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几何背景下的数学物理方法


作者:
常晋德
定价:
58.00元
ISBN:
978-7-04-047370-4
版面字数:
650.00千字
开本:
16开
全书页数:
暂无
装帧形式:
平装
重点项目:
暂无
出版时间:
2017-06-15
物料号:
47370-00
读者对象:
高等教育
一级分类:
数学与统计学类
二级分类:
理工类专业数学基础课
三级分类:
数学物理方法

本书内容除包括传统的复变函数、数学物理方程、特殊函数和积分变换外,还概述了微积分中的数学思想,简单介绍了广义函数的入门知识。本书观点新颖,极具启发性,内容由浅入深,同时又能深入浅出。全书注重对数学概念的阐述、对知识的来龙去脉的交代,把数学思想方法和具体的数学知识融为一体,以此来不断提升读者对数学知识的认识和理解水平;尤为注重几何直观的引导作用,尽量以平面和函数空间为背景阐述全书内容,对数学物理方程的常用解法,诸如分离变量法和积分变换法等的原理都做出了几何解释。并且,从推广函数空间的坐标表示的角度引出广义函数的概念,实现了从函数概念到广义函数概念的自然过渡。全书为读者进一步学习泛函分析铺平了道路。

本书是面向理工科非数学类、非物理学类专业大学生的数学物理方法课程的教材,也可供数学类和物理学类专业的师生参考。

  • 前辅文
  • 第零章 微积分中的数学思想概述
    • 0.1 微积分的起源
      • 0.1.1 无法回避的无穷
      • 0.1.2 微积分的前身: 解析几何
    • 0.2 极限的思想
      • 0.2.1 数列极限和数项级数的收敛性
      • 0.2.2 代表离散和连续的两种无穷量
      • 0.2.3 函数的极限
    • 0.3 微积分的一般思想: 化整为零和从局部入手
      • 0.3.1 化整为零: 整体问题分解为局部问题
      • 0.3.2 在局部以直代曲的思想
    • 0.4 联系微分学和积分学的枢纽:牛顿——莱布尼茨公式
    • 0.5 幂级数: 函数的一种统一的解析表示形式
    • 0.6 解析几何中的数形结合思想——空间坐标系
    • 0.7 对付高维空间问题的利器:降维法
      • 0.7.1 直接分解降维法
      • 0.7.2 向量分解降维法
    • 0.8 化曲为直的思想
      • 0.8.1 参数方程的妙用
      • 0.8.2 坐标变换: 换个角度看问题
    • 0.9 高维空间中的微积分基本定理
      • 0.9.1 格林公式和高斯公式
      • 0.9.2 第二类曲线积分的路径无关性
  • 第一部分 复变函数论
    • 第一章 复数与复变函数
      • 1.1 复数
        • 1.1.1 复数及其基本代数运算
        • 1.1.2 复数的几何意义
        • 1.1.3 复数的模与辐角
        • 1.1.4 复数的乘幂与方根
        • 1.1.5 共轭复数
        • 1.1.6 复球面与无穷远点
      • 1.2 复变函数的基本概念
        • 1.2.1 复变函数的概念
        • 1.2.2 复平面上的曲线和区域
        • 1.2.3 复变函数的几何意义
        • 1.2.4 复变函数的极限和连续性
      • 习题一
    • 第二章 解析函数
      • 2.1 解析函数的概念
        • 2.1.1 复变函数的导数与微分
        • 2.1.2 解析函数
        • 2.1.3 函数解析的充要条件
      • 2.2 初等解析函数
        • 2.2.1 初等单值函数
        • 2.2.2 初等多值函数
        • 2.2.3 一般多值函数的支点和支割线以及黎曼曲面简介
      • 习题二
    • 第三章 复变函数的积分
      • 3.1 复积分的概念和性质
      • 3.2 柯西积分定理
        • 3.2.1 柯西积分定理
        • 3.2.2 原函数和牛顿——莱布尼茨公式
        • 3.2.3 复周线情形的柯西积分定理
      • 3.3 柯西积分公式及其推论
        • 3.3.1 柯西积分公式
        • 3.3.2 解析函数的无穷可导性
        • 3.3.3 莫勒拉定理
        • 3.3.4 柯西不等式与刘维尔定理
      • 3.4 解析函数与调和函数之间的关系
      • 3.5 解析函数的物理意义
        • 3.5.1 平面向量场和复位势
        • 3.5.2 复位势在流体力学中的应用
        • 3.5.3 复位势在静电场中的应用
      • 习题三
    • 第四章 解析函数的级数展式
      • 4.1 复级数的基本性质
