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书名:分数微积分——理论基础与应用导论
定价:89.0
ISBN:9787121388323
作者:伊哥洛·波德鲁布伊
版次:第1版
出版时间:2021-02
内容提要:
本书是研究分数微积分的经典书籍,致力于论述任意实数阶导数和积分概念、任意实数阶微积分方程以及它们在不同领域的应用。主要目的是为读者展示分数微积分、分数微分方程及其解法与应用的基本概念与理论。全书共分七部分,包括分数微积分中的特殊函数、分数导数的经典定义与积分变换、分数阶系统描述与线性分数微分方程理论及其求解算法、分数阶控制理论与应用、分数阶元件与复杂系统行为过程的数学建模、分形与分抗、分数阶电路与系统等。
作者简介:
Igor Podlubny为斯洛伐克科希策理工大学教授,应用数学博士,专注于研究数学在其他领域的应用,特别是对任意阶微分方程的应用。
袁晓,1964年生,四川中江人,工学博士,四川大学电子信息学院副教授。目前主要从事现代电路系统理论与技术、现代信号分析与处理等方面的研究与教学。近年来,致力于探索并建立表征与分析、理解与构造分数阶(电路)元件、分抗逼近电路、分数阶电路与系统等的一般数学原理与方法。提出标度拓展理论,探索与建立非正则标度方程相关理论与求解方法。
目录:
第1章分数微积分中使用的特殊函数
1.1伽马函数
1.1.1伽马函数的定义
1.1.2伽马函数的一些性质
1.1.3伽马函数的极限表示
1.1.4贝塔函数
1.1.5围线积分表示
1.1.61/Γ(z)的围线积分表示
1.2米塔-列夫勒函数
1.2.1定义及其一些函数关系
1.2.2双参量米塔-列夫勒函数的拉普拉斯变换
1.2.3米塔-列夫勒函数的导数
1.2.4有关米塔-列夫勒函数的微分方程
1.2.5求和公式
1.2.6米塔-列夫勒函数的积分
1.2.7渐近展开
1.3赖特函数
1.3.1赖特函数的定义
1.3.2赖特函数的积分表达式
1.3.3赖特函数与其他函数的关系
第2章分数导数与分数积分
2.1基本概念与名称
2.2格林瓦尔-莱特尼科夫分数导数
2.2.1整数阶导数与积分的统一定义
2.2.2任意阶积分
2.2.3任意阶导数
2.2.4(t-a)β的分数导数
2.2.5具有整数阶导数的复合运算
2.2.6分数导数的复合运算
2.3黎曼-刘维尔分数导数
2.3.1整数阶导数与积分的统一定义
2.3.2任意阶积分
2.3.3任意阶导数
2.3.4(t-a)β的分数导数
2.3.5黎曼-刘维尔分数导数与整数阶导数的复合运算
2.3.6分数导数的复合运算
2.3.7黎曼-刘维尔定义与格林瓦尔-莱特尼科夫定义之间的关系
2.4其他一些定义
2.4.1卡普途分数导数
2.4.2广义函数法
2.5序贯分数导数
2.6左和右分数导数
2.7分数导数的性质
2.7.1线性性质
2.7.2分数导数的莱布尼茨法则
2.7.3复合函数的分数导数
2.7.4单参量积分的黎曼-刘维尔分数导数
2.7.5下端点附近的行为
2.7.6远离下端点的行为
2.8分数导数的拉普拉斯变换
2.8.1拉普拉斯变换的基本知识
2.8.2黎曼-刘维尔分数导数的拉普拉斯变换
2.8.3卡普途分数导数的拉普拉斯变换
2.8.4格林瓦尔-莱特尼科夫分数导数的拉普拉斯变换
2.8.5米勒-罗斯序贯分数导数的拉普拉斯变换
2.9分数导数的傅里叶变换
2.9.1傅里叶变换的基本知识
2.9.2分数积分的傅里叶变换
2.9.3分数导数的傅里叶变换
2.10分数导数的梅林变换
2.10.1梅林变换的基本知识
2.10.2黎曼-刘维尔分数积分的梅林变换
2.10.3黎曼-刘维尔分数导数的梅林变换
2.10.4卡普途分数导数的梅林变换
2.10.5米勒-罗斯分数导数的梅林变换
第3章分数微分方程:解的存在性与**性定理
3.1线性分数微分方程
3.2一般形式的分数微分方程
3.3作为解法的存在性与**性定理
3.4解与初始条件的依赖关系
第4章分数微分方程:拉普拉斯变换法
