Differential Equations with Applications and Historical Notes, Third Edition

Differential Equations with Applications and Historical Notes, Third Edition pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

☆☆☆☆☆
出版者:Chapman and Hall/CRC
作者:George F. Simmons
出品人:
頁數:764
译者:
出版時間:2016-9-27
價格:USD 99.95
裝幀:Hardcover
isbn號碼:9781498702591
叢書系列:Textbooks in Mathematics
圖書標籤:
  • Mathematics
  • Calculus
  • 英文原版
  • 數學
  • 微分方程
  • 常微分方程
  • 偏微分方程
  • 數學應用
  • 曆史
  • 數學分析
  • 高等數學
  • 工程數學
  • 科學計算
  • 建模
想要找書就要到 本本書屋
立刻按 ctrl+D收藏本頁
你會得到大驚喜!!

具體描述

Fads are as common in mathematics as in any other human activity, and it is always difficult to separate the enduring from the ephemeral in the achievements of one’s own time. An unfortunate effect of the predominance of fads is that if a student doesn’t learn about such worthwhile topics as the wave equation, Gauss’s hypergeometric function, the gamma function, and the basic problems of the calculus of variations—among others—as an undergraduate, then he/she is unlikely to do so later.

The natural place for an informal acquaintance with such ideas is a leisurely introductory course on differential equations. Specially designed for just such a course, Differential Equations with Applications and Historical Notes takes great pleasure in the journey into the world of differential equations and their wide range of applications. The author—a highly respected educator—advocates a careful approach, using explicit explanation to ensure students fully comprehend the subject matter.

With an emphasis on modeling and applications, the long-awaited Third Edition of this classic textbook presents a substantial new section on Gauss’s bell curve and improves coverage of Fourier analysis, numerical methods, and linear algebra. Relating the development of mathematics to human activity—i.e., identifying why and how mathematics is used—the text includes a wealth of unique examples and exercises, as well as the author’s distinctive historical notes, throughout.

Provides an ideal text for a one- or two-semester introductory course on differential equations

Emphasizes modeling and applications

Presents a substantial new section on Gauss’s bell curve

Improves coverage of Fourier analysis, numerical methods, and linear algebra

Relates the development of mathematics to human activity—i.e., identifying why and how mathematics is used

Includes a wealth of unique examples and exercises, as well as the author’s distinctive historical notes, throughout

Uses explicit explanation to ensure students fully comprehend the subject matter

Outstanding Academic Title of the Year, Choice magazine, American Library Association.

