《數學物理方法(第3版)》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,也是國家精品課程配套教材,由作者在總結多年教學經驗的基礎上編寫而成!稊祵W物理方法(第3版)》本著去粗取精、更新拓寬的思想科學地組織內容。全書突出物理背景、前景和物理意義,密切結合物理實例,特別注重與后續課的聯系,并增加了傳統教材中沒有的非線性方程和小波變換等內容。全書分為復變函數論(第一篇)、數理方程(第二篇)和特殊函數第三篇)三個部分,在每章后都有小結,每小節后都附有習題,以加深和擴大知識的深度和廣度,培養學生分析問題、解決問題的能力和創新能力!稊祵W物理方法(第3版)》可作為高等院校物理專業本科生的教材,也可供相關專業的研究生、教師和科技人員參考使用。
《數學物理方法(第3版)》第一版榮獲國家教委優秀教材二等獎 《數學物理方法(第3版)》第二版榮獲教育部科技進步二等獎
浮生卻似冰底水,日夜東流人不船,不知不覺,本人的拙作《數學物理方法》一書已歷經了20多年的使用歷程.從講義到出版問世,到再版;從榮獲國家教委優秀教材二等獎,到榮獲教育部科技進步二等獎,再到入選為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材;這一路過來,作為一個普通教師,本人心存太多的感慨和感激!我感謝李中輔教授、路見可教授和黃念寧教授在本書編寫、修改過程中所作的有益討論和指教;我感謝保宗悌教授、梁昆淼教授、陸全康教授對本書的悉心評審、評閱,特別是老前輩梁昆淼教授為第二版所寫的序;我感謝廣大讀者尤其是使用本書的教師、學生對本書的厚愛;我感謝武漢大學教務部歷年來對教學工作的重視、扶持;我也感謝科學出版社的昌盛編輯和竇京濤編輯為第三版的出版所付出的辛勤勞動,在第三版即將問世之際,我還要特別感謝金準智教授和熊貴光教授長期以來對本人工作的支持和幫助!我深知,沒有大家的幫助和支持,本書不可能一步步地走到今天。
眾所周知,數學物理方法是物理類專業的重要基礎課,也是一門公認的難教、難學的理論課程.如何將難教、難學的課程變為易教、易學的課程,如何使數學物理方法教材的內容能適應21世紀科技發展的需要,這便是本人編寫本書的主要宗旨.為此,第三版對第二版的內容大致作了如下更改:
1.將全書的內容編排進行了調整,取消了原書的第四篇,而將其內容作為“非線性方程”、“積分方程”各一章并入第二篇,全書共含復變函數論、數學物理方程和特殊函數三篇,且為查找方便起見,將全書的16章不分篇地統一排序。
2.受篇幅限制,刪去了第二版中的部分章節,將其部分內容并入適當的章節或相關章節的習題中.如,刪去了原書第二篇第二章行波法中的2.2節反射波,而將其內容作為習題并入習題7.1中;刪去了原書第二篇第六章保角變換法,而將其中1.1節保角變換的主要內容作為新的一節(1.5節解析函數的幾何性質)添加到第一篇中;刪去了原書第二篇第七章復變函數法,而將其內容作為兩個習題列入第二篇習題11.4中;刪去了原書中的附錄一(高斯方程和庫默方程)、附錄二(最陡下降法)、附錄三(矢量公式和矢量定理),將高斯方程和庫默方程的相關內容并入第三篇第十六章中,等等。
3.對部分章節進行了改寫。如,10.5節含時的格林函數法,13.2節施密特一希爾伯特理論等。
4.根據教育部對該課程的要求和近年來科技發展的需要,增加了部分章節或內容,如,2.3節中含參量積分的內容,4.3節B函數,5.4節中的含對數函數的積分,9.5節小波變換導引,等等。
