 廣義函式的概念

第七章 偏微分方程的數值解

附錄Ⅰ 傅立葉級數係數

附錄Ⅱ 張緊薄膜的張力為常值的證明

附錄Ⅲ 特殊函式

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