非线性泛函分析

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出版者:甘肃人民出版社
作者:陈文原
出品人:
页数:381
译者:
出版时间:1982
价格:1.62
装帧:21cm
isbn号码:9780703114808
丛书系列:
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具体描述

好的,这是一本关于经典力学的图书简介,内容详实,侧重于理论构建和实际应用。 --- 图书名称:经典力学导论:从牛顿定律到拉格朗日-哈密顿体系 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的经典力学框架,涵盖了从牛顿运动定律的宏观描述到分析力学(拉格朗日和哈密顿体系)的精妙数学构建。我们相信,对经典力学的深刻理解是通往更高级物理学领域(如量子力学、广义相对论以及复杂系统动力学)的基石。本书的叙述风格力求严谨而不失清晰,注重物理图像的建立与数学工具的有机结合。 第一部分:牛顿力学的再审视与运动的描述 本部分将从牛顿三大定律出发,建立起宏观世界中物体运动的基本模型。我们不仅回顾了惯性系和非惯性系中的运动学与动力学,更着重探讨了约束力的处理方法,特别是使用虚功原理和达朗贝尔原理来简化复杂系统的分析。 运动的描述与参考系: 详细分析了笛卡尔坐标系下的运动方程,随后引入了柱坐标、球坐标系,并对不同坐标系下加速度的表达形式进行了详尽的推导,使读者理解坐标选择对问题求解效率的影响。 保守力场与势能: 深入探讨了保守力场的特性,如路径无关性与保守力场的旋度为零的关系。势能的概念被引入,用以描述力场对物体做功的能力,并阐述了势能函数在确定系统平衡态中的核心作用。 动量、角动量及其守恒定律: 对动量和角动量的严格定义及其守恒条件进行了深入剖析。特别是对角动量在非笛卡尔坐标系下的表达和旋转动力学中的应用进行了细致的讲解,包括对刚体绕定点的转动分析。 第二部分:分析力学的基石:变分原理与广义坐标 分析力学是经典力学从“解方程”到“寻找原理”的范式转变。本部分的核心在于引入变分法和广义坐标,从而摆脱对特定坐标系的依赖。 变分原理与最小作用量: 详细介绍了欧拉-拉格朗日方程的推导过程,从费马原理到最小作用量原理(Hamilton's Principle)。我们强调,最小作用量原理是连接动力学和热力学的桥梁,具有深刻的物理意义。 拉格朗日力学: 构建了拉格朗日量 $L = T - V$ 的框架。重点讨论了如何选择一组合适的广义坐标来处理复杂的几何约束。随后,本书将处理含有约束力做功、势场不显式依赖时间以及广义动量等经典问题,并展示拉格朗日力学在处理电磁场作用下的带电粒子运动中的优越性。 诺特定理(Symmetry and Conservation): 对经典力学中对称性与守恒量的关系进行了深入的探讨。诺特定理作为连接几何不变性与物理守恒量的深刻洞察,将被详细阐述,例如时间平移不变性对应能量守恒,空间平移不变性对应动量守恒。 第三部分:哈密顿体系:相空间、正则变换与泊松括号 哈密顿力学将经典力学提升到了一个更抽象、更具结构性的层面,为后续的量子力学奠定了数学基础。 哈密顿量与正则方程: 通过勒让德变换从拉格朗日量导出了哈密顿量 $H = sum p_i dot{q}_i - L$。详细分析了哈密顿正则运动方程,并解释了相空间(Phase Space)的概念,其中系统的状态由广义坐标和共轭动量完全确定。 正则变换与生成函数: 深入研究了相空间中的坐标变换——正则变换。我们区分了第一类、第二类、第三类生成函数,并阐述了正则变换保持泊松括号结构不变的性质。这部分内容对于理解相空间中的动力学演化至关重要。 泊松括号与守恒量: 泊松括号被定义并展示了它在描述系统时间演化中的核心作用(与薛定谔方程中的对易子有深刻的对应关系)。我们探讨了如何利用泊松括号来检验一个量是否是守恒量,以及如何利用泊松括号的代数性质来简化复杂的动力学问题。 哈密顿-雅可比方程(H-J): 简要介绍了哈密顿-雅可比理论,阐述了其作为求解哈密顿力学运动方程的强大工具,以及它在连接经典力学和光学/几何中的深层联系。 第四部分:连续介质与场论的初步接触 本部分将经典力学的概念推广到具有无限自由度的系统,为场论做初步的衔接。 弹性振动与连续介质: 探讨了连接离散振子系统的一维弦振动问题(波动方程的求解)和一维固体中的声波传播。通过引入场量和连续系统的拉格朗日密度,读者将接触到如何用分析力学的思想处理无限维系统。 经典电动力学的拉格朗日描述: 在介绍麦克斯韦方程组的基础上,重点展示了如何为电磁场构建一个标量和矢量势构成的拉格朗日密度,并利用欧拉-拉格朗日方程导出洛伦兹力,从而统一了电磁场与经典力学的框架。 本书特色: 1. 几何直观与数学推导并重: 强调物理概念的几何意义,同时提供详尽的数学证明,确保读者不仅“知道如何做”,更能“理解为何如此”。 2. 丰富的例题解析: 穿插了大量经典且具有启发性的例题,涵盖了单摆、双摆(定性分析)、陀螺仪运动、轨道问题以及电磁场中的运动等,帮助读者掌握从具体到抽象的思维转换。 3. 面向未来物理学: 全书脉络清晰地引导读者从牛顿体系过渡到拉格朗日和哈密顿体系,为后续深入学习理论物理打下坚实的基础。 本书适合高等院校物理学、应用数学、航空航天工程及机械工程专业的高年级本科生和研究生作为教材或参考书使用。具备微积分、线性代数基础以及初步接触过常微分方程和基础物理学的读者将能更好地吸收本书内容。

