大学物理（上下册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高教分社

作者:王纪龙 编

出品人:

页数:807

译者:

出版时间:2002-2

价格:57.00元

装帧:

isbn号码:9787030110541

丛书系列:

图书标签:

• 大学物理
• 物理学
• 高等教育
• 理工科
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• 大学教材
• 物理
• 力学
• 电磁学
• 光学

图书简介：现代工程数学基础与应用 本书旨在为理工科学生提供坚实的现代工程数学基础，并侧重于这些理论在实际工程问题中的应用。全书内容涵盖了经典数学理论的现代演绎，以及与当前工程技术发展前沿紧密相关的数学工具。 --- 第一部分：线性代数与矩阵理论的深度探索 本部分聚焦于线性代数的核心概念，但超越了传统教材的叙述方式，强调从信息科学、数据分析和控制理论的角度来理解矩阵的本质和操作。 第一章：向量空间与线性变换的几何意义 本章首先回顾了基础的向量空间（如 $mathbb{R}^n$），随后引入更抽象的函数空间、多项式空间等，以拓宽读者的数学视野。重点讨论了线性变换在几何上的解释，如旋转、投影和剪切，并用矩阵表示这些操作。我们详细探讨了基、维数、坐标变换的概念，并引入了 Gram-Schmidt 正交化过程，为后续的最小二乘法和傅里叶分析打下坚实基础。特别关注了子空间（零空间、列空间、行空间）之间的关系及其在求解线性方程组中的作用。 第二章：矩阵分解的威力：结构与应用 矩阵分解是现代工程计算的基石。本章系统地介绍了特征值与特征向量的理论，不仅讨论了求法，更侧重于其在系统稳定性分析中的意义。核心内容包括： 对角化与相似变换： 理解系统动态行为的关键。 对称矩阵的谱分解： 在量子力学和振动分析中的应用。 奇异值分解 (SVD)： 作为处理秩亏损系统、数据降维（如主成分分析 PCA 的数学基础）和求解最小二乘问题的终极工具，本节进行了深入的推导与实例演示。 QR 分解与 LU 分解： 在数值稳定性算法中的实际部署。 第三章：内积空间与度量 超越欧几里得空间，本章引入了内积、范数和度量空间的概念。这对于理解信号处理中的误差度量、函数逼近（如傅里叶级数）至关重要。我们探讨了正交性在信号分解中的作用，并详细分析了正交投影定理在优化问题中的应用。 --- 第二部分：微积分在动态系统与场论中的扩展 本部分将单变量和多变量微积分的概念提升至处理连续变化和空间分布问题的层面，是理解物理场和连续介质力学的数学框架。 第四章：多元函数的极值、梯度与泰勒展开的几何解释 本章着重于多变量函数的分析。我们详细阐述了梯度、散度和旋度的向量微积分定义，并强调了它们在物理场（如热流、电磁场）中的直接物理解释。泰勒定理被推广到多元形式，并结合 Hessian 矩阵分析高维空间中的极值点和鞍点。本章还包含了拉格朗日乘数法，作为带约束优化问题的标准解法，并在电路分析和结构平衡问题中进行了应用实例展示。 第五章：线积分、面积分与矢量微积分定理 矢量微积分是连接几何、物理和工程分析的核心桥梁。本章系统讲解了线积分和面积分的计算方法，并着重阐述了三大基本定理： 格林公式： 在平面问题中连接线积分与面积分的桥梁。 斯托克斯公式： 阐述了通量与旋度（环流）之间的深刻关系，对流体力学中的涡旋运动至关重要。 高斯散度定理： 建立了场量（如电场、流速）在闭合曲面上的总“源”与该区域内部发散度积分之间的关系，是流体力学、热传导和电磁学（麦克斯韦方程组的积分形式）的基础。 第六章：参数曲面与曲面积分的几何意义 本章将二维曲面和三维曲面置于参数化表示下进行考察。通过计算曲面的第一、第二基本形式，读者可以理解曲面的内在几何性质（如曲率）。面积分被赋予了实际物理意义，例如计算通过某一曲面的电通量或流体质量流量。 --- 第三部分：常微分方程与偏微分方程的建模 本部分是连接数学模型与实际工程动态过程的关键。重点在于对方程的求解、定性分析以及数值方法的理解。 第七章：常微分方程的定性分析与稳定性 除了标准的求解方法（如积分因子法、级数解法），本章更侧重于非线性系统的分析。我们详细介绍了相平面分析法，特别是对于二阶自治系统（如范德堡振子、洛特卡-沃尔泰拉模型），我们探讨了极限环、鞍点、结点和焦点等相图特征。李雅普诺夫稳定性理论被引入，为分析复杂控制系统和机械振动系统的长期行为提供了严谨的数学工具。 第八章：经典偏微分方程的求解与物理背景 本章聚焦于三大经典线性偏微分方程（PDEs）： 拉普拉斯方程 ($ abla^2 u = 0$): 稳态问题（如静电势分布、稳态热传导）的数学描述，并使用分离变量法求解矩形和圆形区域上的 Dirichlet 和 Neumann 边值问题。 热传导方程 ($frac{partial u}{partial t} = alpha abla^2 u$): 描述扩散过程，重点讨论了傅里叶级数在求解初边值问题中的应用。 波动方程 ($frac{partial^2 u}{partial t^2} = c^2 abla^2 u$): 描述振动和波的传播，分析了驻波模式和特征频率。 第九章：傅里叶级数、积分与变换在工程中的作用 本章将傅里叶分析提升到工具层面。傅里叶级数被用于分解周期信号和求解周期性边值问题；傅里叶积分则用于分析非周期信号。重点在于傅里叶变换及其逆变换，它们是信号处理、图像压缩和频谱分析的数学基础。本章还介绍了傅里叶变换如何简化偏微分方程的求解过程（通过将微分运算转化为代数运算）。 --- 第四部分：概率论与随机过程在不确定性分析中的应用 面对现实世界中固有的不确定性，本部分提供了量化和管理风险的数学框架。 第十章：概率论基础与随机变量的矩 本章涵盖了概率的基本公理、条件概率和贝叶斯定理。重点在于随机变量的描述，包括概率密度函数 (PDF) 和累积分布函数 (CDF)。详细分析了常见的连续（正态、指数、伽马）和离散（二项、泊松）分布，并计算了期望、方差、矩和矩母函数，它们是理解随机系统特性的关键量。 第十一章：大数定律、中心极限定理与统计推断 本章阐述了概率论的宏观结论。大数定律保证了样本均值依概率收敛于真实期望，中心极限定理（CLT）解释了为何正态分布在自然界中如此普遍，并为统计检验提供了理论依据。本节还初步介绍了统计推断的概念，包括点估计和区间估计。 第十二章：随机过程导论 本章将随机性从单个时间点推广到随时间变化的序列。我们介绍了随机过程的基本概念，包括平稳性、独立增量过程。重点分析了两个重要的随机过程模型： 马尔可夫链 (Markov Chains)： 用于建模状态随时间演化的系统，如可靠性分析和状态转移。 泊松过程 (Poisson Processes)： 用于描述随机事件的发生（如网络数据包到达、设备故障），在排队论和可靠性工程中具有广泛应用。 --- 本书特色： 全书在每一章节末尾都设有“工程应用案例分析”模块，这些案例均取自控制工程、材料科学、电子信息和结构力学等前沿领域，旨在确保读者能够将抽象的数学概念与具体的工程实践紧密结合。强调模型构建、数学求解与结果的物理意义诠释三位一体的学习路径。

