积分方程

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出版者:科学出版社
作者:李星
出品人:
页数:348
译者:
出版时间:2008-10
价格:58.00元
装帧:
isbn号码:9787030230713
丛书系列:大学数学科学丛书
图书标签:
  • 数学
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具体描述

《积分方程》对积分方程与代数方程、常微分方程、偏微分方程以及解析函数边值问题的联系作了清晰的介绍,以通俗易懂的写作方式详细介绍了各种第一类、第二类Fredholm型、Volterra型线性积分方程和Cauchy核(非周期核)及Hilbert核( 单周期核)奇异积分方程的实用解法,尤其是以数值算例等详尽说明了数值解法的过程,也介绍了第三类积分方程的解法;介绍了积分方程组、积分微分方程和对偶积分方程以及非线性积分方程的常用有效的解法;特别地,双周期核和双准周期核——Weierstrass核奇异积分方程的类型以及对偶积分方程的数值解法、超奇异积分方程和超奇异积分微分方程的简明解析解法等是全新的内容。

积分方程:跨越数学与应用的桥梁 《积分方程》是一本深入探讨积分方程理论及其广泛应用的专著。本书旨在为读者提供一个全面而系统的学习框架,无论您是数学专业的学生、研究人员,还是对物理、工程、金融等领域感兴趣的从业者,都能从中获益。 内容概述: 本书从积分方程的基本概念出发,逐步深入到各种类型积分方程的解法和理论分析。我们首先会介绍积分方程的历史渊源和其在数学发展中的重要地位,强调它作为微分方程的有力补充和替代方法。随后,我们将详细阐述两类主要的积分方程: 第一类积分方程: 重点关注其核心特征,即未知函数出现在积分符号的内部,且积分号之外没有未知函数的显式项。我们将从Fredholm积分方程和Volterra积分方程两个基本类型入手,详细介绍它们的定义、性质和初步的解法思路。 第二类积分方程: 深入分析未知函数同时出现在积分符号内部和外部的情况。我们将详细介绍第二类Fredholm和Volterra积分方程的结构,并着重讲解求解它们的经典方法,例如迭代法(Neumann级数)、核函数的展开、Green函数法等。 核心章节亮点: Fredholm积分方程: 本章将聚焦于Fredholm积分方程,包括第一类和第二类。我们将详细讲解核函数的性质,例如可分离核、对称核、正则核等,以及这些性质如何影响方程的解的存在性和唯一性。对于第二类Fredholm积分方程,我们将深入探讨其与线性代数中矩阵方程的联系,以及使用谱理论(如特征值和特征函数)来求解的方法。此外,还将介绍一些数值方法,如离散化方法、Collocation方法、Galerkin方法等,这些方法在实际应用中至关重要。 Volterra积分方程: 本章将专注于Volterra积分方程,同样区分第一类和第二类。我们将重点介绍Volterra积分方程的迭代解法,并探讨其与微分方程初值问题的内在联系。对于一些特殊类型的Volterra积分方程,例如具有可分离核的方程,将提供更简便的解析解法。同时,也会涉及其在数值计算中的应用,例如Runge-Kutta方法和线性多步法在求解Volterra积分方程中的运用。 奇异积分方程: 本书还将专门开辟章节,系统介绍奇异积分方程。这类方程的特点是核函数在积分区域内存在奇点,这使得其求解比非奇异积分方程更为复杂。我们将探讨Cauchty型奇异积分方程的求解方法,包括Khintchine-Mellin变换、复变函数方法以及涉及指数积分和对数积分的特例。这些方法在航空航天、弹性力学等领域有着广泛的应用。 积分方程的分析与理论: 除了各种解法,本书还将深入探讨积分方程的理论基础。我们将讨论解的存在性、唯一性、连续依赖性等重要性质,并引入一些高级数学工具,如泛函分析、算子理论等,来更严谨地证明积分方程的理论结果。这将帮助读者建立起对积分方程更深刻的理解,并为进一步的研究打下坚实的基础。 应用领域: 《积分方程》不仅是一本纯粹的数学理论著作,更是一座连接数学理论与实际应用的桥梁。本书将通过大量案例分析,展示积分方程在以下领域的强大威力: 物理学: 在量子力学中,薛定谔方程和狄拉克方程可以被转化为积分方程形式,用于描述粒子的波函数。在电动力学中,麦克斯韦方程组可以通过积分方程来求解,特别是在处理边界值问题和散射问题时。在统计物理学中,玻尔兹曼方程的某些形式也属于积分方程的范畴。 工程学: 在弹性力学中,边界积分方程方法(BIE)被广泛用于解决各种应力分析问题,特别是在处理复杂几何形状和材料非均匀性时,BIE显示出其独特的优势。在传热学中,求解热传导方程也常常归结为积分方程。在流体力学中,例如处理粘性流体的边界层方程,也需要积分方程的知识。 信号处理与图像分析: 傅里叶变换、拉普拉斯变换等积分变换在信号处理中扮演着核心角色,它们可以看作是特定形式的积分方程。在图像去噪、边缘检测、图像重构等领域,积分方程的应用也日益广泛。 金融学: 在金融数学中,期权定价模型,如Black-Scholes模型,可以通过偏微分方程的形式推导,而这些偏微分方程又可以通过积分方程来求解。此外,在风险管理和资产定价等领域,也可能涉及积分方程的应用。 其他领域: 概率论、生物学(例如种群动力学模型)、化学反应动力学等,都可能在特定问题的建模和求解过程中遇到积分方程。 本书特色: 循序渐进: 从基础概念到高级理论,结构清晰,逻辑严谨。 例题丰富: 包含大量经典的解析和数值算例,帮助读者理解抽象的数学概念。 理论与实践并重: 既深入探讨数学理论,又展示其在各领域的广泛应用。 语言严谨且易懂: 在保证数学严谨性的同时,力求语言清晰易懂,适合不同背景的读者。 《积分方程》将为读者打开一扇理解和解决复杂科学与工程问题的数学之窗。通过学习本书,您将能够掌握分析和求解各类积分方程的强大工具,并将其灵活应用于您的研究或工作中。

