《从微积分到混沌,动力学简介》

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日期:2022-06-03

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作品总结

《从微积分到混沌,动力学简介》


微积分的真正用途是什么?这本书是一本可读性很强的微积分应用介绍,介绍了从牛顿时代到现在的微积分发展历史。这些通常涉及动态问题,即事物如何以及为什么随时间变化。这类问题是许多应用数学、物理学和工程学的核心。从微积分到混沌,通过从第一步到前沿,通过关注许多重要而有趣的想法,这些想法可能会在传统文本中细节的暴风雪中迷失,从而对整个主题采取新的方法。

这本书是面向广泛的读者群,只假设读者有一些基本微积分的知识。有练习(具有完整的解决方案)和简单但功能强大的计算机程序,即使以前没有计算经验的读者也适合。大卫·艾奇逊(David Acheson)的书将通过提供更高级的数学及其一些最生动的应用的预演来激励新进入者学习微积分的相关知识。

近二十年来,混沌的持续爆发,迫使教师们不仅要改变内容,还要改变许多科学课程的作风,自然法则的理念本身就受到了很大的影响。虽然这在动力学中尤其如此,但它也适用于物理学的所有分支,其他科学以及从初级水平开始的数学训练。

动力思想是物理学的支柱,过去催化了数学的发展,并将继续这样做。运动迫使物理学更接近混沌,要求在微积分课程中给予新的重视,教师和教材采取更现象学的态度,直到最近似乎还不合适。

本书在对动态思想的基本介绍中坚定地采用了这种新方法。它从三个基本的数学章节开始:泰勒级数,常微分方程和计算解方法。在那之后,本书的其余部分讨论了主要的动力学思想:振荡,行星运动,波浪,流体,不稳定性,大爆炸和混沌运动,最后是关于“不那么简单的钟摆”的一章,专门讨论几个混沌摆子的情况。一切都通过从动力学的最基本到前沿的例子来解释。

作为一个重要的功能,这本书包括一个非常脚踏实地的计算介绍和一个附录,其中包含十个用于探索动力学的程序,从非常基本的案例到三体系统。读者肯定会通过阅读他们来提升自己。

作者非常成功地将非常直观的数学与非常直观的物理结合在一本可读性很强的书中,这有助于理解从抽象到应用的过程,前提是学生已经学习(或同时遵循)更正式的分析课程。

总而言之,对于应用微积分,动力学或入门物理学(或此类课程的一部分)的第一年课程,这是一本最值得推荐的书。对于学校的科学教师和对科学感兴趣的普通读者来说,它也非常有用的。

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