        • 4.1.1 复数项级数
        • 4.1.2 一致收敛的函数项级数
      • 4.2 幂级数
        • 4.2.1 幂级数的敛散性
        • 4.2.2 幂级数的运算性质
      • 4.3 解析函数的泰勒展式
        • 4.3.1 解析函数的泰勒展开定理
        • 4.3.2 一些初等函数的泰勒展式
        • 4.3.3 解析函数零点的孤立性与解析函数的唯一性定理
        • 4.3.4 解析延拓和\ $\Gamma $ 函数
      • 4.4 解析函数的洛朗展式
        • 4.4.1 洛朗级数
        • 4.4.2 解析函数的洛朗展式
        • 4.4.3 洛朗展式的例子
      • 4.5 解析函数的孤立奇点
        • 4.5.1 孤立奇点的分类及性质
        • 4.5.2 解析函数在无穷远点的性质
        • 4.5.3 整函数与亚纯函数的概念
      • 习题四
    • 第五章 留数及其应用
      • 5.1 留数
        • 5.1.1 留数的概念和留数定理
        • 5.1.2 留数的计算
        • 5.1.3 函数在无穷远点的留数
      • 5.2 利用留数定理计算实积分
        • 5.2.1 计算~$\disp\int_0^2\uppi R\left(\cos\theta,\sin\theta\right)\dif\theta$型的三角有理函数积分
        • 5.2.2 计算~$\disp\int_-\infty ^+\infty \fracP(x) Q(x) \dif x$ 型的有理函数积分
        • 5.2.3 计算~$\disp\int_-\infty ^+\infty \fracP(x) Q(x) \me^\mi \lambda x \dif x$型积分
        • 5.2.4 计算积分路径上有奇点的积分
      • 5.3 辐角原理和儒歇定理
      • 习题五
    • 第六章 共形映射
      • 6.1 单叶解析函数的映射性质
        • 6.1.1 单叶解析函数的映射性质
        • 6.1.2 导数的几何意义
        • 6.1.3 二维拉普拉斯方程在解析映射下的不变性
      • 6.2 分式线性变换
        • 6.2.1 分式线性变换的定义及分解
        • 6.2.2 分式线性变换的保交比性
        • 6.2.3 分式线性变换的保圆周性
        • 6.2.4 分式线性变换的保对称点性
        • 6.2.5 分式线性变换的应用
      • 6.3 某些初等函数所构成的共形映射
        • 6.3.1 幂函数与根式函数
        • 6.3.2 指数函数与对数函数
        • 6.3.3 两角形区域的共形映射
      • 习题六
  • 第二部分 数学物理方程
    • 符号说明表
    • 第七章 数学物理方程的导出和基本概念
      • 7.1 数学物理方程的导出
        • 7.1.1 弦振动方程
        • 7.1.2 热传导方程
        • 7.1.3 拉普拉斯方程和泊松方程
      • 7.2 数学物理方程的一般概念
        • 7.2.1 一些基本概念
        • 7.2.2 偏微分方程的通解
        • 7.2.3 定解条件
      • 7.3 定解问题
        • 7.3.1 定解问题的概念和分类
        • 7.3.2 定解问题的适定性
      • 7.4 线性函数空间和线性算子
        • 7.4.1 线性函数空间
        • 7.4.2 傅里叶级数和\ $L^2[a,b]$空间
        • 7.4.3 线性算子和线性叠加原理
      • 7.5 二阶线性常系数偏微分方程的分类和化简
        • 7.5.1 两个自变量的二阶线性常系数偏微分方程的分类和化简
        • 7.5.2 一般二阶常系数线性偏微分方程的分类
      • 习题七
    • 第八章 分离变量法
      • 8.1 有界弦的自由振动
        • 8.1.1 分离变量法
        • 8.1.2 形式解、古典解和广义解
        • 8.1.3 级数形式解的物理意义
      • 8.2 有界杆的热传导问题
      • 8.3 正则施图姆——刘维尔特征值问题
        • 8.3.1 施图姆——刘维尔特征值问题的引出
        • 8.3.2 正则施图姆——刘维尔特征值问题及其结论
        • 8.3.3 分离变量法和特征函数展开法
      • 8.4 非齐次定解问题的处理
        • 8.4.1 非齐次方程的定解问题:特征函数展开法
