數(shù)學(xué)物理方程

引言
第一章波動(dòng)方程
1方程的導(dǎo)出.定解條件
1.弦振動(dòng)方程的導(dǎo)出(1)
2.定解條件(4)
3.定解問(wèn)題適定性概念(6)
習(xí)題(6)
2達(dá)朗貝爾(d'Alembert)公式.波的傳播
1.疊加原理(7)
2.弦振動(dòng)方程的達(dá)朗貝爾解法(8)
3.傳播波(10)
4.依賴區(qū)間.決定區(qū)域和影響區(qū)域(10)
5.齊次化原理(12)
習(xí)題(14)
3初邊值問(wèn)題的分離變量法
1.分離變量法(16)
2.解的物理意義(19)
3.非齊次方程的情形(20)
4.非齊次邊界條件的情形(21)
習(xí)題(22)
4高維波動(dòng)方程的柯西問(wèn)題
1.膜振動(dòng)方程的導(dǎo)出(23)
2.定解條件的提法(26)
3.球平均法(27)
4.降維法(30)
5.非齊次波動(dòng)方程柯西問(wèn)題的解(31)
習(xí)題(33)
5波的傳播與衰減
1.依賴區(qū)域.決定區(qū)域和影響區(qū)域(33)
2.惠更斯(Huygens)原理.波的彌散(35)
3.波動(dòng)方程解的衰減(36)
習(xí)題(37)
6能量不等式.波動(dòng)方程解的唯一性和穩(wěn)定性
1.振動(dòng)的動(dòng)能和位能(37)
2.初邊值問(wèn)題解的唯一性與穩(wěn)定性(38)
3.柯西問(wèn)題解的唯一性與穩(wěn)定性(41)
習(xí)題(44)
第二章熱傳導(dǎo)方程
1熱傳導(dǎo)方程及其定解問(wèn)題的導(dǎo)出
1.熱傳導(dǎo)方程的導(dǎo)出(45)
2.定解問(wèn)題的提法(46)3
.擴(kuò)散方程(48)
習(xí)題(48)
2初邊值問(wèn)題的分離變量法
1.一個(gè)空間變量的情形(49)
2.圓形區(qū)域上的熱傳導(dǎo)問(wèn)題(52)
習(xí)題(53)
3柯西問(wèn)題
1.傅里葉變換及其基本性質(zhì)(54)
2.熱傳導(dǎo)方程柯西問(wèn)題的求解(56)
3.解的存在性(58)
習(xí)題(59)
4極值原理.定解問(wèn)題解的唯一性和穩(wěn)定性
1.極值原理(60)
2.初邊值問(wèn)題解的唯一性和穩(wěn)定性(61)
3.柯西問(wèn)題解的唯一性和穩(wěn)定性(64)
習(xí)題(65)
5解的漸近性態(tài)
1.初邊值問(wèn)題解的漸近性態(tài)(65)
2.柯西問(wèn)題解的漸近性態(tài)(66)
習(xí)題(67)
第三章調(diào)和方程
1建立方程.定解條件
1.方程的導(dǎo)出(68)
2.定解條件和定解問(wèn)題(69)
3.變分原理(71)
習(xí)題(73)
2格林公式及其應(yīng)用
1.格林(Green)公式(74)
2.平均值定理(77)
3.極值原理(77)
4.第一邊值問(wèn)題解的唯一性及穩(wěn)定性(78)
習(xí)題(79)
3格林函數(shù)
1.格林函數(shù)及其性質(zhì)(80)
2.靜電源像法(82)
3.解的驗(yàn)證(85)
4.單連通區(qū)域的格林函數(shù)(86)
5.調(diào)和函數(shù)的基本性質(zhì)(87)
習(xí)題(91)
4強(qiáng)極值原理.第二邊值問(wèn)題解的唯一性
1.強(qiáng)極值原理(91)
2.第二邊值問(wèn)題解的唯一性(93)
3.用能量積分法證明邊值問(wèn)題的解的唯一性(94)
習(xí)題(95)
第四章二階線性偏微分方程的分類(lèi)與總結(jié)
1二階線性方程的分類(lèi)
1.兩個(gè)自變量的方程(96)
2.兩個(gè)自變量的二階線性方程的化簡(jiǎn)(96)
3.方程的分類(lèi)(99)
4.例(100)
5.多個(gè)自變量的方程的分類(lèi)(101)
習(xí)題(102)
2二階線性方程的特征理論
