2017年12月24日 星期日

[書評] 微分方程原理及題解

本書為中央圖書出版社一系列關於高等數學學習叢書之一,在學習過微積分後便可學習此科目。

簡評:本書定位為工程數學式的(常)微分方程,對基本的論題有詳盡的題解輔以說明計算方法。全書為各種解法蒐集了非常充足的例題。

首章介紹微分方程中的常見術語和解的存在唯一性等,這是全書唯一涉及比較嚴格證明的部分(雖然礙於難度與深度本書並未對細節做出完整的處理)。第二章則談一階微分方程,而一階微分方程至今已經被研究得相當深入,因此除了最基礎的一階線性微分方程外尚有齊次微分方程、可分離型的微分方程、全微分方程,另外本書亦羅列常用的觀察變數代換法,並提及奇解的求法(這邊的解法相當嚴謹確實,可以避免遺漏奇解的情形)。按我的觀點而言,其學習順序宜接著閱讀第四章,高階線性微分方程理解並掌握住其系統性之處,此可呼應原先的一階線性微分方程的特點並合理的推演至高階線性的情形,合理的學習順序為第四章的「線性方程解的性質與結構」、「常係數齊次線性微分方程」、「常係數非齊次線性微分方程」、「歐拉型方程」和「變係數線性微分方程」。

待學習完第二章和第四章後回過頭則可以不妨看看第三章談特殊的非線性高階方程,此間羅列這些方程的一些特點並指出其一些有用的技巧處理之,唯這些方法五花八門,盡學無益,有興趣再查閱即可。第五章則談論線性微分方程組的處理,其形式與第四章大同小異,此間若有線性代數的知識,如Jordan form與對角化的計算能力會對此單元的學習大有助益。

由於以上的各種辦法僅能以精確解的形式回答問題,但對實際情形不可能盡人意。因此退而求其次則考慮冪級數解,再者於應用中一階與二階方程最為常見,因此本章針對此有完整的分析,最後並介紹常見的Legendre方程與Bessel方程及其特殊超越函數為結。

本書大抵以各類方程的解法做為分類,可以訓練紮實的計算能力。惟對微分方程的數值計算、定性方法與邊界值問題較少琢磨是一些缺憾,例如第五章的線性方程組可以延伸至動態系統的研究上從而探討穩定性,而第二章的一階微分方程亦缺少關於自治微分方程的理論探討,如漸進穩定行為等。

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ISBN:9789576373893
規格:平裝 / 472頁 / 23.5 x 17.2 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
出版地:台灣
出版日期:1998/06/01

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