        • 8.4.2 非齐次方程的定解问题:齐次化原理
        • 8.4.3 非齐次边界条件的处理
        • 8.4.4 可以完全齐次化的一些非齐次定解问题
        • 8.4.5 共振现象的数学解释
      • 8.5 二维拉普拉斯方程的边值问题
        • 8.5.1 矩形域上的边值问题
        • 8.5.2 圆域上的边值问题
      • 8.6 高维空间有界区域上的偏微分方程定解问题概述
        • 8.6.1 矩形膜的振动
        • 8.6.2 二重傅里叶级数
      • 习题八
    • 第九章 特殊函数及其应用
      • 9.1 特殊函数的引出
      • 9.2 二阶线性变系数常微分方程的幂级数解法
        • 9.2.1 常点邻域内的幂级数解法
        • 9.2.2 正则奇点邻域内的幂级数解法
      • 9.3 勒让德多项式的性质与应用
        • 9.3.1 勒让德多项式的导出
        • 9.3.2 勒让德多项式的性质
        • 9.3.3 有轴对称性的球域拉普拉斯方程边值问题
      • 9.4 连带勒让德函数的性质与应用
        • 9.4.1 连带勒让德函数的导出
        • 9.4.2 连带勒让德函数的性质
        • 9.4.3 无轴对称性的球域拉普拉斯方程边值问题和球面调和函数
      • 9.5 贝塞尔函数的性质与应用
        • 9.5.1 贝塞尔函数的性质
        • 9.5.2 贝塞尔函数的应用
      • 9.6 修正贝塞尔函数
      • 9.7 球贝塞尔函数
      • 9.8 可化为贝塞尔方程的微分方程
      • 习题九
    • 第十章 积分变换法
      • 10.1 傅里叶变换法
        • 10.1.1 分离变量法和傅里叶积分表示公式
        • 10.1.2 特征函数展开法和傅里叶变换
        • 10.1.3 傅里叶变换的基本性质
        • 10.1.4 求解偏微分方程定解问题的傅里叶变换法
        • 10.1.5 多重傅里叶变换及其应用
      • 10.2 半无界问题: 傅里叶正余弦变换和延拓法
        • 10.2.1 傅里叶正弦和余弦变换
        • 10.2.2 延拓法
      • 10.3 拉普拉斯变换法
        • 10.3.1 拉普拉斯变换的导出及其性质
        • 10.3.2 拉普拉斯变换的应用
      • 习题十
    • 第十一章 波动方程的初值问题
      • 11.1 一维波动方程的定解问题和行波法
        • 11.1.1 弦振动方程初值问题
        • 11.1.2 波的影响区域、依赖区间和决定区域
        • 11.1.3 半无界弦振动问题
      • 11.2 三维波动方程的初值问题
        • 11.2.1 球对称三维波动方程的解
        • 11.2.2 三维波动方程的泊松公式
        • 11.2.3 泊松公式的物理意义
        • 11.2.4 非齐次方程的初值问题和推迟势
      • 11.3 二维波动方程的初值问题和降维法
        • 11.3.1 二维波动方程的泊松公式
        • 11.3.2 泊松公式的物理意义
      • 习题十一
    • 第十二章 基本解和格林函数法
      • 12.1 $\updelta $\ 函数和广义函数简介
        • 12.1.1 $\updelta $ 函数的引出
        • 12.1.2 广义函数的基本概念
        • 12.1.3 $\updelta $ 函数的性质和运算
        • 12.1.4 高维空间中的广义函数和$\updelta $ 函数
      • 12.2 线性偏微分方程的基本解
        • 12.2.1 基本解和解的积分表达式
        • 12.2.2 基本解的求法
      • 12.3 位势方程边值问题的格林函数法
        • 12.3.1 位势方程边值问题的格林函数及解的积分公式
        • 12.3.2 格林函数的求法
      • 12.4 热传导方程和波动方程的格林函数法
        • 12.4.1 热传导方程的格林函数法
        • 12.4.2 波动方程的格林函数法
      • 习题十二
  • 附录一 含复参变量的积分
  • 附录二 积分变换表
  • 附录三 外国人名表
  • 参考文献
  • 索引
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3-8
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