數(shù)學(xué)物理方法 第3版 黃志祥 柯導(dǎo)明
定 價:65 元
- 作者:黃志祥 柯導(dǎo)明
- 出版時間:2024/10/1
- ISBN:9787111766612
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:O411.1
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本教材曾獲評普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,主要內(nèi)容包含復(fù)變函數(shù)引論、傅里葉變換、拉普拉斯變換、用分離變量法求解偏微分方程、二階線性常微分方程的級數(shù)解法和廣義傅里葉級數(shù)、柱面坐標(biāo)中的偏微分方程解法、球面坐標(biāo)中的偏微分方程解法、無界區(qū)域的定解問題、格林函數(shù)法求解數(shù)理方程.
本教材以電子信息類、應(yīng)用物理等理工科學(xué)生為主要讀者對象,適合作為電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、通信工程等專業(yè),及應(yīng)用物理偏電類專業(yè)等數(shù)學(xué)物理方法課程的教材.
本書遵循教指委相關(guān)指導(dǎo)文件和高等院校學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律編寫而成。踐行四新理念,融入思政元素,注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。
在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,不但要求學(xué)生的知識面要寬,而且對掌握知識的深度也提出了更高的要求.例如,電子科學(xué)技術(shù)中有大量的小尺寸器件,要了解它們的特性,就需要解二維甚至三維的偏微分方程;對電子工程中的射頻電路和高速電路設(shè)計中的各種形狀的傳輸線、微帶線和微波器件進(jìn)行定量分析,至少要解二維偏微分方程.因此,電類學(xué)生掌握數(shù)學(xué)物理方法有利于學(xué)習(xí)和工作.
另一方面,傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)物理方法內(nèi)容以介紹力學(xué)為主,對于電學(xué)問題的處理基本上局限于對電動力學(xué)的基本方程處理,與器件和電路結(jié)合較少.同時,教材選用的內(nèi)容范圍過寬,這樣做的優(yōu)點(diǎn)是使學(xué)生了解了所有的相關(guān)內(nèi)容,缺點(diǎn)是內(nèi)容深度不夠.這些情況導(dǎo)致一般的數(shù)理方法教材與電類學(xué)生所學(xué)的專業(yè)內(nèi)容不匹配,學(xué)生無法在專業(yè)知識中運(yùn)用數(shù)學(xué)物理方法.
編者是專業(yè)課教師,兼任數(shù)學(xué)物理方法課程的教學(xué),到目前為止,編者的主要工作仍然是專業(yè)課的教學(xué).也正因?yàn)槿绱,編者深感?shù)學(xué)物理方法課程改革的必要性,并希望把這種想法貫穿到教材中去,為此,編寫了這本適合工科學(xué)生使用的教材.本教材有以下特點(diǎn):
1.主要內(nèi)容包含了復(fù)變函數(shù)引論、傅里葉變換、拉普拉斯變換、數(shù)學(xué)物理方程的分離變量法、積分變換法、特征線法、格林函數(shù)法,引用了數(shù)學(xué)物理當(dāng)中的漸進(jìn)方法.考慮到有的專業(yè)已不再選學(xué)復(fù)變函數(shù),從第2章起的內(nèi)容刪除了與復(fù)變函數(shù)結(jié)合得過于緊密的內(nèi)容,課時少的專業(yè)只要刪除少量例題即可直接從傅里葉變換開始教學(xué),對數(shù)學(xué)物理方法內(nèi)容的掌握沒有任何影響.
2.電子科學(xué)、電子工程和通信工程專業(yè)的學(xué)生在后續(xù)課程學(xué)習(xí)中要接觸到大量的特殊函數(shù)與電磁波理論,因此,本教材以60%以上的篇幅講述了貝塞爾函數(shù)與勒讓德函數(shù)的性質(zhì)及其應(yīng)用、波動方程的解法以及廣義傅里葉級數(shù),并以單獨(dú)的一章列出了二階線性常微分方程的級數(shù)解法,讓讀者熟悉與其他特殊函數(shù)相關(guān)的微分方程的解法.本教材的內(nèi)容都是電類學(xué)生在后續(xù)課程學(xué)習(xí)和實(shí)際工作中遇到的數(shù)學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn).