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我必须坦白，这本书对我来说，更像是一本“武功秘籍”而非轻松读物。我拿到它的时候，正赶上一个需要快速提升自己对热力学和统计力学理解的阶段。这本书的叙述风格，怎么说呢，非常“硬核”。它很少使用那些花里胡哨的比喻或者生活化的例子来让你快速进入状态，它更倾向于直接抛出核心的数学模型，然后要求你顺着逻辑链条自己去“挖掘”出物理图像。这种学习过程是痛苦的，就像在黑暗的洞穴中摸索前进，但一旦找到了一丝光亮，那种豁然开朗的成就感，是其他任何学科都无法比拟的。我记得在处理波动的章节时，作者对傅里叶分析的引入，那种层层递进，将复杂的周期性现象分解为简单正弦波叠加的优雅，简直令人拍案叫绝。它不是简单地告诉你“这样计算”，而是让你深刻理解“为什么必须这样计算”。书中的插图虽然不算精美绝伦，但功能性极强，每一个示意图都是为了服务于理论的推导，清晰、准确，没有任何多余的装饰。对于那些想要真正深入研究物理学，打算未来走科研道路的学生来说，这本书无疑是打下坚实基础的绝佳教材，但对于只想应付期末考试的同学，可能需要辅以大量的其他辅助材料，否则很容易在理论的汪洋中迷失方向。

