提供每一章的基本要求、内容要点、重点难点分析
第一章:一些典型方程和定解条件的建立
要求:掌握推导数理方程的一般步骤,会用“微元法”导出弦振动方程、热传导方程、泊松方程等,掌握三种类型的边界条件;正确理解偏微分方程定解问题、定解条件(初始条件、边界条件)、定解问题适定性等基本概念。
教学重点:利用“微元法”建立波动方程、热传导方程
教学难点:第三类边界条件的建立
内容要点:
基本方程的建立、定解条件、定解问题
第二章:分离变量法
要求:理解分离变量法的基本思想,理解其本质以及适用范围;熟练掌握用分离变量法求解定解问题的步骤,并运用分离变量法求解方程和边界条件都是齐次的定解问题;学会用本征函数法求解方程为非其次,边界条件为齐次的定解问题;掌握非齐次边界条件的齐次化方法(辅助函数法);掌握极坐标系中圆型域上拉普拉斯方程边值问题的求解;了解Strum-Liourier理论的一些结论。
教学重点:分离变量法、本征函数法、辅助函数法
教学难点:非齐次边界条件的齐次化方法(辅助函数法的选取)
内容要点:
有界弦的自由振动、有限长杆上的热传导、圆域内的二维拉普拉斯方程的定解问题、非齐次方程的解法、非齐次边界条件的处理、关于二阶常微分方程本征值问题的一些结论
第三章:行波法与积分变换法
要求:掌握达朗贝尔公式的推导;学会用特征变换法求解一维齐次波动方程柯西问题;掌握傅立叶变换和拉普拉斯变换的基本方法,会选择适当的变换求定解问题;了解三维波动方程的求解
教学重点:达朗贝尔公式的推导、特征变换法、傅立叶变换和拉普拉斯变换
教学难点:二阶线性偏微分方程的特征方程、三维波动方程的求解、d函数的傅里叶变换
内容要点:
一维波动方程的达朗贝尔公式、三维波动方程的定解问题、拉普拉斯变换法、傅立叶变换法、积分变换法举例
第四章:贝塞尔函数
要求:掌握第一类贝塞尔函数级数的表达式;掌握贝塞尔方程的通解形式;能熟练运用贝塞尔函数的递推公式计算积分;掌握贝塞尔函数的正交性,会将函数展开成贝塞尔函数的级数。
教学重点:贝塞尔方程的通解、贝塞尔函数的性质
教学难点:贝塞尔方程的求解、贝塞尔函数的正交性
内容要点:
几个微分方程的引入、伽马函数的基本知识、贝塞尔方程的求解、贝塞尔函数的基本性质、贝塞尔函数应用举例
第五章:勒让德多项式
要求:了解勒让德方程的引出和概念;掌握勒让德方程的级数解;掌握勒让德多项式的性质及递推公式;掌握函数展开成勒让德多项式的级数的方法。
教学重点:勒让德多项式及其性质
教学难点:勒让德方程的求解、勒让德多项式递推公式的灵活应用
内容要点:
几个微分方程的引入、勒让德方程的求解、勒让德多项式的性质、函数展成勒让德多项式的级数