作者简介

李星,1964年生,博士,教授,上海交通大学博士生导师,宁夏大学副校长,中国数学文摘副主编,国家“百千万人才工程”一、二层次人选。曾获德国DAAD-K.C.Worlg奖学金留学柏林自由大学并获博士学位,英国皇家学会皇家奖学金留学巴斯大学,国家留学基金委奖学金留学美国哈佛大学。研究方向:复分析在弹性理论、断裂力学中的应用。目前主要致力于新型复合材料断裂的积分方程方法研究。主持或参与完成4项国家自然科学基金资助项目,发表学术论文90余篇,在德国Srlaker Verlag出版专著一部。曾获国务院政府特殊津贴,“全国五一劳动奖章”,“全国先进工作者”称号,“留学回国人员成就奖”等。

目录信息

《大学数学科学丛书》序
前言
第1章 积分方程分类
1.1 积分方程历史简介
1.2 积分方程的分类
1.2.1 线性积分方程分类
1.2.2 积分方程组的分类
1.2.3 非线性积分方程的分类
1.3 积分方程模型实例
1.3.1 人口预测模型
1.3.2 生物种群生态模型
1.3.3 神经脉冲的传播
1.3.4 烟雾过滤
1.3.5 交通运输
1.3.6 转动轴的小偏转
1.3.7 传输信号的最优形状
1.3.8 Bernoulli的几何问题
1.3.9 带电圆板的对偶积分方程模型
第1章习题
第2章 积分方程与代数方程及微分方程的联系
2.1 线性积分方程与线性代数方程组的联系
2.2 积分方程与微分方程的联系
2.2.1 积分方程与常微分方程的联系
2.2.2 积分方程与偏微分方程的联系
第2章习题
第3章 Fredholm积分方程的常用解法
3.1 有限差分逼近法
3.2 逐次逼近法及解核
3.3 泛函修正平均法
3.4 nedholrn积分方程退化核解
3.5 退化核近似代替法
3.6 待定系数法
3.6.1 配置法
3.6.2 矩量法
3.7 对称核积分方程
3.7.1 对称核及其性质
3.7.2 对称核方程的特征值、特征函数及其性质
3.7.3 对称核积分方程的解法
3.7.4 双对称核,斜对称核
3.8 数值积分法
3.9 第三类Fredholm积分方程
第3章习题
第4章 Volterra积分方程的常用解法
4.1 有限差分逼近法
4.2 逐次逼近法
4.3 转化为常微分方程的初值问题
4.4 第二类Volterra积分方程的数值积分解法
4.5 Volterra积分方程组
4.6 Volterra积分微分方程
4.7 Volterra卷积积分(微分)方程
4.8 无界核Volterra积分方程
第4章习题
第5章 第一类积分方程方程
5.1 第一类Fredholm积分方程
5.1.1 退化核第一类Fredholm积分方程
5.1.2 对称核第一类Fredholm积分方程及特殊函数展开解法
5.1.3 第一类Fredholm方程的逐次逼近法
5.1.4 母函数法
5.1.5 一般第一类Fredholm方程转化第二类Fredholm方程求解法
5.1.6 第一类Fredholm积分方程的直接数值积分解法
5.2 第一类Volterra积分方程
5.2.1 第一类连续核Volterra积分方程
5.2.2 第一类无界核Volterra积分方程
5.2.3 第一类Volterra积分方程的直接数值积分解法
第5章习题
第6章 积分变换法
第7章 对偶积分方程的解法
第8章 积分方程组与积分微分方程的解法
第9章 奇异积分方程
第10章 非线性积分方程
参考文献
附录A Laplace积分变换表
附录B Laplace逆变换表
附录C Fourier余弦变换表
附录D Fourier正弦变换表
附录E Mellin积分变换表
附录F Mellin逆变换表
《大学数学科学丛书》已出版书目
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我一直对那些能够挑战我现有认知边界的书籍情有独钟。当我看到“积分方程”这个书名时,我的好奇心就被瞬间点燃了。它听起来像是通往更深层次数学理解的门户,一个我一直渴望探索但又有些畏惧的领域。我猜想,这本书不会是那种浅尝辄止的科普读物,而是一本需要投入大量时间和精力去钻研的学术著作。它可能会涉及到一些我从未接触过的数学概念和方法,但我也相信,一旦我能够克服最初的障碍,我将获得的将是无与伦比的智力上的满足感。我期待这本书能够循序渐进地引导我,从基础的概念出发,逐步深入到复杂的理论和应用。或许,它会教会我如何分析和解决那些在物理学、工程学甚至经济学等领域中出现的关键问题。我希望这本书能够激发我不断思考和探索的欲望,让我不仅仅是知识的接受者,更能成为知识的创造者。如果它能让我领略到数学的严谨逻辑和无限魅力,并为我打开通往更广阔学术世界的大门,那将是一次无与伦比的阅读体验。

