定 价:38 元
丛书名:普通高等教育“三海一核”系列规划教材
抱歉,高等教育出版社不参与样书赠送活动!
- 作者:于涛,杨延冰编
- 出版时间:2019/9/1
- ISBN:9787040522037
- 出 版 社:高等教育出版社
适用读者:《数学物理方程与特殊函数》可作为高等学校工科类各专业的数学物理方程与特殊函数课程教材,也可供相关的理科类专业学生及工程技术人员参考。
- 中图法分类:O174.6
- 页码:187页
- 纸张:胶版纸
- 版次:1
- 开本:16K
- 字数:(单位:千字)
本书共分8章,前6章为数学物理方程与特殊函数的经典内容:介绍三类典型的数学物理方程及一些基本概念、分离变量法、行波法与积分变换法等,还探讨了贝塞尔函数、格林函数及勒让德多项式的应用;后2章为工程实践中应用广泛的变分法、解析近似解及数值近似解等内容。本书可作为高等学校工科类各专业的数学物理方程与特殊函数教材,也可供相关的理科类专业学生及工程技术人员参考。
18世纪,微积分产生之后,人们利用极限的思想对力学、物理学中的一些问题和规律进行了深入的探索,如研究质点的位移与时间的变化之间的关系,电流电压随变化着的时间而改变的规律-总结出描绘这类现象内在规律的数学模型——常微分方程。在科学技术日新月异发展的过程中,用只含有一个自变量的常微分方程,描述人们所研究的所有问题显然不行。例如,流动的物质,其内部的温度、密度等物理量不仅与时间有关,同时还和其所处的空间位置有关,因此要用含有多个自变量的函数来描述这类物理现象。这样,偏微分方程的理论就逐渐产生了。
数学物理方程的研究对象是具有物理背景的偏微分方程(组),而本书主要是对波动方程、热传导方程、调和方程等三类具有典型意义的数学物理方程进行剖析,阐明了偏微分方程的基本理论、典型解法以及它们在工程实际问题中的应用。在研究具体问题时,先建立描绘物理现象的数学模型,然后提供模型的求解方法,进而研究客观问题变化发展的一般规律。
本书是哈尔滨工程大学的“三海一核”特色系列教材,注重把物理规律、数学方法与工程实际这三者有机地结合在一起,希望在有限的学时内,通过初步的训练与有效的引导,培养工科学生应用数学工具解决复杂工程问题的能力。将建模思想、化归思想融入教学内容中,引导学生透过现象本身所蕴含的客观规律,寻找数学方法诞生的源泉,力求塑造一条合理的探索与发现之路。在满足传统的理工科教学基本要求的同时,还要满足新形势下的教学需求。
本书编写时-还注意与大学数学基础课程内容的衔接,考虑大学数学系列课程体系上的统一,保持方法叙述和符号含义的一致,在读者熟悉的环境里展开新的讨论。针对工科学生的特点,在文字和内容上,我们力求理论脉络尽可能清晰,解题方法尽可能丰富,数学推演尽可能简洁。为了达到易教易学的目的,本书不追求理论体系的完整性,而是注重内容的可读性与实用性。我们对许多基本理论采取述而不证的方式或者粗线条直观的分析,着重于探讨和阐明理论概念和方法技巧的渊源与作用,在介绍经典理论的同时,适当地介绍一些现代的数学物理研究方法。
读者只要具备高等数学、线性代数的基本知识,就能轻松地阅读本书。我们将部分涉及较深理论的内容以及对正文的注释、补充等用小字编排,读者阅读时可以适当选择,或者略去,或者借助于相关参考资料进行系统的学习。在课后习题中,我们列举了几个专题问题,表面上是较长的习题,实质上是对某些具体问题较为系统的研究,是对正文内容的补充和扩展,其结果有一定价值或涉及相关的应用。
本书的编写得到了哈尔滨工程大学本科院的大力支持,对此表示衷心的感谢。还要感谢课堂上那些踊跃提问的同学,他们智慧的火花点亮了我们写作的方向。特别要感谢廖振鹏院士、苏景辉教授,和他们关于数学物理问题多次有趣的探讨,使我们受益匪浅。本书的出版得到高等教育出版社的鼎力支持,作者在此表示感谢。
由于作者水平有限,难免有不妥之处,欢迎读者批评指正。
第1章 典型方程的推导及基本概念
1.1 波动方程与定解条件
1.2 热传导方程与定解条件
1.3 调和方程与定解条件
1.4 基本概念与叠加原理
1.5 二阶偏微分方程的分类
习题1
第2章 分离变量法
2.1 固有值与固有函数
2.2 有界弦的自由振动
2.3 有易弦的强迫振动
2.4 有限长杆上的热传导问题
2.5 二维拉普拉斯方程
习题2
第3章 贝塞尔函数
3.1 贝塞尔方程的求解及贝塞尔函数
3.2 贝塞尔函数的递推公式及其振荡特性
3.3 贝塞尔方程的导出
3.4 函数按贝塞尔函数系展开
3.5 贝塞尔函数的应用
*3.6 圆柱冷却问题
习题3
第4章 勒让德多项式
4.1 勒让德方程的导出
4.2 勒让德方程的求解
4.3 勒让德多项式
4.4 函数展开成勒让德多项式的级数
4.5 连带的勒让德多项式
习题4
第5章 行波法与积分变换法
5.1 一阶线性偏微分方程的特征线法
5.2 一维波动方程的初值问题
5.3 延拓法求解半无限长弦的振动问题
5.4 高维波动方程的初值问题
5.5 积分变换法
习题5
第6章 格林函数
6.1 δ函数
6.2 无界域中的格林函数
6.3 格林公式与有界域上的格林函数
6.4 格林函数的应用
习题6
第7章 变分法及应用
7.1 泛函和泛函极值
7.2 变分法在固有值问题中的应用
7.3 伽辽金方法
7.4 坐标函数的选择
第8章 数学物理中的近似解法
8.1 解析近似解
8.2 数学物理方程的差分解法
附录一 双调和方程
附录二 探讨定解问题适定性的方法
——能量积分法
部分习题答案与提示
参考文献