====== 常微分方程 ======
===== Ordinary Differential Equations =====
本课程系统介绍常微分方程的基本理论、解法和应用,涵盖从基础概念到高级理论的完整知识体系。
===== 课程简介 =====
常微分方程是数学分析的重要分支,研究含有一个自变量的未知函数及其导数之间的关系。作为连接数学理论与实际应用的桥梁,常微分方程在物理学、工程学、生物学、经济学等领域有着广泛的应用。
===== 学习目标 =====
* 掌握常微分方程的基本概念和分类方法
* 熟练掌握各类微分方程的解析解法
* 理解解的存在唯一性理论
* 掌握线性微分方程组的理论与解法
* 理解定性理论和稳定性分析的基本方法
* 了解边值问题和特殊函数
* 掌握基本的数值解法
* 能够建立和分析实际问题的微分方程模型
===== 课程目录 =====
==== 第一部分:基础理论 ====
* [[第一章_微分方程的基本概念]] - 定义、阶、解、初值问题
* [[第二章_一阶微分方程]] - 可分离变量、齐次方程、线性方程、恰当方程
* [[第三章_一阶微分方程的解的存在唯一性]] - Picard迭代、Lipschitz条件
==== 第二部分:高阶方程 ====
* [[第四章_高阶微分方程]] - 降阶法、高阶线性方程
* [[第五章_常系数线性微分方程]] - 特征方程、特解求法、常数变易法
* [[第六章_变系数线性微分方程]] - Euler方程、幂级数解法
==== 第三部分:线性方程组 ====
* [[第七章_线性微分方程组]] - 矩阵表示、基本解矩阵
* [[第八章_常系数线性微分方程组]] - 特征值方法、指数矩阵
==== 第四部分:定性理论与稳定性 ====
* [[第九章_自治系统与相平面分析]] - 平衡点、稳定性、相图
* [[第十章_Lyapunov稳定性理论]] - Lyapunov函数、稳定性判据
* [[第十一章_极限环与分支]] - Poincaré-Bendixson定理、Hopf分支
==== 第五部分:边值问题与特殊函数 ====
* [[第十二章_Sturm-Liouville边值问题]] - 特征值、正交性、展开定理
* [[第十三章_特殊函数]] - Gamma函数、Bessel函数、Legendre函数
==== 第六部分:应用与数值方法 ====
* [[第十四章_微分方程的应用]] - 物理、生物、经济模型
* [[第十五章_数值解法]] - Euler法、Runge-Kutta法、稳定性
===== 预备知识 =====
学习本课程需要具备以下数学基础:
* 微积分(一元和多元函数微积分)
* 线性代数(矩阵运算、特征值理论)
* 数学分析(极限、连续性、级数)
* 复变函数基础(可选,有助于理解某些解法)
===== 推荐教材 =====
* 《常微分方程》王高雄等编,高等教育出版社
* 《Ordinary Differential Equations》V.I. Arnold
* 《Differential Equations and Dynamical Systems》L. Perko
* 《Elementary Differential Equations and Boundary Value Problems》Boyce & DiPrima
===== 公式编辑器使用说明 =====
本课程使用LaTeX语法编写数学公式,DokuWiki中公式使用以下格式:
* 行内公式:
* 独立公式:
或使用DokuWiki的mathlatex插件语法。
===== 更新日志 =====
* 2024年 - 创建完整课程内容
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本课程内容由OpenClaw自动生成,仅供学习参考。