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我对那些能够将理论与实践紧密结合的书籍有着天然的偏爱。“积分方程”这个书名,在我看来,就蕴含着一种将抽象数学概念应用于解决实际问题的强大潜力。我一直认为,数学的价值不仅仅在于其自身的逻辑自洽性,更在于它能够作为一种强大的工具,帮助我们理解和改造世界。因此,我非常期待这本书能够深入探讨积分方程在各个领域的实际应用,比如在描述电磁场、流体动力学、量子力学以及其他复杂系统的数学模型中扮演的角色。我希望能看到书中通过具体的例子和详细的推导,展示积分方程是如何被用来解决那些现实世界中面临的挑战的。如果这本书能够让我明白,那些看似复杂的数学公式背后,究竟隐藏着如何解决实际问题的智慧,那将是我最期待的收获。我希望这本书能够成为我学习和应用数学的得力助手,让我在解决问题的过程中,能够更加自信和高效。

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当我第一次看到“积分方程”这个书名时,我的脑海中立刻浮现出那些描述世界万物相互作用的复杂图景。我一直认为,数学是理解这些复杂相互作用的最有力语言。我猜想,这本书会深入探讨积分方程在描述各种物理现象中的核心作用,例如在电动力学中描述电荷分布产生的电场,在弹性力学中描述材料受力后的形变,或者在量子力学中描述波函数随时间的演化。我希望能够从书中学习到如何将这些复杂的物理问题转化为数学上可以处理的积分方程形式,并理解求解这些方程所揭示的物理意义。我期待这本书能够帮助我建立起一种将物理直觉转化为数学模型的技能,并能够通过积分方程的强大力量来预测和解释复杂的物理现象,从而加深我对物理世界本质的理解。

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对于我而言,一本好的数学书籍应该像一位循循善诱的老师,能够将晦涩的理论以清晰、生动的方式呈现出来。“积分方程”这个名字,就给了我这样的期待。我猜想,这本书会不仅仅罗列公式和定理,更会深入浅出地解释积分方程的产生背景、核心思想以及它们在数学科学中的重要地位。我希望能够在这本书中找到对不同类型积分方程的详细分类和辨析,了解它们各自的特点和适用的问题范畴。或许,书中还会涉及一些求解积分方程的经典方法,比如迭代法、近似法或者特征值展开法,并且会通过具体的计算示例来展示这些方法的应用过程。我期待这本书能够帮助我建立起一套扎实的积分方程知识体系,让我能够自信地运用这些强大的数学工具去解决更广泛的问题。

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我一直以来都对那些能够触及数学最深层次的结构和逻辑的书籍抱有极大的热情。“积分方程”这个书名,对我来说,就仿佛是开启了一扇通往更高级数学殿堂的大门。我猜想,这本书会从数学分析的根基出发,深入探讨积分方程是如何在微积分理论的基础上发展起来的,以及它们在泛函分析、微分几何等数学分支中扮演的关键角色。我期望能够从书中学习到积分方程的严格数学定义、性质以及它们与微分方程之间千丝万缕的联系。或许,书中会包含一些关于积分变换(如拉普拉斯变换、傅里叶变换)的内容,因为它们常常是求解积分方程的有力武器。如果这本书能够让我对积分方程的理论体系有一个更全面、更深刻的认识,从而为我未来更高级的数学研究打下坚实的基础,那我将感到非常欣慰。