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读后感

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用户评价

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《非线性泛函分析》这本书的深度和广度给我留下了深刻的印象。它不仅涵盖了非线性泛函分析的核心概念,还涉及了一些相关的专题,例如变分法、拓扑度等。这使得我在阅读过程中,能够从多个角度理解非线性现象的数学本质。作者在每一个专题的讨论中,都力求做到既严谨又透彻,没有浮光掠逝。我尤其欣赏他在介绍一些比较前沿的理论时,能够用相对易懂的语言进行阐述,并提供相关的参考文献,鼓励读者进一步深入研究。这种“授人以渔”的教学方式,让我觉得这本书的价值远不止于书本身。

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总的来说,《非线性泛函分析》是一本极具启发性和实践价值的书籍。它不仅为我打开了通往非线性世界的大门,更重要的是,它教会了我如何用严谨而创新的思维方式去探索数学的奥秘。我从中获得的不仅仅是知识,更是一种对数学的敬畏和热爱。即使在读完之后,我仍然会时不时地翻开它,重温那些精彩的论证和深刻的见解。这本书在我个人的数学学习历程中,无疑是一座重要的里程碑。

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我曾经接触过一些泛函分析的入门书籍,但《非线性泛函分析》这本书在某些细节的处理上,可以说是独树一帜。作者并没有回避一些比较复杂的技术性细节,但他也非常巧妙地将它们融入到更宏大的理论框架中,使得这些细节的出现显得自然而然,而不是突兀的障碍。举个例子,在讲解勒贝格积分的收敛定理时,作者先是用一种非常直观的方式解释了“几乎处处收敛”和“积分收敛”之间的联系,然后才深入到技术性的证明。这种“先感性,后理性”的教学方法,对于我这样的初学者来说,是非常有效的。它让我能够先建立起对概念的感性认识,然后再去理解其严谨的数学证明。

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这本书带来的不仅仅是知识的增长,更是一种思维方式的转变。在学习非线性泛函分析的过程中,我逐渐学会了如何用更抽象、更概括的视角去看待问题。以前,我可能更习惯于处理具体的数字和函数,而现在,我能够理解并运用那些建立在更一般集合和映射之上的理论。这让我发现,原来数学的强大之处在于它的普适性。作者在书中反复强调了“结构”的重要性,比如线性结构、度量结构、拓扑结构等等,以及这些结构如何影响函数的行为。这种强调让我认识到,理解一个数学对象,关键在于理解它所处的“环境”和它遵循的“规则”。这种思维方式不仅对学习数学有益,在解决其他领域的问题时也同样适用。

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这本书的语言风格是我非常欣赏的一点。它没有那种枯燥乏味的教科书式的陈述,而是充满了作者个人的思考和见解。在解释一些关键概念时,作者会不时地插入一些历史典故,或者与其他数学分支进行类比,这让阅读过程变得生动有趣,也能够帮助读者建立起更广泛的数学视野。我特别喜欢书中的一些“题外话”,它们虽然不直接构成定理或证明,但却能极大地激发读者的好奇心,引导我们去思考数学的本质以及它背后隐藏的深刻哲学。例如,在讲解巴拿赫空间的可分性时,作者就引用了关于无穷集合的悖论,引发了我对集合论和基数理论的进一步兴趣。这种“旁征博引”的学习方式,让我在掌握非线性泛函分析知识的同时,也拓展了我的数学知识面,使我不再局限于单一的领域。

