數(shù)學(xué)物理方法：理論、歷史與計(jì)算機(jī)

緒論
第1章 數(shù)學(xué)物理方程及其定解條件
1.1 數(shù)學(xué)物理基本方程的建立
1.1.1 波動(dòng)方程
1.1.2 熱傳導(dǎo)方程和擴(kuò)散方程
1.1.3 泊松方程和拉普拉斯方程
1.1.4亥姆霍茨方程
1.2 定解條件
1.2.1 初始條件
1.2.2 邊界條件
1.3 定解問題的提法
1.4 二階線性偏微分方程的分類與化簡解的疊加原理
1.4.1 含有兩個(gè)自變量二階線性偏微分方程的分類與化簡
1.4.2 線性偏微分方程的疊加原理
1.5 歷史注記——數(shù)學(xué)物理學(xué)家：達(dá)朗貝爾
1.6 例題分析
習(xí)題1
第2章 分離變量法148
2.1 (1+1)維齊次方程的分離變量法
2.1.1 有界弦的自由振動(dòng)
2.1.2 有限長桿上的熱傳導(dǎo)
2.2 二維Laplace方程的定解問題
2.3 非齊次方程的解法
2.4 非齊次邊界條件的處理
2.5 歷史注記——數(shù)學(xué)物理學(xué)家：傅里葉
2.6 例題分析
習(xí)題2
第3章 二階常微分方程的級(jí)數(shù)解法本征值問題
3.1 二階常微分方程的級(jí)數(shù)解法
3.1.1 常點(diǎn)鄰域內(nèi)的級(jí)數(shù)解法
3.1.2 正則奇點(diǎn)附近的級(jí)數(shù)解法
3.2 Legendre方程的級(jí)數(shù)解
3.3 Bessel方程的級(jí)數(shù)解lOl
3.4 Sturm-Liouville本征值問題
3.4.1 Sturm-Liouville方程
3.4.2 本征值問題的一般提法
3.4.3 本征值問題的一般性質(zhì)
3.5 歷史注記——數(shù)學(xué)物理學(xué)家：劉維爾
3.6 例題分析
習(xí)題3
第4章 Bessel函數(shù)的性質(zhì)及其應(yīng)用
4.1 Bessel方程的引出
4.2 Bessel函數(shù)的性質(zhì)
4.2.1 Bessel函數(shù)的基本形態(tài)及本征值問題
4.2.2 Bessel函數(shù)的遞推公式
4.2.3 Bessel函數(shù)的正交性和模方
4.2.4 按Bessel函數(shù)的廣義Fourier級(jí)數(shù)展開
4.3 Bessel函數(shù)在定解問題中的應(yīng)用
4.4 修正Bessel函數(shù)
4.4.1 第一類修正Bessel函數(shù)
4.4.2 第二類修正Bessel函數(shù)
4.5 可化為Bessel方程的方程
4.5.1 Kelvin(W.Thomson)方程
4.5.2 其他例子
4.5.3 含Bessel函數(shù)的積分
4.6 歷史注記——天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家：貝塞爾
4.7 例題分析
習(xí)題4
第5章 Legendre多項(xiàng)式及其應(yīng)用
5.1 Legendre方程與Legendre多項(xiàng)式的引入
5.2 Legendre多項(xiàng)式的性質(zhì)
5.2.1 Legendre多項(xiàng)式的微分表示
5.2.2 Legendre多項(xiàng)式的積分表示
5.2.3 Legendre多項(xiàng)式的母函數(shù)
5.2.4 Legendre多項(xiàng)式的遞推公式
5.2.5 Legendre多項(xiàng)式的正交歸一性
5.2.6 按P(x)的廣義Fourier級(jí)數(shù)展開
5.2.7 一個(gè)重要公式
5.3 Legendre多項(xiàng)式的應(yīng)用
5.4 關(guān)聯(lián)Legendre多項(xiàng)式
5.4.1 關(guān)聯(lián)Legendre函數(shù)的微分表示
5.4.2 關(guān)聯(lián)Legendre函數(shù)的積分表示
5.4.3 關(guān)聯(lián)Legendre函數(shù)的正交性與模方
5.4.4 按Pr(z)的廣義Fourier級(jí)數(shù)展開
5.4.5 關(guān)聯(lián)Legendre函數(shù)遞推公式
5.5 其他特殊函數(shù)方程簡介
5.5.1 Hermite多項(xiàng)式
5.5.2 Laguerre多項(xiàng)式
5.6 歷史注記——數(shù)學(xué)家：勒讓德
5.7 例題分析
習(xí)題5
第6章 行波法和積分變換法
6.1 一維波動(dòng)方程的d’Alember公式
6.2 三維波動(dòng)方程的Poisson公式
6.2.1 三維波動(dòng)方程的球?qū)ΨQ解
6.2.2 三維波動(dòng)方程的Poisson公式
6.2.3 Poisson公式的物理意義
6.3 Fourier積分變換法求定解問題
6.3.1 預(yù)備知識(shí)——Fourier變換及性質(zhì)
6.3.2 Fourier變換法
6.4 Laplace積分變換法解定解問題
6.4.1 Laplace變換及其性質(zhì)
6.4.2 Laplace變換法
6.5歷史注記
6.5.1 數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家：拉普拉斯
6.5.2 數(shù)學(xué)物理學(xué)家：泊松
6.6 例題分析
習(xí)題6
第7章 Green函數(shù)法
7.1 引言
7.2 占函數(shù)的定義與性質(zhì)
7.2.1 函數(shù)的定義
7.2.2 廣義函數(shù)的導(dǎo)數(shù)
7.2.3 函數(shù)的Fourier變換
7.2.4 高維函數(shù)
7.3 Poisson方程的邊值問題
7.3.1 Green公式
7.3.2 解的積分形式——Green函數(shù)法
7.3.3 Green函數(shù)關(guān)于源點(diǎn)和場點(diǎn)是對(duì)稱的
7.4 Green函數(shù)的一般求法
7.4.1 無界區(qū)域的Green函數(shù)
7.4.2 用本征函數(shù)展開法求邊值問題的Gteen函數(shù)
7.5 用電像法求某些特殊區(qū)域的Dirichle-Green函數(shù)
7.5.1 Poisson方程的DchieFGreen函數(shù)及其物理意義
7.5.2 用電像法求Green函數(shù)
7.6 歷史注記——數(shù)學(xué)物理學(xué)家：格林
7.7 例題分析
習(xí)題7
第8章 積分方程和非線性微分方程簡介
8.1 積分方程的分類及解法
8.1.1 積分方程的概念與分類
8.1.2 退化核方程的求解
8.1.3 積分方程的迭代解法
8.1.4 對(duì)稱核的Fredholm方程
8.1.5 微分方程與積分方程的聯(lián)系
8.2 非線性微分方程及其某些解法
8.2.1 求解非線性微分方程的函數(shù)變換方法
8.2.2 非線性偏微分方程的孤立波解
8.2.3 解析近似解與正則攝動(dòng)法
8.3 歷史注記——數(shù)學(xué)家：龐加萊
習(xí)題8
附錄
附錄A 正交曲線坐標(biāo)系中的Laplace算符
附錄B r函數(shù)的定義和基本性質(zhì)
附錄C 通過計(jì)算留數(shù)求拉普拉斯變換的反演
附錄D Fourier變換和Laplace變換簡表
參考文獻(xiàn)