《微分方程:理論、方法與現代應用》 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的微分方程學習體驗,涵蓋其基本理論、經典求解方法以及在眾多科學和工程領域中的實際應用。本書適用於高等教育本科生、研究生以及需要運用微分方程解決實際問題的研究人員和工程師。 核心內容涵蓋: 常微分方程(ODE)的基礎理論: 基本概念與定義: 詳細介紹微分方程的階數、綫性與非綫性、齊次與非齊次方程等基本概念。 解的存在性與唯一性: 深入探討皮卡-林德洛夫定理(Picard-Lindelöf theorem)及其證明,為理解微分方程解的行為奠定堅實基礎。 綫性微分方程組: 詳述解的存在性、綫性無關、基本解組、Wronskian行列式等關鍵概念,並介紹多種方法求解綫性係統。 穩定性理論: 引入李雅普諾夫穩定性(Lyapunov stability)的概念,分析自治微分方程的平衡點的穩定性,為理解動態係統的長期行為提供理論框架。 求解常微分方程的方法: 初等積分法: 係統介紹一階微分方程的各種解析求解技巧,包括變量分離法、積分因子法、齊次方程求解法、伯努利方程等。 高階綫性方程: 詳細講解常係數綫性微分方程的求解方法,如特徵方程法、待定係數法、常數變易法(拉格朗日法),以及如何處理齊次和非齊次方程。 級數解法: 引入冪級數法和Frobenius法,用於求解具有奇點的綫性微分方程,例如方程中的正則奇點和不規則奇點。 Laplace變換: 闡述Laplace變換在求解初值問題中的強大威力,特彆是處理非齊次項包含階躍函數、脈衝函數等情況。 數值方法: 介紹常用的數值求解算法,包括歐拉法(Euler's method)、改進歐拉法(Improved Euler method)、龍格-庫塔法(Runge-Kutta methods)等,並討論其精度和收斂性。 偏微分方程(PDE)的入門與經典方程: 基本概念與分類: 定義偏微分方程,並根據主係數的性質將其分為橢圓型、拋物型和雙麯型。 典型PDE的推導與性質: 詳細推導並分析經典的偏微分方程,如熱傳導方程(一維和多維)、波動方程(一維和多維)、拉普拉斯方程和泊鬆方程。 求解方法簡介: 介紹分離變量法(Separation of Variables)在求解狄利剋雷邊界條件和諾依曼邊界條件下的齊次PDE問題中的應用。還將簡要介紹傅裏葉級數/變換和Green函數法作為解決更復雜問題的工具。 應用領域與案例分析: 物理學: 力學: 質點運動、振動係統(彈簧-質量係統、單擺)、阻尼振動、受迫振動,以及引力場中的軌道運動。 電磁學: 電路分析(RLC電路)、電磁波的傳播。 熱學: 熱傳導過程的建模與分析。 工程學: 電路分析: 求解復雜的RLC電路響應。 控製係統: 動態係統的建模、分析和穩定性研究,PID控製器設計的基礎。 流體力學: Navier-Stokes方程的簡化模型,如伯努利方程。 結構力學: 梁的撓度和振動分析。 生物學與經濟學: 種群動態模型: 捕食者-獵物模型(Lotka-Volterra模型)、邏輯斯蒂增長模型。 化學反應動力學: 反應速率方程的建模。 金融模型: 期權定價的Black-Scholes方程(作為PDE的例子)。 本書特色: 循序漸進的難度設計: 從基礎概念入手,逐步深入到復雜的理論和方法,確保不同背景的讀者都能有效學習。 豐富的例題與習題: 配備大量精心設計的例題,幫助讀者理解抽象概念,並通過不同難度等級的習題鞏固知識,拓展思維。 理論與實踐緊密結閤: 強調微分方程在實際問題中的應用,通過具體的案例分析展示數學工具的強大力量。 清晰的數學錶述: 采用嚴謹而清晰的數學語言,同時注重概念的直觀解釋,力求做到易於理解。 現代計算工具的應用提示: 雖然不直接教授編程,但會提示讀者如何利用MATLAB、Mathematica等工具輔助求解和可視化復雜問題,培養計算思維。 通過學習本書,讀者將能夠深刻理解微分方程的本質,掌握求解各類微分方程的有效方法,並能夠將其應用於解決來自物理、工程、生物、經濟等領域的實際問題,為進一步的專業學習和研究打下堅實的基礎。

作者簡介

George F. Simmons has academic degrees from the California Institute of Technology, Pasadena, California; the University of Chicago, Chicago, Illinois; and Yale University, New Haven, Connecticut. He taught at several colleges and universities before joining the faculty of Colorado College, Colorado Springs, Colorado, in 1962, where he is currently a professor of mathematics. In addition to Differential Equations with Applications and Historical Notes, Third Edition (CRC Press, 2016), Professor Simmons is the author of Introduction to Topology and Modern Analysis (McGraw-Hill, 1963), Precalculus Mathematics in a Nutshell (Janson Publications, 1981), and Calculus with Analytic Geometry (McGraw-Hill, 1985).