1.特征概念(103)
2.特征方程(104)
3.例(106)
習(xí)題(107)
3三類(lèi)方程的比較
1.線性方程的疊加原理(108)
2.解的性質(zhì)的比較(109)
3.定解問(wèn)題提法的比較(112)
習(xí)題(115)
4先驗(yàn)估計(jì)
1.橢圓型方程解的最大模估計(jì)(116)
2.熱傳導(dǎo)方程解的最大模估計(jì)(116)
3.雙曲型方程解的能量估計(jì)(117)
4.拋物型方程解的能量估計(jì)(120)
5.橢圓型方程解的能量估計(jì)(121)
習(xí)題(123)
第五章一階偏微分方程組
1引言
1.一階偏微分方程組的例子(124)
2.一階方程組與高階方程的關(guān)系(126)
習(xí)題(127)
2兩個(gè)自變量的一階線性偏微分方程組的特征理論
1.特征方程.特征線(128)
2.兩個(gè)自變量的一階線性偏微分方程組的分類(lèi)(129)
3.將嚴(yán)格雙曲型方程組化為對(duì)角型(130)
習(xí)題(132)
3兩個(gè)自變量的線性雙曲型方程組的柯西問(wèn)題
1.化為積分方程組(133)
2.柯西問(wèn)題解的存在性與唯一性(134)
3.對(duì)初始條件的連續(xù)依賴性(137)
4.依賴區(qū)間.決定區(qū)域和影響區(qū)域(137)
5.關(guān)于柯西問(wèn)題提法正確性的附注(138)
習(xí)題(139)
4兩個(gè)自變量的線性雙曲型方程組的其他定解問(wèn)題
1.廣義柯西問(wèn)題(140)
2.古爾沙(Goursat)問(wèn)題(140)
3.一般角狀區(qū)域上的邊值問(wèn)題(141)
習(xí)題(142)
5冪級(jí)數(shù)解法.柯西-柯瓦列夫斯卡婭(Cauchy-KoBaJIeBcKa)定理
1.冪級(jí)數(shù)解法(143)
2.柯西-柯瓦列夫斯卡婭定理(144)
習(xí)題(148)
第六章廣義解與廣義函數(shù)解
1廣義解
1.研究廣義解的必要性(149)
2.強(qiáng)解(149)
3.弱解(151)
習(xí)題(152)
2廣義函數(shù)的概念
1.廣義函數(shù)的物理背景(152)
2.廣義函數(shù)的數(shù)學(xué)概念(153)
3.基本函數(shù)空間(154)
4.'(Rn),'(Rn),'(Rn)廣義函數(shù)(156)
習(xí)題(157)
3廣義函數(shù)的性質(zhì)與運(yùn)算
1.廣義函數(shù)的極限(158)
2.廣義函數(shù)的導(dǎo)數(shù)(159)
3.廣義函數(shù)的乘子(159)
4.廣義函數(shù)的卷積(160)
習(xí)題(161)
4廣義函數(shù)的傅里葉變換
1.(Rn)上的傅里葉變換(162)
2.'(Rn)上的傅里葉變換(163)
習(xí)題(165)
5基本解
1.柯西問(wèn)題的基本解(165)
2.調(diào)和方程的基本解(168)
3.其他類(lèi)型的基本解(169)
習(xí)題(170)
第七章偏微分方程的數(shù)值解
1調(diào)和方程狄利克雷問(wèn)題的數(shù)值解
1.有限差分法(171)
2.元體平衡法(173)
3.有限元素法(里茨(Ritz)法)(176)
4.有限元素法(伽遼金(aJIepKHH)法)(178)
習(xí)題(180)
2熱傳導(dǎo)方程的差分法
1.一維熱傳導(dǎo)方程的顯式差分格式(180)
2.差分格式的收斂性和穩(wěn)定性(182)
3.隱式格式及其穩(wěn)定性(184)習(xí)題(185)
3波動(dòng)方程的差分法
1.波動(dòng)方程初邊值問(wèn)題的差分格式(185)
2.C-F-L條件(Courant-Friedrichs-Lewy條件)(186)
習(xí)題(188)
附錄I傅里葉級(jí)數(shù)系數(shù)的估計(jì)
附錄II張緊薄膜的張力為常值的證明
附錄III特殊函數(shù)