Singular Integral Equations

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出版者:Dover Publications Inc.
作者:N I Muskhelishvili
出品人:
页数:464
译者:J R M Radok
出版时间:2008-7-25
价格:GBP 23.99
装帧:Paperback
isbn号码:9780486462424
丛书系列:
图书标签:
  • Singular Integral Equations
  • Integral Equations
  • Mathematical Analysis
  • Functional Analysis
  • Operator Theory
  • Partial Differential Equations
  • Complex Analysis
  • Applied Mathematics
  • Numerical Analysis
  • Boundary Value Problems
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具体描述

This high-level treatment by a noted mathematician considers one-dimensional singular integral equations involving Cauchy principal values. Intended for graduate students and professionals, its coverage includes such topics as the Holder condition, Hilbert and Riemann-Hilbert problems, the Dirichlet problem, inversion formulas for arcs, and many other areas. 1992 edition.

《奇异积分方程》 本书深入探讨了奇异积分方程这一数学分析的核心领域,其内容结构旨在为读者提供一个全面而详实的学习体验。我们从最基础的概念出发,逐步构建起理解奇异积分方程所需的理论框架,并将其广泛的应用场景一一展现。 第一部分:基础理论与预备知识 在深入奇异积分方程的世界之前,本书首先巩固了读者在函数空间、积分变换以及复分析等相关数学分支上的基础。我们将详细介绍: 函数空间: Lebesgue空间、Sobolev空间等泛函分析中的关键概念,它们是理解积分方程解的存在性、唯一性和性质的基础。我们将深入探讨这些空间的拓扑结构和内积性质,以及它们在积分方程理论中的作用。 积分变换: Fourier变换、Laplace变换等积分变换在求解和分析积分方程中的强大能力将被详尽阐述。读者将学习如何运用这些工具将复杂的积分方程转化为更易于处理的代数方程或微分方程。 复分析基础: 柯西积分定理、留数定理等复分析的核心工具,对于处理带有奇异核的积分方程至关重要。本书将系统回顾并强调这些工具在奇异积分方程理论中的应用,特别是如何处理积分路径上的奇点。 边界值问题: 许多奇异积分方程源于物理和工程中的边界值问题。我们将介绍狄利克雷问题、诺依曼问题等经典边界值问题的数学表述,并展示奇异积分方程如何自然地出现在这些问题的解决过程中。 第二部分:奇异积分方程的分类与基本性质 本部分将专注于奇异积分方程的定义、分类及其基本性质的探讨: 奇异积分方程的定义: 详细介绍不同类型的奇异积分方程,包括Cauchy型、Hilbert型、Fredholm型以及Volterra型奇异积分方程。我们将严格定义积分核(kernel)的奇异性,例如其在积分区域边界上的奇点。 积分核的性质: 深入分析奇异积分核的性质,如其在积分路径上的行为、可积性以及与特定函数的关联(例如,Cauchy主值积分)。 解的存在性与唯一性: 运用泛函分析中的不动点定理、Schauder不动点定理以及Brouwer不动点定理等,证明奇异积分方程解的存在性。同时,我们将探讨在何种条件下解是唯一的。 解的连续性与光滑性: 分析奇异积分方程解的性质,包括其连续性、可微性以及更光滑的性质,这些性质通常取决于积分核的正则性以及所讨论的函数空间。 第三部分:求解方法与数值技术 本书不仅关注理论,更提供了多种实用的求解方法和数值技术: 解析解法: Mellin变换法: 对于某些特定类型的奇异积分方程,Mellin变换提供了一种有效的解析求解途径。 符号法(Symbolic Methods): 介绍如何利用符号计算软件和特定的积分技巧来寻找解析解。 代数方法: 例如,对于Cauchy型积分方程,我们将介绍其与代数方程组之间的联系,以及如何通过求解代数方程获得积分方程的解。 数值解法: 离散化方法: 将积分方程转化为代数方程组,常用的方法包括Collocation法、Galerkin法、Nyström法等。我们将详细分析这些方法的收敛性和稳定性。 高斯-泰勒(Gauss-Tseleh)积分法: 针对奇异积分,介绍专门设计的高斯积分公式,以提高数值计算的精度。 快速算法: 探讨一些更高效的数值算法,例如基于快速傅立叶变换(FFT)的算法,用于加速求解过程。 软件实现: 提供使用MATLAB、Python等常用科学计算软件实现数值方法的指导和示例。 第四部分:奇异积分方程的应用 本部分将展示奇异积分方程在各个领域的广泛应用,突出其理论的实践价值: 弹性力学与断裂力学: 奇异积分方程在描述应力集中、裂纹扩展等问题中扮演着核心角色。例如,描述应力强度因子(stress intensity factor)的方程常常是奇异积分方程。 流体力学: 在求解不可压流、粘性流的边界层问题时,会遇到带有奇异核的积分方程。 声学与电磁学: 描述波的传播、散射以及在边界上的行为时,奇异积分方程是重要的数学工具。例如,边界元法(Boundary Element Method, BEM)在这些领域得到广泛应用,其基础正是奇异积分方程。 信号处理: 在图像去噪、边缘检测等信号处理任务中,奇异积分方程也有其应用。 统计学与机器学习: 在某些统计模型和机器学习算法的推导与实现中,奇异积分方程的理论和方法可以发挥作用。 本书的特点: 循序渐进的结构: 从基础概念到高级应用,力求使不同背景的读者都能逐步掌握。 理论与实践并重: 既提供严谨的数学证明,也包含实用的数值算法和应用案例。 详尽的数学推导: 确保读者理解公式的来源和推导过程,而非仅仅记忆结果。 丰富的例题与习题: 帮助读者巩固所学知识,并激发进一步的思考。 本书适合数学、物理、工程等领域的学生、研究人员以及对奇异积分方程感兴趣的从业人员阅读。我们相信,通过本书的学习,读者将能够深入理解奇异积分方程的数学本质,掌握其求解方法,并能将其应用于解决实际科学技术问题。