3.由于學(xué)時數(shù)的減少,教師在課堂上不能大量地講解推導(dǎo)過程和例題,本教材非常詳細(xì)地推導(dǎo)了相關(guān)的核心定理,每個定理都給出了足夠的例題以深化學(xué)生對定理的認(rèn)識,便于學(xué)生在課后自學(xué).同時,盡量解釋了偏微分程應(yīng)用的物理背景.由于此特點(diǎn),本教材尤為適用于普通本科院校學(xué)生以及教學(xué)課時較少的重點(diǎn)院校的學(xué)生.
4.本教材還給出了編者在科研和實(shí)際工作中所遇到的一些數(shù)學(xué)物理方程,以及處理方法.通過對這些內(nèi)容的學(xué)習(xí),讀者可以快速掌握在實(shí)際工作中數(shù)學(xué)物理方法的運(yùn)用.
數(shù)學(xué)物理方法第3版5.為了配合教材使用,制作了課件.
由于以上嘗試和創(chuàng)新,本教材被評為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材.
編者均為教材的實(shí)際使用者和授課教師,所授課程曾獲批國家一流本科課程.黃志祥、柯導(dǎo)明共同確定教材內(nèi)容框架并統(tǒng)籌指導(dǎo)教材編寫工作,任信鋼、章權(quán)兵、謝國大、任愛娣、張玉賢、張華永參與教材編寫并修訂教材內(nèi)容.
在本書的編寫過程中,多位專家學(xué)者提出了寶貴的修改意見,在此一并表示衷心的感謝.
由于編者水平和經(jīng)驗(yàn)的限制,書中難免有欠妥之處, 懇請讀者批評指正.
本書為正版用戶提供教材配套的教學(xué)大綱、PPT、重難點(diǎn)講解視頻、測試題及答案等相關(guān)教學(xué)資源,請掃描封底的二維碼進(jìn)行獲取.
高等院校教師
目錄
前言
第1章復(fù)變函數(shù)引論
1.1復(fù)數(shù)與復(fù)變函數(shù)
1.1.1復(fù)數(shù)表示法
1.1.2復(fù)數(shù)的運(yùn)算規(guī)則
1.1.3復(fù)變函數(shù)的概念
1.1.4復(fù)多項式與復(fù)變函數(shù)的冪級數(shù)
1.2初等復(fù)變函數(shù)與反函數(shù)
1.2.1初等復(fù)變函數(shù)的定義
1.2.2指數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)與雙曲函數(shù)
1.2.3反函數(shù)
1.3復(fù)變函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與解析函數(shù)
1.3.1復(fù)變函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與解析函數(shù)的定義
1.3.2柯西-黎曼方程
1.3.3多值函數(shù)的解析延拓
1.4復(fù)變函數(shù)的積分
1.4.1復(fù)變函數(shù)積分的概念和計算
1.4.2柯西-古薩定理
1.4.3復(fù)變函數(shù)的原函數(shù)與積分
1.5解析函數(shù)的高階導(dǎo)數(shù)和泰勒級數(shù)
1.5.1解析函數(shù)的高階導(dǎo)數(shù)
1.5.2泰勒級數(shù)
1.6羅朗級數(shù)與留數(shù)
1.6.1羅朗級數(shù)
