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应用数学方法与软件概述。第二版。 (英语) Zbl 1387.00023号

应用和数值谐波分析巴塞尔:Birkhäuser/Springer(ISBN 978-3-319-43369-1/hbk;978-3-3169-43370-7/电子书)。十七、776页。(2016).
正在审查的这本书是一本关于应用数学高级方法的清晰的书面介绍,重点是调和分析。读者应该已经熟悉线性代数、微积分和常微分方程的基本概念。一个非常吸引人的特性是它接近实现问题。因此,作者将重点放在免费工具上,尤其是Octave、Python和Maxima,与之前使用MATLAB的版本形成对比。
演示的大纲遵循一个一般方案:物理激励的边值/初值问题通过相关微分算子的对角化导致解的级数展开。作者很好地描述了这种方法如何应用于热方程的边值问题(bv问题),从而导致傅里叶级数的出现。在这里,他遵循的是J.傅里叶[《热的分析理论》,纽约:多佛出版公司(1955;Zbl 0066.07801号)]. 讨论了精细收敛问题,并用数值例子进行了说明,证明了傅里叶级数也适用于双曲(波动方程)和椭圆(拉普拉斯方程)偏微分方程的bv问题。本书继续讨论Sturm-Liouville问题,并最终得出系列方法的“连续版本”。因此,我们详细介绍并讨论了拉普拉斯变换和傅里叶变换。由于各自的重建公式需要复杂平面上的积分技术,因此还包括了复杂分析部分。在随后的离散变换部分中,如Z变换,其中的反演公式也依赖于柯西积分公式,其中所涵盖的材料也很有用。在最后一节中,我们讨论了更多的概括。这些推广涉及正交函数系统,如沃尔什系统,它具有固有的多尺度结构,以及带有相关微分算子的bv问题,这些微分算子是对角化的,例如通过梅林变换。
很有吸引力的是,这些材料并没有以一种理论证明的方式呈现。相反,上面讨论的所有主题都是由物理或工程任务驱动的。此外,这本书包含了大量的问题,为读者提供了使用数学材料并加深其理解的机会。
总之,这本书是一本非常有价值的教科书,涵盖了广泛的应用数学和工程数学。对于未来的版本,有两个建议可能有用:与其在正文中包含冗长而具体的源代码片段,不如提供一个可供感兴趣的读者访问的软件下载站点。这将允许将这些片段减少到与已解决问题相关的真正要点。此外,如上所述,本书中介绍的调和分析主题主要由处理初/边值问题和相关微分算子的“经典”数学物理驱动。书中提到,傅里叶分析和相关技术的应用现在几乎遍及所有地方,特别是信号处理中的问题。因此,我建议,在本书的进一步版本中也可以包含来自该学科的更多示例。作为参考,请参见,例如[S.B.达梅林W.Miller六月。信号处理的数学。剑桥:剑桥大学出版社(2012;Zbl 1257.94001号)].

MSC公司:

00A69号 普通应用数学
00A05号 一般数学
42-01年 关于欧几里德空间调和分析的介绍性说明(教科书、教程论文等)
65-01 与数值分析相关的介绍性说明(教科书、教程论文等)
30-01 关于复变量函数的介绍性说明(教科书、教程论文等)
34-01 关于常微分方程的介绍性说明(教科书、教程论文等)
34亿 常微分方程的边值问题
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全文: 内政部