4.1标准分数微分方程
4.1.1常线性分数微分方程
4.1.2偏线性分数微分方程
4.2序贯分数微分方程
4.2.1常线性分数微分方程
4.2.2偏线性分数微分方程
第5章分数格林函数
5.1定义与性质
5.1.1定义
5.1.2性质
5.2单项方程
5.3双项方程
5.4三项方程
5.5四项方程
5.6一般情况:n项方程
第6章分数阶方程的其他求解方法
6.1梅林变换法
6.2幂级数法
6.2.1单项方程
6.2.2非定常系数方程
6.2.3双项非线性方程
6.3Babenko符号演算法
6.3.1符号法的思想
6.3.2在热传导和物质输运中的应用
6.3.3Babenko符号法与拉普拉斯变换法的联系
6.4正交多项式法
6.4.1正交多项式法的核心思想
6.4.2正交多项式法的一般技巧
6.4.3里斯分数位势
6.4.4左黎曼-刘维尔分数积分和导数
6.4.5有关左黎曼-刘维尔分数积分的其他谱系关系
6.4.6右黎曼-刘维尔分数积分的谱系关系
6.4.7蠕变理论中的Arutyunyan方程求解
6.4.8阿贝尔积分方程的求解
6.4.9有限部分积分
6.4.10与非可积权函数正交的雅可比多项式
第7章分数导数的数值计算
7.1分数阶导数的黎曼-刘维尔定义与格林瓦尔-莱特尼科夫定义
7.2分数导数的逼近
7.2.1分数差分法
7.2.2求积公式的应用
7.3“短时记忆”原理
7.4逼近阶
7.5系数的计算
7.6高阶逼近
7.7高炉墙体内热负荷强度变化的计算
7.7.1问题的引入
7.7.2分数阶微分和积分
7.7.3热流量的分数阶导数计算法——方法A
7.7.4基于炉墙热场模拟仿真的热流量计算法——方法B
7.7.5解法的比较
7.8有限部分积分与分数导数
7.8.1用分数导数进行有限部分积分计算
7.8.2用有限部分积分进行分数导数计算
第8章分数微分方程的数值求解
8.1初始条件:什么问题需要求解?
8.2数值求解
8.3数值求解举例
8.3.1弛豫-振荡方程
8.3.2定常系数方程:浸入平板的运动
8.3.3不定系数方程:流体中气体溶解问题
8.3.4非线性问题:半无限体的辐射冷却
8.4“短时记忆”原理在分数微分方程初值问题中的应用
第9章分数阶系统与控制器
9.1分数阶系统与分数阶控制器
9.1.1分数阶控制系统
9.1.2分数阶传输函数
9.1.3米塔-列夫勒型新函数
9.1.4一般公式
9.1.5单位冲激响应与单位阶跃响应
9.1.6一些特殊情形
9.1.7PIλDμ控制器
9.1.8开环系统响应
9.1.9闭环系统响应
9.2举例
9.2.1分数阶被控系统
9.2.2整数阶逼近
9.2.3整数阶PD控制器
9.2.4分数阶控制器
9.3分数阶系统辨识
9.4小结
第10章分数微积分的应用综述
10.1阿贝尔积分方程
10.1.1一般要点备注
10.1.2一些方程可简化为阿贝尔方程
10.2黏弹性力学
10.2.1整数阶模型
10.2.2分数阶模型
10.2.3分数微积分相关方法
10.3反馈放大器的伯德分析
10.4分数阶电容器理论
10.5电路
10.5.1树分抗
10.5.2链分抗与串分抗
10.5.3多孔堤坝的电路模拟模型
10.5.4Westerlund广义分压器
10.5.5分数阶Chua-Hartley系统
10.6电分析化学
10.7电极-电解液界面
10.8分数多极点
10.9生物学
10.9.1生物系统的电导性
10.9.2神经元的分数阶模型
10.10分数扩散方程
10.11控制理论
10.12实验数据拟合
10.12.1经典回归模型的缺点
10.12.2分数导数法
10.12.3举例:Nizna Slana矿山钢缆
10.13“分数阶”物理学
附录A分数导数表
注译附录A 分数微积算子、分抗与分抗逼近电路及其运算特征
注译附录B Oldham分形链分抗逼近电路的输入阻抗函数序列的求解方法
注译附录C 粗糙界面电极的电路建模与标度拓展——非正则标度方程
注译附录D 任意阶分数算子的有理逼近——标度拓展与非正则标度方程