目錄資訊

The Nature of Differential Equations: Separable Equations
Introduction
General Remarks on Solutions
Families of Curves: Orthogonal Trajectories
Growth, Decay, Chemical Reactions, and Mixing
Falling Bodies and Other Motion Problems
Brachistochrone: Fermat and the Bernoullis
Miscellaneous Problems for Chapter 1
Appendix: Some Ideas from the Theory of Probability: The Normal Distribution Curve (or Bell Curve) and Its Differential Equation
First-Order Equations
Homogeneous Equations
Exact Equations
Integrating Factors
Linear Equations
Reduction of Order
Hanging Chain: Pursuit Curves
Simple Electric Circuits
Miscellaneous Problems for Chapter 2
Second-Order Linear Equations
Introduction
General Solution of the Homogeneous Equation
Use of a Known Solution to Find Another
Homogeneous Equation with Constant Coefficients
Method of Undetermined Coefficients
Method of Variation of Parameters
Vibrations in Mechanical and Electrical Systems
Newton’s Law of Gravitation and the Motion of the Planets
Higher-Order Linear Equations: Coupled Harmonic Oscillators
Operator Methods for Finding Particular Solutions
Appendix: Euler
Appendix: Newton
Qualitative Properties of Solutions
Oscillations and the Sturm Separation Theorem
Sturm Comparison Theorem
Power Series Solutions and Special Functions
Introduction: A Review of Power Series
Series Solutions of First-Order Equations
Second-Order Linear Equations: Ordinary Points
Regular Singular Points
Regular Singular Points (Continued)
Gauss’s Hypergeometric Equation
Point at Infinity
Appendix: Two Convergence Proofs
Appendix: Hermite Polynomials and Quantum Mechanics
Appendix: Gauss
Appendix: Chebyshev Polynomials and the Minimax Property
Appendix: Riemann’s Equation
Fourier Series and Orthogonal Functions
Fourier Coefficients
Problem of Convergence
Even and Odd Functions: Cosine and Sine Series
Extension to Arbitrary Intervals
Orthogonal Functions
Mean Convergence of Fourier Series
Appendix: A Pointwise Convergence Theorem
Partial Differential Equations and Boundary Value Problems
Introduction: Historical Remarks
Eigenvalues, Eigenfunctions, and the Vibrating String
Heat Equation
Dirichlet Problem for a Circle: Poisson’s Integral
Sturm–Liouville Problems
Appendix: Existence of Eigenvalues and Eigenfunctions
Some Special Functions of Mathematical Physics
Legendre Polynomials
Properties of Legendre Polynomials
Bessel Functions: The Gamma Function
Properties of Bessel Functions
Appendix: Legendre Polynomials and Potential Theory
Appendix: Bessel Functions and the Vibrating Membrane
Appendix: Additional Properties of Bessel Functions
Laplace Transforms
Introduction
Few Remarks on the Theory
Applications to Differential Equations
Derivatives and Integrals of Laplace Transforms
Convolutions and Abel’s Mechanical Problem
More about Convolutions: The Unit Step and Impulse
Functions
Appendix: Laplace
Appendix: Abel
Systems of First-Order Equations
General Remarks on Systems
Linear Systems
Homogeneous Linear Systems with Constant Coefficients
Nonlinear Systems: Volterra’s Prey–Predator Equations
Nonlinear Equations
Autonomous Systems: The Phase Plane and Its Phenomena
Types of Critical Points: Stability
Critical Points and Stability for Linear Systems
Stability by Liapunov’s Direct Method
Simple Critical Points of Nonlinear Systems
Nonlinear Mechanics: Conservative Systems
Periodic Solutions: The Poincaré–Bendixson Theorem
More about the Van Der Pol Equation
Appendix: Poincaré
Appendix: Proof of Liénard’s Theorem
Calculus of Variations
Introduction: Some Typical Problems of the Subject
Euler’s Differential Equation for an Extremal
Isoperimetric Problems
Appendix: Lagrange
Appendix: Hamilton’s Principle and Its Implications
The Existence and Uniqueness of Solutions
Method of Successive Approximations
Picard’s Theorem
Systems: Second-Order Linear Equation
Numerical Methods
(by John S. Robertson)
Introduction
Method of Euler
Errors
An Improvement to Euler
Higher-Order Methods
Systems
· · · · · · (收起)

讀後感

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

用戶評價

评分☆☆☆☆☆

這本書在結構組織上的匠心獨具,是其區彆於同類著作的關鍵所在。章節之間的過渡極為流暢自然,仿佛一條精心編織的絲帶,將不同的數學主題串聯起來。它沒有采取那種簡單羅列知識點的結構,而是構建瞭一個由淺入深、層層遞進的知識體係。例如,在處理特定類型的方程時,作者會首先迴顧前麵學過的基礎知識點,並明確指齣本章內容將如何擴展或深化這些知識,這種“承上啓下”的處理方式,極大地幫助瞭讀者的知識構建。此外,每一章末尾的習題設計也極具層次感,從基礎的鞏固性練習,到需要綜閤運用多種技巧的挑戰性問題,難度梯度把握得恰到好處,確保瞭讀者可以穩步提升自己的解題能力,不會因為過早遇到難以逾越的障礙而氣餒。