1.6.2留數(shù)和圍道積分
1.6.3留數(shù)的簡便求法
1.7留數(shù)在定積分計算中的應(yīng)用
1.7.1∫2π0f(cosθ,sinθ)dθ型積分
1.7.2∫+∞-∞f(x)dx型積分
1.7.3 ∫+∞-∞f(x)ejmxdx(m>0)型積分
1.7.4∫+∞-∞f(x)dx型積分,且f(x)在實(shí)軸上有一階極點(diǎn)的積分
1.7.5∫+∞-∞f(x)ejmxdx(m>0)型積分,且f(x)在實(shí)軸上有一階極點(diǎn)的積分
習(xí)題1
第2章傅里葉變換
2.1函數(shù)空間及函數(shù)展開
2.1.1函數(shù)的內(nèi)積
2.1.2平方可積函數(shù)空間與函數(shù)展開
2.2傅里葉積分與傅里葉變換
2.2.1一維傅里葉變換定理
2.2.2多維傅里葉變換
2.3階躍函數(shù)與δ函數(shù)的傅里葉變換
2.3.1 階躍函數(shù)及廣義傅里葉變換
2.3.2廣義函數(shù)及δ(x)函數(shù)
2.3.3δ(x)函數(shù)的性質(zhì)
2.4傅里葉變換的性質(zhì)
2.5函數(shù)的卷積與傅里葉變換的卷積定理
2.5.1函數(shù)的卷積
2.5.2傅里葉變換的卷積定理
2.6復(fù)值函數(shù)的傅里葉變換
習(xí)題2
目錄第3章拉普拉斯變換
3.1拉普拉斯變換的基本原理
3.1.1拉普拉斯變換的概念
3.1.2周期脈沖函數(shù)拉普拉斯變換的計算方法
3.2拉氏變換的性質(zhì)
3.3拉氏變換的卷積定理
3.3.1卷積的意義和它的運(yùn)算規(guī)則
3.3.2卷積定理
3.4拉氏逆變換及其應(yīng)用
3.4.1拉氏逆變換的反演積分原理
3.4.2用拉氏逆變換解常微分方程
習(xí)題3
第4章用分離變量法求解偏微分方程
4.1數(shù)學(xué)物理方程的導(dǎo)出
4.2定解問題的基本概念
4.2.1泛定方程的基本概念
4.2.2定解條件
4.2.3線性偏微分方程解的疊加定理
4.3直角坐標(biāo)系下的分離變量法
4.3.1一維齊次定解問題的分離變量法
4.3.2 高維齊次定解問題的分離變量法
4.4直角坐標(biāo)系下的第三類邊值問題與廣義傅里葉級數(shù)
4.4.1直角坐標(biāo)系下的第三類邊值問題的求解
4.4.2廣義傅里葉級數(shù)
4.5拉普拉斯方程的定解問題
4.5.1平面直角坐標(biāo)系中的狄利克萊問題
4.5.2直角坐標(biāo)系中拉普拉斯方程的混合定解問題
4.5.3圓域內(nèi)的狄利克萊問題
4.6特征函數(shù)展開法解齊次邊界條件的定解問題
4.6.1齊次邊界條件發(fā)展方程初值問題的解法
4.6.2非齊次邊界條件邊值問題的解法
4.7非齊次邊界條件的處理
習(xí)題4
第5章二階線性常微分方程的級數(shù)解法和廣義傅里葉級數(shù)
5.1貝塞爾方程與勒讓德方程
5.1.1貝塞爾方程的導(dǎo)出
5.1.2勒讓德方程的引入
5.2二階線性常微分方程的冪級數(shù)解法
5.2.1二階線性常微分方程的奇點(diǎn)與常點(diǎn)
5.2.2二階線性常微分方程的冪級數(shù)解
5.3二階線性常微分方程的廣義冪級數(shù)解法
5.3.1弗羅貝尼烏斯解法理論
5.3.2弗羅貝尼烏斯級數(shù)解法
5.4常微分方程的邊值問題