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这本书的排版和设计也值得称赞。清晰的字体、合理的行间距,以及恰到好处的公式排版,都为我的阅读提供了一个舒适的环境。更重要的是,书中许多关键的定义和定理都用醒目的方式标注出来,方便我随时回顾和查找。而且,作者在书中还提供了一些学习建议,比如如何有效地阅读数学书籍,如何进行数学证明的思考等等,这些都非常有启发性。我感觉作者不仅仅是想传授知识,更是在引导我如何去“学数学”。这种全方位的指导,让我在学习过程中少走了很多弯路。

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《非线性泛函分析》这本书的结构安排也相当合理。它从最基础的度量空间和赋范线性空间的概念讲起,逐步过渡到更复杂的巴拿赫空间、希尔伯特空间,以及各种算子理论。这种循序渐进的难度设置,让我在学习过程中感到充实但不至于 overwhelming。每一个章节都围绕着一个核心主题展开,并在这个主题下深入探讨其性质、定理和应用。我发现,作者在每个章节的开头都会有一个简短的引言,概述本章将要讨论的内容,这对我提前了解学习目标非常有帮助。同时,章节末尾的学习小结也能够帮助我巩固所学知识,并及时发现自己理解上的盲点。更重要的是,书中大量的练习题,从基础的概念检验到复杂的证明题,都为我提供了绝佳的实践机会,让我能够将理论知识真正内化。

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我必须说,《非线性泛函分析》这本书的案例分析部分做得相当到位。书中不仅讲解了抽象的数学理论,更重要的是,它展示了这些理论是如何应用于物理学、工程学、甚至金融学等多个领域。比如,在介绍单调算子时,作者就联系了实际中的一些物理过程,如热传导,说明了这类算子在描述这些过程中的重要性。这些鲜活的应用例子,让我看到了数学的生命力,也极大地激发了我进一步学习和探索的动力。我不再觉得数学是高高在上的象牙塔,而是触手可及的解决问题的工具。作者似乎能够预见到读者可能会有的疑问,并在适当的时候给出清晰的解答,这种“服务意识”让阅读体验非常愉快。

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这本书给我最深刻的印象是它对数学严谨性和直观性之间平衡的把握。很多时候,我们在学习数学时,往往会在两者之间失衡,要么过于抽象导致脱离实际,要么过于直观而忽略了严密的证明。然而,《非线性泛函分析》在这方面做得非常出色。它在建立每一个抽象概念的同时,都会辅以大量的例子和图示,帮助读者建立起清晰的数学模型。举个例子,在介绍不动点定理时,作者不仅仅是给出了定理的陈述和证明,更重要的是,他详细解释了不动点在实际问题中的意义,比如在经济学中的均衡点,或者在动力系统中的稳定状态。这些联系让抽象的数学理论瞬间鲜活起来,也让我认识到泛函分析不仅仅是数学家们的游戏,更是解决现实世界问题的强大工具。而且,作者在论证过程中,逻辑清晰,条理分明,每一个步骤都经过了精心的设计,读起来有一种抽丝剥茧的畅快感。即使是那些看起来非常困难的定理,在作者的引导下,也仿佛变得触手可及。

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这本书简直是打开了数学世界的新维度!作为一名一直以来对抽象数学概念略感好奇但又害怕望而却步的读者,我怀着忐忑的心情翻开了《非线性泛函分析》。起初,我对“非线性”和“泛函分析”这两个词组本身就带着一丝敬畏,总觉得它们是属于那些站在数学金字塔顶端的大牛们的专属领域。然而,这本书的叙述方式却出乎意料的平易近人,它并没有一开始就抛出大量的符号和定理,而是循序渐进地从一些更直观的例子入手,比如如何用函数来描述物理现象中的变化,以及为什么简单的线性模型在某些情况下会失效。作者似乎深谙初学者的心理,将复杂的概念拆解成一个个易于理解的小单元,并且在每一个单元的结尾都提供了一些启发性的思考题,鼓励读者自己去探索和发现。读着读着,我发现自己不再是被动地接受知识,而是主动地参与到这个数学构建的过程中。尤其是在讲解一些非线性映射的性质时,作者巧妙地引用了许多几何直观的例子,让我能够想象出函数在空间中扭曲、伸展、折叠的动态过程,这种视觉化的描述极大地降低了理解门槛。

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