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微分方程数值解法(第4版)


作者:
李荣华 刘播
定价:
28.70 元
版面字数:
340.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
页数:
292
最新
印次时间:
2025年11月
ISBN:
978-7-04-024863-0
物料号:
24863-00
出版时间:
2009年1月
读者对象:
高等教育
一级分类:
数学与统计学类
二级分类:
信息与计算科学专业课
三级分类:
微分方程数值解法

本书是编者在《微分方程数值解法》(第三版)的基础上修订而成的。本次修订的宗旨是加强方法及其应用,考虑到不同院校的需要,仍然保留常微分方程数值解法这一章。为了更方便教学,采取先介绍有限差分法,后介绍Galerkin有限元法,去掉原来的第七章,将离散方程的有关解法与椭圆方程的差分法和有限元法合并,同时增设了一些数值例子,适当删减部分理论内容,突出应用,降低难度。本书包括六章,第一章为常微分方程数值解法,第二章至第四章为椭圆、抛物和双曲偏微分方程的有限差分法,第五章、第六章为Galerkin有限元法。

本书是为信息与计算科学专业编写的教材,也可以作为数学与应用数学、力学及某些工程科学专业的教学用书,对于从事科学技术、工程与科学计算的专业人员也有参考价值。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第一章 常微分方程初值问题的数值解法
        • §1 引论
          • 1.1 一阶常微分方程初值问题
            • 1.2 Euler法
              • 1.3 线性差分方程
                • 1.4 Gronwall不等式
                  • 习题
                  • §2 线性多步法
                    • 2.1 数值积分法
                      • 2.2 待定系数法
                        • 2.3 预估-校正算法
                          • 2.4 多步法的计算问题
                            • 习题
                            • §3 相容性、稳定性和误差估计
                              • 3.1 局部截断误差和相容性
                                • 3.2 稳定性
                                  • 3.3 收敛性和误差估计
                                    • 习题
                                    • §4 单步法和Runge-Kutta(龙格-库塔)法
                                      • 4.1 Taylor展开法
                                        • 4.2 单步法的稳定性和收敛性
                                          • 4.3 Runge-Kutta法
                                            • 习题
                                            • §5 绝对稳定性和绝对稳定域
                                              • 5.1 绝对稳定性
                                                • 5.2 绝对稳定域
                                                  • 5.3 应用例子
                                                    • 习题
                                                    • §6 一阶方程组和刚性问题
                                                      • 6.1 对一阶方程组的推广
                                                        • 6.2 刚性问题
                                                          • 6.3 A稳定性
                                                            • 6.4 数值例子
                                                            • *§7 外推法
                                                              • 7.1 多项式外推
                                                                • 7.2 对初值问题的应用
                                                                  • 7.3 用外推法估计误差
                                                                    • 习题
                                                                  • 第二章 椭圆型方程的有限差分法
                                                                    • §1 差分逼近的基本概念
                                                                      • §2 一维差分格式
                                                                        • 2.1 直接差分化
                                                                          • 2.2 有限体积法
                                                                            • 2.3 待定系数法
                                                                              • 2.4 边值条件的处理
                                                                                • 习题
                                                                                • §3 矩形网的差分格式
                                                                                  • 3.1 五点差分格式
                                                                                    • 3.2 边值条件的处理
                                                                                      • 3.3 极坐标形式的差分格式
                                                                                        • 习题
                                                                                        • §4 三角网的差分格式
                                                                                          • 习题
                                                                                          • *§5 极值定理和敛速估计
                                                                                            • 5.1 差分方程
                                                                                              • 5.2 极值定理
                                                                                                • 5.3 五点格式的敛速估计
                                                                                                  • 习题
                                                                                                  • §6 迭代法
                                                                                                    • 6.1 一般迭代法
                                                                                                      • 6.2 SOR法(逐次超松弛法)
                                                                                                        • 习题
                                                                                                        • §7 交替方向迭代法
                                                                                                          • 习题
                                                                                                          • §8 预处理共轭梯度法
                                                                                                            • 8.1 共轭梯度法
                                                                                                              • 8.2 预处理共轭梯度法
                                                                                                                • 习题
                                                                                                                • §9 数值例子
                                                                                                                • 第三章 抛物型方程的有限差分法
                                                                                                                  • §1 最简差分格式
                                                                                                                    • 习题
                                                                                                                    • §2 稳定性与收敛性
                                                                                                                      • 2.1 稳定性概念
                                                                                                                        • 2.2 判别稳定性的直接估计法(矩阵法)
                                                                                                                          • 2.3 收敛性与敛速估计
                                                                                                                            • 习题
                                                                                                                            • §3 Fourier方法
                                                                                                                              • 习题
                                                                                                                              • §4 判别差分格式稳定性的代数准则
                                                                                                                                • 习题
                                                                                                                                • *§5 变系数抛物方程
                                                                                                                                  • 习题
                                                                                                                                  • §6 分数步长法
                                                                                                                                    • 6.1 ADI法
                                                                                                                                      • 6.2 预-校法
                                                                                                                                        • 6.3 LOD法
                                                                                                                                          • 习题
                                                                                                                                          • §7 数值例子
                                                                                                                                            • 7.1 一维抛物方程的初边值问题
                                                                                                                                              • 7.2 二维抛物方程的初边值问题
                                                                                                                                                • 7.3 含对流项的抛物方程
                                                                                                                                              • 第四章 双曲型方程的有限差分法
                                                                                                                                                • §1 波动方程的差分逼近
                                                                                                                                                  • 1.1 波动方程及其特征
                                                                                                                                                    • 1.2 显格式
                                                                                                                                                      • 1.3 稳定性分析
                                                                                                                                                        • 1.4 隐格式
                                                                                                                                                          • 1.5 数值例子
                                                                                                                                                            • 习题
                                                                                                                                                            • §2 一阶线性双曲方程组
                                                                                                                                                              • 2.1 双曲型方程组及其特征
                                                                                                                                                                • 2.2 Cauchy问题、依存城、影响域和决定域
                                                                                                                                                                  • 2.3 初边值问题
                                                                                                                                                                    • 习题
                                                                                                                                                                    • §3 初值问题的差分逼近
                                                                                                                                                                      • 3.1 迎风格式
                                                                                                                                                                        • 3.2 积分守恒差分格式
                                                                                                                                                                          • 3.3 粘性差分格式
                                                                                                                                                                            • 3.4 其他差分格式
                                                                                                                                                                              • 习题
                                                                                                                                                                              • §4 初边值问题和对流占优扩散方程
                                                                                                                                                                                • 4.1 初边值问题
                                                                                                                                                                                  • 4.2 对流占优扩散方程