注译附录E 分数微积分的应用实现问题
中英文词汇对照表
参考文献
注译参考文献
注译后记
定价:89.0
ISBN:9787121388323
作者:伊哥洛·波德鲁布伊
版次:第1版
出版时间:2021-02
内容提要:
本书是研究分数微积分的经典书籍,致力于论述任意实数阶导数和积分概念、任意实数阶微积分方程以及它们在不同领域的应用。主要目的是为读者展示分数微积分、分数微分方程及其解法与应用的基本概念与理论。全书共分七部分,包括分数微积分中的特殊函数、分数导数的经典定义与积分变换、分数阶系统描述与线性分数微分方程理论及其求解算法、分数阶控制理论与应用、分数阶元件与复杂系统行为过程的数学建模、分形与分抗、分数阶电路与系统等。
作者简介:
Igor Podlubny为斯洛伐克科希策理工大学教授,应用数学博士,专注于研究数学在其他领域的应用,特别是对任意阶微分方程的应用。
袁晓,1964年生,四川中江人,工学博士,四川大学电子信息学院副教授。目前主要从事现代电路系统理论与技术、现代信号分析与处理等方面的研究与教学。近年来,致力于探索并建立表征与分析、理解与构造分数阶(电路)元件、分抗逼近电路、分数阶电路与系统等的一般数学原理与方法。提出标度拓展理论,探索与建立非正则标度方程相关理论与求解方法。
目录:
第1章分数微积分中使用的特殊函数
1.1伽马函数
1.1.1伽马函数的定义
1.1.2伽马函数的一些性质
1.1.3伽马函数的极限表示
1.1.4贝塔函数
1.1.5围线积分表示
1.1.61/Γ(z)的围线积分表示
1.2米塔-列夫勒函数
1.2.1定义及其一些函数关系
1.2.2双参量米塔-列夫勒函数的拉普拉斯变换
1.2.3米塔-列夫勒函数的导数
1.2.4有关米塔-列夫勒函数的微分方程
1.2.5求和公式
1.2.6米塔-列夫勒函数的积分
1.2.7渐近展开
1.3赖特函数
1.3.1赖特函数的定义
1.3.2赖特函数的积分表达式
1.3.3赖特函数与其他函数的关系
第2章分数导数与分数积分
2.1基本概念与名称
2.2格林瓦尔-莱特尼科夫分数导数
2.2.1整数阶导数与积分的统一定义
2.2.2任意阶积分
2.2.3任意阶导数
2.2.4(t-a)β的分数导数
2.2.5具有整数阶导数的复合运算
2.2.6分数导数的复合运算
2.3黎曼-刘维尔分数导数
2.3.1整数阶导数与积分的统一定义
2.3.2任意阶积分
2.3.3任意阶导数
2.3.4(t-a)β的分数导数
2.3.5黎曼-刘维尔分数导数与整数阶导数的复合运算
2.3.6分数导数的复合运算
2.3.7黎曼-刘维尔定义与格林瓦尔-莱特尼科夫定义之间的关系
2.4其他一些定义
2.4.1卡普途分数导数
2.4.2广义函数法
2.5序贯分数导数
2.6左和右分数导数
2.7分数导数的性质
2.7.1线性性质
2.7.2分数导数的莱布尼茨法则
2.7.3复合函数的分数导数
2.7.4单参量积分的黎曼-刘维尔分数导数
2.7.5下端点附近的行为
2.7.6远离下端点的行为
2.8分数导数的拉普拉斯变换
2.8.1拉普拉斯变换的基本知识
2.8.2黎曼-刘维尔分数导数的拉普拉斯变换
2.8.3卡普途分数导数的拉普拉斯变换
2.8.4格林瓦尔-莱特尼科夫分数导数的拉普拉斯变换
2.8.5米勒-罗斯序贯分数导数的拉普拉斯变换
2.9分数导数的傅里叶变换
2.9.1傅里叶变换的基本知识
2.9.2分数积分的傅里叶变换
2.9.3分数导数的傅里叶变换
2.10分数导数的梅林变换
2.10.1梅林变换的基本知识
2.10.2黎曼-刘维尔分数积分的梅林变换
2.10.3黎曼-刘维尔分数导数的梅林变换
2.10.4卡普途分数导数的梅林变换
2.10.5米勒-罗斯分数导数的梅林变换
第3章分数微分方程:解的存在性与**性定理
3.1线性分数微分方程
3.2一般形式的分数微分方程
3.3作为解法的存在性与**性定理
3.4解与初始条件的依赖关系
第4章分数微分方程:拉普拉斯变换法
4.1标准分数微分方程
4.1.1常线性分数微分方程