5.4.1常微分方程邊值問題的提出
5.4.2SL問題的定理
5.4.3廣義傅里葉級數(shù)的進(jìn)一步討論
習(xí)題5
第6章柱面坐標(biāo)中的偏微分方程解法
6.1貝塞爾方程的解與貝塞爾函數(shù)
6.1.1第一類和第二類貝塞爾函數(shù)
6.1.2整數(shù)階諾依曼函數(shù)
6.2貝塞爾函數(shù)的遞推公式
6.3貝塞爾函數(shù)的性質(zhì)
6.3.1貝塞爾函數(shù)的漸近式
6.3.2貝塞爾函數(shù)與諾依曼函數(shù)的性質(zhì)
6.3.3貝塞爾函數(shù)的生成函數(shù)與積分表示
6.4傅里葉-貝塞爾級數(shù)
6.4.1傅里葉-貝塞爾級數(shù)展開式
6.4.2貝塞爾函數(shù)的模
6.5柱坐標(biāo)下的邊值問題
6.5.1柱對稱的邊值問題
6.5.2二重傅里葉-貝塞爾級數(shù)的邊值問題
6.6虛宗量貝塞爾函數(shù)
6.6.1修正的貝塞爾函數(shù)
6.6.2修正的貝塞爾函數(shù)邊值問題
6.7其他類型的貝塞爾函數(shù)
6.7.1第三類貝塞爾函數(shù)與柱函數(shù)
6.7.2開爾芬函數(shù)
6.7.3球貝塞爾函數(shù)
習(xí)題6
第7章球面坐標(biāo)中的偏微分方程解法
7.1勒讓德方程與勒讓德多項式
7.1.1勒讓德方程的求解
7.1.2勒讓德多項式
7.2勒讓德函數(shù)的性質(zhì)及遞推公式
7.2.1羅德利克公式
7.2.2勒讓德函數(shù)的性質(zhì)
7.2.3勒讓德多項式的遞推公式
7.3傅里葉—勒讓德級數(shù)
7.4勒讓德多項式的邊值問題
7.5連帶勒讓德多項式及應(yīng)用
7.5.1連帶勒讓德多項式
7.5.2球諧函數(shù)
習(xí)題7
第8章無界區(qū)域的定解問題
8.1二階偏微分方程分類及其在數(shù)理方法中的應(yīng)用
8.1.1二階兩變量線性偏微分方程的分類
8.1.2二階多變量線性偏微分方程的分類
8.1.3偏微分方程分類在數(shù)理方法中的應(yīng)用
8.2用行波法求解定解問題
8.2.1用行波法求解柯西問題
8.2.2用行波法求解有界區(qū)域齊次波動方程
8.3用齊次化原理求解非齊次方程
8.3.1無界區(qū)域非齊次弦振動方程的齊次化原理
8.3.2有界區(qū)域定解問題的齊次化解法
8.4齊次高維波動方程的柯西問題
8.4.1球?qū)ΨQ柯西問題的求解
8.4.2三維波動方程的泊松公式
8.4.3降維法求柯西問題
8.5非齊次高維波動方程的求解
8.6用積分變換法求解偏微分方程
8.6.1用傅里葉變換求定解問題
8.6.2半無限區(qū)域上的定解問題
8.6.3用拉氏變換求解偏微分方程
習(xí)題8
第9章格林函數(shù)法求解數(shù)理方程
9.1格林公式及其在數(shù)理方程中的應(yīng)用
9.1.1格林公式
9.1.2泊松方程的積分表達(dá)式
9.2格林函數(shù)與場位方程的解
9.2.1有界空間格林函數(shù)的定解問題與泊松方程的解
9.2.2無界空間格林函數(shù)與泊松方程的解
9.3格林函數(shù)法解定解問題
9.3.1用電象法求格林函數(shù)
9.3.2用正交函數(shù)展開法求格林函數(shù)
習(xí)題9
附錄
附錄A傅氏變換簡表
附錄B拉氏變換簡表
部分習(xí)題參考答案
參考文獻(xiàn)