                                                                                                                                                                                    • 4.3 数值例子
                                                                                                                                                                                      • 习题
                                                                                                                                                                                    • 第五章 边值问题的变分形式与Ritz-Galerkin法
                                                                                                                                                                                      • §1 二次函数的极值
                                                                                                                                                                                        • 习题
                                                                                                                                                                                        • §2 Sobolev空间初步
                                                                                                                                                                                          • 2.1 弦的平衡
                                                                                                                                                                                            • 2.2 一维区间上的Sobolev空间Hm(I)
                                                                                                                                                                                              • 2.3 平面域上的Sobolev空间Hm(G)
                                                                                                                                                                                                • 习题
                                                                                                                                                                                                • §3 两点边值问题
                                                                                                                                                                                                  • 3.1 极小位能原理
                                                                                                                                                                                                    • 3.2 虚功原理
                                                                                                                                                                                                      • 习题
                                                                                                                                                                                                      • §4 二阶椭圆边值问题
                                                                                                                                                                                                        • 4.1 极小位能原理
                                                                                                                                                                                                          • 4.2 自然边值条件
                                                                                                                                                                                                            • 4.3 虚功原理
                                                                                                                                                                                                              • 习题
                                                                                                                                                                                                              • §5 Ritz-Galerkin方法
                                                                                                                                                                                                                • 习题
                                                                                                                                                                                                                • §6 谱方法
                                                                                                                                                                                                                  • 6.1 三角函数逼近
                                                                                                                                                                                                                    • 6.2 Fourier谱方法
                                                                                                                                                                                                                      • 6.3 拟谱方法(配置法)
                                                                                                                                                                                                                    • 第六章 Galerkin有限元法
                                                                                                                                                                                                                      • §1 两点边值问题的有限元法
                                                                                                                                                                                                                        • 1.1 从Ritz法出发
                                                                                                                                                                                                                          • 1.2 从Galerkin法出发
                                                                                                                                                                                                                            • 1.3 收敛性和误差估计
                                                                                                                                                                                                                              • 习题
                                                                                                                                                                                                                              • §2 一维高次元
                                                                                                                                                                                                                                • 2.1 一次元(线性元)
                                                                                                                                                                                                                                  • 2.2 二次元
                                                                                                                                                                                                                                    • 2.3 三次元
                                                                                                                                                                                                                                      • 习题
                                                                                                                                                                                                                                      • §3 解二维问题的矩形元
                                                                                                                                                                                                                                        • 3.1 Lagrange型公式
                                                                                                                                                                                                                                          • 3.2 Hermite型公式
                                                                                                                                                                                                                                            • 习题
                                                                                                                                                                                                                                            • §4 三角形元
                                                                                                                                                                                                                                              • 4.1 面积坐标及有关公式
                                                                                                                                                                                                                                                • 4.2 Lagrange型公式
                                                                                                                                                                                                                                                  • 4.3 Hermite型公式
                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                    • *§5 曲边元和等参变换
                                                                                                                                                                                                                                                      • §6 二阶椭圆方程的有限元法
                                                                                                                                                                                                                                                        • 6.1 有限元方程的形成
                                                                                                                                                                                                                                                          • 6.2 矩阵元素的计算
                                                                                                                                                                                                                                                            • 6.3 边值条件的处理
                                                                                                                                                                                                                                                              • 6.4 举例:Poisson方程的有限元法
                                                                                                                                                                                                                                                                • 6.5 数值例子
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                                  • *§7 多重网格法
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 7.1 差分形式的二重网格法
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 7.2 有限元形式的二重网格法
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 7.3 多重网格迭代和套迭代技术
                                                                                                                                                                                                                                                                        • §8 初边值问题的有限元法
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.1 热传导方程
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.2 波动方程
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 名词索引
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 参考文献

                                                                                                                                                                                                                                                                            相关图书