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麻省理工学院公开课:微分方程

   课程介绍

  微分方程是一门表述自然法则的语言。理解微分方程解的性质,是许多当代科学和工程的基础。常微分方程是关于单变量的函数,一般可以认为是时域变量。
  • 微分方程01:ODE的几何解法:方向场、积分曲线

    分集介绍:不同于一般常微分方程课程千篇一律地从分离变量和一阶线性方程讲起,MIT《微分方程》第一讲就以独特的视角从全局的角度诠释了微分方程的内涵。课程从方向场和积分曲线入手...

  • 微分方程02:欧拉数值方法及推广

    ...

  • 微分方程03:一阶线性常微分方程解法

    分集介绍:这一讲介绍换元法(或译作代换法,substitution method),并以此为思想将某些特定形式的一阶方程转化为可分离变量方程或线性方程。本讲用换元法解决了两类特定的一阶方程,即伯...

  • 微分方程04:一阶方程代换法

    分集介绍:这一讲介绍换元法(或译作代换法,substitution method),并以此为思想将某些特定形式的一阶方程转化为可分离变量方程或线性方程。本讲用换元法解决了两类特定的一阶方程,即伯...

  • 微分方程05:一阶自治微分方程

    分集介绍:这一讲的主题是一阶自治方程y'=f(y)。这一讲不涉及到此类方程的解法,转而考虑在不求解方程的前提下,进行定性分析,直观地获得方程的相关信息,从而避免了由于积分复杂造成...

  • 微分方程06:复数及复指数

    分集介绍:这一讲的主题是一阶自治方程y'=f(y)。这一讲不涉及到此类方程的解法,转而考虑在不求解方程的前提下,进行定性分析,直观地获得方程的相关信息,从而避免了由于积分复杂造成...

  • 微分方程07:一阶常系数线性方程

    分集介绍:这一讲特别介绍了一阶常系数线性方程y'+ky=q(t),并解释了k0时稳态和暂态的内涵。特别地,这一讲强调了y'+ky=kq(t)形式的方程及在相应模型中的应用,并引入输入-响应的概念。最后...

  • 微分方程08:一阶常系数线性方程(续)

    分集介绍:这一讲继续强调一阶常系数线性方程和复数思想。特别强调了正弦输入的情况,并巧妙地通过向量法和复数法给出了三角恒等式acos+bsin=Ccos(-)的证明。这一讲的最后,用温度、混合、...

  • 微分方程09:二阶常系数线性方程

    分集介绍:这一讲的主题是二阶常系数齐次线性ODE:y''+Ay'+By=0。这种方程在实际中对应弹簧-质量-阻尼系统,其一般性解法是代入e^(rt),然后通过特征方程rsup2;+Ar+B=0求出r。根据特征方程根的性...

  • 微分方程10:二阶常系数线性方程(续)

    分集介绍:这一讲首先深入讲解了二阶常系数齐次线性常微分方程y''+Ay'+By=0的解如何在实解和复解之间进行转换。然后将方程化为具有物理意义的形式的振动方程y''+2py'+y=0,分别讨论了无阻尼...

  • 微分方程11:二阶齐次线性方程

    分集介绍:这一讲的讨论对象是二阶齐次线性方程y''+p(x)y'+q(x)y=0,讨论了其通解的性质,为何用两个线性独立的解就能表示所有解,而且所有解都在通解的集合内。并解释了叠加原理、唯一性...

  • 微分方程12:二阶非齐次方程

    分集介绍:这一讲的重点是二阶非齐次线性方程y''+p(x)y'+q(x)y=f(x)。首先是将f(x)看成输入或驱动,用弹簧和电路两个例子强调方程的重要性。然后用线性算子,描述了解的一般形式和结构。这一...

  • 微分方程13:非齐次方程特解求法

    分集介绍:本讲用算子方法求解高阶非齐次线性方程p(D)y=e^(x),为复数,p(D)为D的多项式。考虑p()0时,特解为e^(x)/p()[用到了代换法则];p()=0时,需要分情况讨论,其中单根时,特解xe^(x)/p'()[用...

  • 微分方程14:案例解读:共振

    分集介绍:这一讲是关于共振的。为什么输入频率等于固有频率时,振幅会达到最大?教授从微分方程和数学的角度解释了这个问题。之后教授讲解了带阻尼情况下的共振,考虑了输入频率和...

  • 微分方程15:傅里叶级数简介

    分集介绍:傅里叶级数在数论、组合数学、信号处理、概率论、统计学、密码学、声学、光学等领域都有着广泛的应用。这一讲首先介绍以2为周期的函数f(t)可以写作c0+(ancosnt+bnsinnt)的傅里叶无...

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