出版说明
序
原书序
第1章 一阶常微分方程
1.1 微分方程和数学模型
1.2 通解和特解积分
1.3 斜率场与解曲线
1.4 可分离变量方程及应用
1.5 一阶线性方程
1.6 代换法与恰解
1.7 人口模型
1.8 加速度—速度模型
第2章 高阶线性方程
2.1 引言:二阶线性方程
2.2 线性方程的通解
2.3 常系数齐次方程
2.4 机械振动
2.5 非齐次方程和待定系数法
2.6 强通振动和共振
2.? 电路
2.8 边值问题和特征值
第3章 幂级数法
3.1 引言和幂级数回顾
3.2 在正常点附近的级数解
3.3 正则奇点
3.4 Frobenius法:例外情形
3.5 Bessel方程
3.6 Bessel函数的应用
第4章 Laplace变换法
4.1 Laplace变换和逆变换
4.2 初值问题的变换
4.3 平移和部分分式
4.4 导数,积分和变换乘积
4.5 周期和分段连续输入函数
4.6 脉冲和δ函数
第5章 线性微分方程组
5.1 一阶方程组及应用
5.2 消去法
5.3 矩阵和线性方程组
5.4 齐次方程组的特征值方法
5.5 二阶方程组及力学应用
5.6 多特征值解
5.7 矩阵指数函数与线性方程组
5.8 非齐次线性方程组
第6章 数值方法
6.1 数值近似:Euler法
6.2 Euler法的进一步讨论
6.3 Runge-Kutta法
6.4 方程组的数值解法
第7章 非线性方程和现象
7.1 平衡解和稳定性
7.2 稳定性和相平面
7.3 线性和近线性系统
7.4 生态模型:捕食者和合作者
7.5 非线性力学模型
7.6 动力系统的混沌
进一步学习的参考文献
附录:解的存在性和惟一性定理
部分习题解答
索引
教辅材料申请表
第5版特点 本书是对《常微分方程基础》第4版加以扩充修订而成的。它在以下面方面进行了更新和提高: ●新版的超过1500个问题中,几乎20%是新的,或者对图形或文字内容重新改写过。 ●新版的大约15%习题是新的或者重新改写的,增加了文字叙述和讨论。 ●新版的大约550幅计算机绘制图形中,超过一半是新的,且大多数用Mathematica或MATLAB软件生成。这样可以使学生看到方向场、解曲线和平面相图等生动的图像,从而使微分方程的数学符号形式的解形象化。 ●本书在适当的章节后面新增或改写了15个应用模块,其目的是加强实际应用内容,鼓励学生从事更广泛的研究,而不只是做典型的习题和问题。 ●第6章的数值方法提供了坚实的数值计算基础,其中包括通用性数值算法,以及一定数量的图形计算器、BASIC和MATLAB程序。 ●借助有效的数值计算作为辅助手段,本书可以根据现代观点,对第1、2和5章中的一些标准题材(如精确解和参数变异法等)采用较简洁的(但仍是完整的)表述。与此同时,新版重现了某些传统课题,例如16节的简化二阶方程、32和33节的欧拉(Euler)方程的有关问题等。 结构与内容 本书在传统结构中包含了新颖的内容和题材组合。举例如下: ●第1章的后两节中关于群和初等力学方面的内容,开始提出了有重要应用的数学建模问题。 ●第2章的最后一节较早地给出了微分方程的边值问题和特征值概念,并联系弦的旋转和梁的屈曲方面的有趣应用。 ●第3章是无穷级数法的完整叙述,在最后一节给出贝塞尔(Bessel)函数的有趣应用。 ●第4章完整地叙述拉普拉斯(Laplace)变换法,并在最后一节简要介绍δ函数及其应用。 ●第5章以特有的灵活方式去处理线性系统。51和52节对一阶系统及其模型给出初步的直观介绍。接着在53节自成体系地介绍线性代数的必要知识,然后是线性系统的特征值问题。这里包括了特征值方法在各种情形中的大量应用(从海运游轮到铁路车辆)。57节扩充了以前版本的指数矩阵内容。 ●第6章讲述数值方法。首先在61节介绍单个方程的初等欧拉法,最后在64节给出微分方程组的龙格库塔(RungeKutta)法以及在彗星和人造卫星轨道中的应用。 ●第7章讲述非线性系统和现象。它包括生态和力学系统的相平面分析,和在最后一节中的动力系统的混沌和分岔。76节还初步地介绍一些现代题材,例如生物和力学系统的倍周期现象、叉式分岔图和洛仑兹(Lorenz)分形吸引子(配以生动的计算机图形说明)。 本书内容适用于不同类型的微分方程入门性课程(从半个学期到一个学期)。本书的扩展版本《初等微分方程和边值问题》包括关于傅里叶(Fourier)级数法和偏微分方程(含分离变量法和边值问题)等更多的章节。
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