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初次翻阅这套书时，最大的感受是内容体量的庞大和知识密度的惊人。它几乎涵盖了经典物理学的每一个主要分支，而且在每一个分支的讲解上都做到了面面俱到，仿佛一本“物理学百科全书”被浓缩进了上下两册之中。我尤其欣赏它在处理电磁场部分时的逻辑连贯性。从麦克斯韦方程组的建立，到场的概念的深入探讨，再到其在各个复杂边界条件下的应用，作者始终保持着一种高屋建瓴的视角。然而，也正是这种全面性，造成了它在不同章节间的衔接上，有时会显得略微跳跃。比如，从相对论的基础介绍突然转到量子化的初步概念时，中间的过渡显得有些仓促，需要读者自身具备较强的知识迁移能力来填补那些“隐形”的逻辑桥梁。我常常需要查阅其他更专业的书籍来佐证和深化对某些概念的理解，比如量子力学那几个小节，虽然点到了，但对于完全的新手来说，深度可能不够。但话又说回来，作为一本大学基础教材，它成功地搭建了一个宏观的知识骨架，让你清楚地知道物理学的版图究竟有多大，哪些地方是高峰，哪些地方是平原。它更多的是一个“导航图”，而不是“详细的旅游攻略”。

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这本书给我带来的最直观体验就是“思维的重塑”。在学习动量守恒和角动量守恒时，尤其是当涉及到刚体运动的复杂场景时，我发现自己过去那种基于牛顿第二定律的简单直觉完全不够用了。作者通过深入剖析质心坐标系和惯性系之间的变换，展示了守恒定律在更深层次上的普适性。这种从具体问题抽象到普适定律的过程，是这套教材的精髓所在。很多章节，你会发现它花了大量的篇幅去讨论“对称性”在物理定律中的作用，这已经超越了单纯的计算层面，开始触及物理学的哲学思辨。这种对对称性原理的强调，使得我对后续学习群论和更抽象的物理理论有了更直观的预感。当然，这种深入的探讨也意味着，如果你只是在期末前几周突击，这本书的价值可能只能发挥出两三成。它要求的是一种持续的、沉浸式的学习，让那些看似枯燥的数学表达，最终内化为你对自然界运作机制的直觉把握。读完它，你不会觉得自己学会了多少公式，但你会觉得自己看世界的角度变了，变得更加锐利和精确。

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相较于一些强调直觉和图像化的教材，这套《大学物理》更像是一部“数学语言的宣言”。它的文字风格极为克制和精确，几乎每一个词语的选择都是经过深思熟虑的，以避免任何歧义。在处理光学部分时，这种特点尤为突出。当我们讨论波动光学中的干涉和衍射现象时，作者并没有过多地停留于对光的波动性的“感性描述”，而是直接聚焦于惠更斯-菲涅耳原理及其数学表达。那些关于相干性、光程差的讨论，完全建立在严密的几何光学和矢量分析的基础之上。我个人认为，这对于培养未来工程师或理论研究人员的严谨性至关重要，因为它教会你如何用最简洁、最无懈可击的逻辑来描述复杂的物理现象。不过，这种绝对的理性也带来了一个小小的副作用：对于初学者而言，有时会觉得缺乏“人情味”。在某些经典实验（比如密立根油滴实验）的介绍中，侧重点更多是放在如何从实验数据中提取物理常数，而不是实验设计背后的巧妙构思。总而言之，这是一部工具性极强，侧重于理论推导和数学严谨性的经典之作，是通往更深层次物理学殿堂的必经之路，但学习过程中需要极强的自律和对数学的耐心。

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这本书，老实说，从我拿到它开始，就感觉它是一股扑面而来的学术洪流。封面设计沉稳大气，那种传统教材特有的厚重感，让人一翻开就晓得了，这不是那种轻松读物，而是得下一番苦功夫才能啃下来的硬骨头。我当时刚从高中跨入大学的门槛，对“物理”这个词还带着一种敬畏和一丝丝的恐惧，毕竟高中物理的那些力学和电磁学基础，对我来说已经算是极限了。然而，这套书的开篇，那种对基础概念的穷尽式阐述，简直就像一位极其严谨的老教授，不放过任何一个细节，也不允许任何一个模糊地带存在。特别是涉及到微积分的应用时，那种步步为营的推导过程，一开始确实让人头疼，仿佛每走一步都要重新证明一遍世界运行的法则。我记得为了搞懂某一个复杂的电路分析题，我愣是在书桌前坐了整整一个下午，反复对照着图示和文字描述，试图在脑海中构建起那个看不见的电场和磁场的网络。这本书的严谨性是毋庸置疑的，它强迫你用一种全新的、数学化的思维去观察和理解自然界，而不是停留在那种模糊的“感觉”层面。它提供的例题和习题的深度也相当可观，很多题目本身就蕴含着深刻的物理思想，不仅仅是计算技巧的考验，更是对理论理解力的终极试炼场。这本书的价值，不在于让你轻松通过考试，而在于它在潜移默化中，重塑了你对物理世界的认知框架。

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2020.08土木工啊，永久封存

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