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我对那些能够提供全新思考视角和解决问题框架的书籍总是心怀期待。“积分方程”这个书名,在我看来,就是这样一本充满潜力的书籍。我猜想,它会带领我跳出传统的微分方程思维模式,进入一个由积分形式定义的更广阔的数学世界。我希望能够从书中学习到积分方程所特有的思考方式,理解它们是如何通过对累积效应的考量来描述系统的。或许,书中会介绍一些将微分方程转化为等价积分方程的方法,从而为某些难以直接求解的微分方程提供新的解决途径。我也期待能够从书中学习到一些能够处理奇异性或非线性积分方程的现代数值方法,这些方法在处理现实世界中的复杂问题时往往至关重要。如果这本书能够为我打开一扇全新的数学之窗,让我能够以更灵活、更强大的方式来应对各种挑战,那将是一次极具价值的阅读体验。

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这本书的名字听起来就很有深度,像是一个需要细细品味的思想的宝库。我一直对那些能够将抽象概念具象化,并用严谨的数学语言加以阐释的书籍抱有浓厚的兴趣。在我看来,数学不仅仅是一串串冰冷的代码,更是理解世界运行规律的钥匙。而“积分方程”这个词,在我脑海中勾勒出了一幅画面:那是无数曲线的交织,是连续变化的量在特定约束下的律动,是那些无法直接测量却又至关重要的物理过程的数学表达。我期待这本书能够为我揭示隐藏在这些方程背后的深刻洞察,让我能够以全新的视角去审视那些曾经让我感到困惑的自然现象。我猜想,它会是一本需要反复阅读、仔细推敲的书,每一次翻阅都能发现新的含义,每一次演算都能加深对概念的理解。如果它能引领我进入一个全新的数学领域,让我感受到数学之美和力量,那将是对我而言最宝贵的财富。我希望作者的笔触能够如同工匠雕琢玉石一般,将复杂的概念打磨得清晰而富有吸引力,让读者在享受思维的乐趣中,不知不觉地掌握这些强大的工具。

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这本书的名字“积分方程”给我一种严谨、系统且充满挑战的印象。作为一名对数学理论和方法论有着浓厚兴趣的读者,我常常被那些能够深入挖掘某一数学分支核心思想的书籍所吸引。我猜想,这本书或许会带我进入一个由积分方程所构建的精妙世界,在那里,各种变量之间的相互依赖关系将被以一种数学上精确而优雅的方式呈现。我期望能够从书中学习到积分方程的各种类型、性质以及它们之间内在的联系,理解它们是如何从更基本的数学原理中推导出来的。更重要的是,我希望它能够为我提供一套系统性的方法论,教我如何分析一个问题,并判断它是否能够被积分方程所描述和解决,以及如何选择合适的积分方程模型和求解方法。如果这本书能够帮助我建立起对积分方程的整体认知框架,并培养我独立解决复杂问题的能力,那将是极其宝贵的。

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我一直对那些能够引导我深入理解数学“为什么”的书籍充满渴望。“积分方程”这个书名,对我而言,不仅仅是一个数学概念的代称,更是一个关于探索未知、解析复杂性的象征。我猜想,这本书不会仅仅停留在方程本身的描述上,而会深入探讨积分方程的理论基础,例如它们是如何在微积分的框架下被构建和发展的,以及它们在数学分析中的地位和作用。我希望能够通过这本书,理解积分方程背后的思想逻辑,它们是如何捕捉和描述那些连续变化的、相互关联的系统。或许,书中会包含一些经典的积分方程,比如沃尔泰拉积分方程或弗雷德霍姆积分方程,并详细阐述它们的数学特性以及在不同数学分支中的应用。如果这本书能够帮助我建立起对积分方程的深刻理解,让我能够从更本质的层面去认识它们,那么我将感到非常满足。

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当我看到“积分方程”这个书名时,我立刻联想到了那些能够勾勒出动态世界运行轨迹的数学工具。我一直对那些能够将瞬息万变的现象捕捉并加以分析的书籍着迷。我猜想,这本书或许会带领我领略积分方程在描述和解决那些涉及连续积累或反馈机制的问题中的核心作用。例如,在物理学中,描述一个粒子在电场中的运动轨迹,或者在生物学中,描述一个种群数量随时间的变化规律,这些都可能与积分方程有着密切的联系。我期望从书中学习到如何将实际问题的描述转化为积分方程的形式,以及如何通过求解这些方程来预测或理解系统的行为。我希望这本书能够教会我如何从数据的海洋中提炼出支配系统运行的数学规律,并运用积分方程的语言来表达这些规律,最终达到对复杂系统进行深刻洞察的目的。

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