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读后感

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用户评价

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这本书给我带来的最大冲击,在于它对于“奇异性”本身的处理哲学。作者并没有将奇异积分方程视为一类需要被“驯服”的异常情况,而是将其提升到了一个更具普适性的高度来探讨。书中引入了大量的伪微分算子理论作为背景,从而将奇异积分方程置于更宏大的调和分析框架之下进行考察。这种处理方式的优越性在于,它提供了一个更统一的视角来看待不同类型的奇异性,无论是积分本身的奇点,还是微分算子中的高阶导数。这种高度的概括性,让我在阅读其他相关领域(比如傅里叶积分变换)时,都能立刻联想到书中建立起来的联系。这本书无疑是当前领域内少数能将古典分析的精确性与现代泛函分析的普适性完美结合的典范之作,对于想要从事相关领域深入研究的人来说,这是一部不可或缺的奠基性文献。

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我刚刚翻阅了这本《奇异积分方程》,说实话,这本书的内容深度和广度都远超我的预期。首先,它在理论基础的构建上做得极为扎实,从最基本的勒贝格积分到更高级的泛函分析工具,作者都给出了清晰而严谨的铺垫。我尤其欣赏它对经典理论的重述方式,并没有简单地堆砌公式,而是深入挖掘了背后的几何直观和物理意义。例如,在讨论柯西型奇异积分方程时,作者引入了共形映射的概念,这使得原本抽象的数学问题立刻变得可视化起来。对于初学者而言,这本书可能需要一定的数学背景支撑,但对于有志于深入研究微分方程和数学物理的读者来说,它无疑是一座宝库。书中大量的例子和习题,设计得非常巧妙,有些甚至能引导你思考到前沿研究的方向。整本书的结构如同一个精密的瑞士钟表,每一个章节都紧密相连,环环相扣,读完后我对奇异积分方程的理解达到了一个全新的高度。

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读完这本书,我有一种感觉,作者似乎对奇异积分方程的研究历史了如指掌,并以一种非常现代的视角重新审视了这些经典问题。这本书的亮点之一在于其对应用领域的广泛覆盖。它不仅仅停留在纯粹的数学推导上,而是花了相当篇幅探讨了这些方程在边界层理论、弹性力学以及流体力学中的实际应用。特别是关于维纳-霍夫曼方法在求解边值问题中的应用,书中给出的推导过程非常详尽,步骤清晰,让人能够真正理解“为什么”要选择这种方法,而不是仅仅记住一个公式。我特别喜欢它在讨论算法实现时所展现出的工程思维,虽然它本质上是一本数学专著,但字里行间透露出的实用性让人倍感亲切。如果说有些教材偏向于“象牙塔里的理论”,那么这本书则成功地架起了一座连接理论与工程实践的坚固桥梁,让读者能切实感受到数学工具的强大威力。

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这本书的写作风格非常具有个人特色,透露出一种冷静而深刻的洞察力。它的叙事节奏把握得恰到好处,既有需要慢下来细细品味的严谨推导,也有节奏加快、脉络清晰的理论概览。我发现,作者在处理复杂概念时,倾向于使用类比和几何解释,这极大地缓解了阅读过程中的枯燥感。例如,在讲解索博列夫空间与函数空间的嵌入关系时,它通过对“光滑性损失”的形象化描述,让我瞬间明白了为什么在某些奇异算子作用下,解的正则性会发生变化。不过,我也必须指出,对于那些期望快速得到现成结论的读者来说,这本书的详尽可能会成为一种负担。它要求读者投入大量的时间去跟随作者的思路进行思考,而不是被动地接收信息。总而言之,这是一本需要“啃”的、充满智慧的学术著作,每一页都凝聚着作者深厚的学术积累和对教学艺术的深刻理解。

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坦率地说,我对这本书的排版和图表的质量感到非常满意。在数学书籍中,清晰的排版是保证阅读流畅性的关键,而《奇异积分方程》在这方面做得非常出色。公式的对齐、符号的使用都遵循了最高的学术标准,几乎找不到任何令人困惑的排版错误。更值得称赞的是那些辅助理解的图形。对于涉及奇异积分算子在特定区域上的作用,作者精心绘制的图示,准确地捕捉了函数行为的本质特征,避免了纯粹依赖文字描述可能产生的歧义。阅读体验的提升,很大程度上也归功于此。书中对不同数学符号系统的处理也保持了高度的一致性,这在跨章节阅读时,极大地减少了重新适应的时间成本。这本书的装帧和印刷质量也属上乘,拿在手里有一种沉甸甸的学术厚重感,让人更愿意将其作为案头的参考书长期保留。

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