评分☆☆☆☆☆

從內容廣度來看,這本書的覆蓋範圍令人稱贊。它似乎有意避開瞭純粹的理論分支,而是將重點放在瞭那些在工程、物理、乃至經濟學中具有實際操作價值的微分方程類型上。無論是常微分方程的基礎理論,還是偏微分方程的經典模型,書中都給予瞭恰當的篇幅。我尤其欣賞它對數值方法的引入,這使得書本內容緊跟現代科學研究的步伐。對於那些需要將理論應用於實際問題的讀者來說,書後附帶的大量應用實例,簡直是寶庫。這些實例的設置非常巧妙,它們不是簡單的套用公式,而是引導讀者思考如何將現實世界的問題抽象化、數學化,並最終求解。這種將理論與實踐無縫銜接的設計,極大地增強瞭本書的實用價值,讓讀者在使用過程中能持續感受到所學知識的力量。

评分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度之間,存在著一種近乎完美的平衡感。它既有足夠的基礎內容來夯實初學者的根基,同時又蘊含瞭足以讓進階學習者深入探索的細節。與市麵上其他專注於某一窄領域的專著不同,它提供瞭一個全麵的、高品質的“平颱”。我個人最看重的是它處理疑難點時的態度。每當涉及到需要更深層次理解纔能掌握的定理證明或復雜推導時,作者並不滿足於給齣一個結論,而是會提供至少兩種不同的視角來解讀該概念——一種是直觀的、符號化的;另一種則是更具普適性的、高階的視角。這種多維度的解釋策略,極大地提升瞭內容的吸收效率,確保瞭不同學習背景的讀者都能從中獲益。它不僅僅是一本工具書,更像是一位全天候待命的私人導師,隨時準備用最適閤你的方式來點撥迷津。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和紙張質量給我留下瞭深刻的印象。打開書本時,撲麵而來的是一種厚重而紮實的感覺,這對於一本理工科的教材來說至關重要。封麵設計簡約而不失專業性,沒有過多花哨的裝飾,深色調的背景讓人感覺沉穩可靠。內頁的紙張觸感細膩,印刷清晰度極高,即使在長時間閱讀後,眼睛也不會感到明顯的疲勞。我特彆欣賞它排版的細節處理,公式和定理的呈現方式邏輯清晰,圖錶的質量也相當不錯,綫條精準,數據可視化效果直觀。在翻閱過程中,書本的裝訂也展現齣良好的耐用性,可以平整地攤開在桌麵上,這對於需要對照多個章節進行學習的讀者來說簡直是福音。這種對物理載體的重視,體現瞭齣版方對知識傳遞的認真態度,讓閱讀本身成為一種享受,而不是一種負擔。對於那些喜歡在書頁上做標記、寫批注的讀者來說,這樣的紙張質量能很好地承載筆跡,不易洇墨,真是難得的好書。

评分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格非常引人入勝,它巧妙地平衡瞭理論的嚴謹性和實際應用的可理解性。作者似乎深諳如何將復雜的數學概念轉化為讀者易於接受的語言。不同於一些教科書那樣冷冰冰的公式堆砌,這裏的講解充滿瞭“人情味”。每引入一個新的概念或解法,作者都會給齣詳實的背景鋪墊和直觀的幾何或物理意義解釋,讓人感覺像是在聽一位經驗豐富的教授娓娓道來,而不是在啃一本枯燥的教材。更讓人稱道的是,它對於某些經典方法的推導過程,展示得極其詳盡且富有洞察力,真正做到瞭“授人以漁”。我發現自己不僅學會瞭如何解題,更理解瞭為什麼這樣解題是最好的。即便是那些我以往覺得晦澀難懂的部分,在作者的層層剝繭下,也變得豁然開朗。這種教學相長的體驗,遠超齣瞭我對一本標準教科書的預期。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

本站所有內容均為互聯網搜索引擎提供的公開搜索信息,本站不存儲任何數據與內容,任何內容與數據均與本站無關,如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度,google,bing,sogou 等

© 2026 onlinetoolsland.com All Rights Reserved. 本本书屋 版权所有