姚端正,武漢大學物理學教授,博士生導師,首屆國家級教學名師獎獲得者,湖北省有突出貢獻的中青年專家,寶鋼教育基金優秀教師特等獎的獲得者。姚端正教授長期主講“數學物理方法”等課程,編著出版相關教材三本。其主持的教改項目先后獲湖北省教學成果一等獎和國家級教學成果二等獎;主講的數學物理方法課程被評為“國家精品課程”;編寫的《數學物理方法》教材獲國家教委優秀教材二等獎。姚端正教授主要從事非線性光學和數學物理領域的科研工作,在國內外重要學術刊物上發表論文60余篇,獲教育部科技進步二等獎一項,已指導碩、博士研究生30余名。
第一篇 復變函數論
第一章 解析函數
1.1 復數及其運算
習題1.1
1.2 復變函數
習題1.2
1.3 微商及解析函數
習題1.3
1.4 初等解析函數
習題1.4
1.5 解析函數的幾何性質
習題1.5
本章小結
第二章 解析函數積分
2.1 復變函數的積分
習題2.1
2.2 柯西定理
習題2.2
2.3 柯西積分公式
習題2.3
本章小結
第三章 復變函數級數
3.1 復級數
3.2 冪級數
習題3.2
3.3 泰勒級數
習題3.3
3.4 洛朗級數
習題3.4
3.5 單值函數的孤立奇點
習題3.5
本章小結
第四章 解析延拓г函數
4.1 解析延拓
習題4.1
4.2 廠函數
習題4.2
4.3 B函數
習題4.3
本章小結
第五章 留數理論
5.1 留數定理
習題5.1
5.2 利用留數理論計算實積分
習題5.2
5.3 物理問題中的幾個積分
習題5.3
5.4 多值函數的積分
習題5.4
本章小結
第二篇 數學物理方程
第六章 定解問題
6.1 引言
6.2 三類數理方程的導出
習題6.2
6.3 定解條件
習題6.3
本章小結
第七章 行波法
7.1 無界弦的自由振動達朗貝爾公式
習題7.1
7.2 無界弦的強迫振動
習題7.2
7.3 三維無界空間的自由振動泊松公式
習題7.3
7.4 三維無界空間的受迫振動推遲勢
本章小結
第八章 分離變量法
8.1 有界弦的自由振動
習題8.1
8.2 非齊次方程純強迫振動
習題8.2
8.3 非齊次邊界條件的處理
習題8.3
8.4 正交曲線坐標系
8.5 正交曲線坐標系中的分離變量
習題8.5
本章小結
第九章 積分變換法
9.1 傅里葉變換
習題9.1
9.2 傅里葉變換法
習題9.2
9.3 拉普拉斯變換
習題9.3
9.4 拉普拉斯變換法
習題9.4
9.5 小波變換導引
本章小結
第十章 格林函數法
10.1 δ函數
習題10.1
10.2 邊值問題的格林函數法
習題10.2
10.3 穩恒問題的格林函數
習題10.3
10.4 電像法與狄氏格林函數
習題10.4
10.5 含時問題的格林函數法
習題10.5
本章小結
第十一章 變分法
11.1 泛函和泛函的極值
習題11.1
11.2 用變分法解數理方程
習題11.2
本章小結
第十二章 非線性方程
12,1非線性方程的某些初等解法
習題12.1
12.2 孤波和孤子
習題12.2
12.3 解析近似解和正則攝動法
習題12.3
本章小結
第十三章 積分方程
13.1 積分方程的幾種解法
習題13.1
13.2 施密特-希爾伯特理論
習題13.2
13.3 維納-霍普夫方法
習題13.3
本章小結
第三篇 特殊函數
第十四章 勒讓德多項式
14.1 勒讓德多項式
習題14.1
14.2 勒讓德多項式的性質
習題14.2
14.3 球函數
習題14.3
本章小結
第十五章 貝塞爾函數
15.1 貝塞爾函數
習題15.1
15.2 貝塞爾函數的性質
習題15.2
15.3 其他柱函數
習題15.3
本章小結
第十六章 特殊函數的一般理論
16.1 施圖姆-劉維爾本征值問題
習題16.1
16.2 高斯方程和庫默爾方程
本篇主要特殊函數性質小結
習題參考答案
參考文獻
附錄
一、傅里葉變換簡表
二、拉普拉斯變換簡表