4.1.2偏线性分数微分方程
4.2序贯分数微分方程
4.2.1常线性分数微分方程
4.2.2偏线性分数微分方程
第5章分数格林函数
5.1定义与性质
5.1.1定义
5.1.2性质
5.2单项方程
5.3双项方程
5.4三项方程
5.5四项方程
5.6一般情况:n项方程
第6章分数阶方程的其他求解方法
6.1梅林变换法
6.2幂级数法
6.2.1单项方程
6.2.2非定常系数方程
6.2.3双项非线性方程
6.3Babenko符号演算法
6.3.1符号法的思想
6.3.2在热传导和物质输运中的应用
6.3.3Babenko符号法与拉普拉斯变换法的联系
6.4正交多项式法
6.4.1正交多项式法的核心思想
6.4.2正交多项式法的一般技巧
6.4.3里斯分数位势
6.4.4左黎曼-刘维尔分数积分和导数
6.4.5有关左黎曼-刘维尔分数积分的其他谱系关系
6.4.6右黎曼-刘维尔分数积分的谱系关系
6.4.7蠕变理论中的Arutyunyan方程求解
6.4.8阿贝尔积分方程的求解
6.4.9有限部分积分
6.4.10与非可积权函数正交的雅可比多项式
第7章分数导数的数值计算
7.1分数阶导数的黎曼-刘维尔定义与格林瓦尔-莱特尼科夫定义
7.2分数导数的逼近
7.2.1分数差分法
7.2.2求积公式的应用
7.3“短时记忆”原理
7.4逼近阶
7.5系数的计算
7.6高阶逼近
7.7高炉墙体内热负荷强度变化的计算
7.7.1问题的引入
7.7.2分数阶微分和积分
7.7.3热流量的分数阶导数计算法——方法A
7.7.4基于炉墙热场模拟仿真的热流量计算法——方法B
7.7.5解法的比较
7.8有限部分积分与分数导数
7.8.1用分数导数进行有限部分积分计算
7.8.2用有限部分积分进行分数导数计算
第8章分数微分方程的数值求解
8.1初始条件:什么问题需要求解?
8.2数值求解
8.3数值求解举例
8.3.1弛豫-振荡方程
8.3.2定常系数方程:浸入平板的运动
8.3.3不定系数方程:流体中气体溶解问题
8.3.4非线性问题:半无限体的辐射冷却
8.4“短时记忆”原理在分数微分方程初值问题中的应用
第9章分数阶系统与控制器
9.1分数阶系统与分数阶控制器
9.1.1分数阶控制系统
9.1.2分数阶传输函数
9.1.3米塔-列夫勒型新函数
9.1.4一般公式
9.1.5单位冲激响应与单位阶跃响应
9.1.6一些特殊情形
9.1.7PIλDμ控制器
9.1.8开环系统响应
9.1.9闭环系统响应
9.2举例
9.2.1分数阶被控系统
9.2.2整数阶逼近
9.2.3整数阶PD控制器
9.2.4分数阶控制器
9.3分数阶系统辨识
9.4小结
第10章分数微积分的应用综述
10.1阿贝尔积分方程
10.1.1一般要点备注
10.1.2一些方程可简化为阿贝尔方程
10.2黏弹性力学
10.2.1整数阶模型
10.2.2分数阶模型
10.2.3分数微积分相关方法
10.3反馈放大器的伯德分析
10.4分数阶电容器理论
10.5电路
10.5.1树分抗
10.5.2链分抗与串分抗
10.5.3多孔堤坝的电路模拟模型
10.5.4Westerlund广义分压器
10.5.5分数阶Chua-Hartley系统
10.6电分析化学
10.7电极-电解液界面
10.8分数多极点
10.9生物学
10.9.1生物系统的电导性
10.9.2神经元的分数阶模型
10.10分数扩散方程
10.11控制理论
10.12实验数据拟合
10.12.1经典回归模型的缺点
10.12.2分数导数法
10.12.3举例:Nizna Slana矿山钢缆
10.13“分数阶”物理学
附录A分数导数表
注译附录A 分数微积算子、分抗与分抗逼近电路及其运算特征
注译附录B Oldham分形链分抗逼近电路的输入阻抗函数序列的求解方法
注译附录C 粗糙界面电极的电路建模与标度拓展——非正则标度方程
注译附录D 任意阶分数算子的有理逼近——标度拓展与非正则标度方程
注译附录E 分数微积分的应用实现问题
中英文词汇对照表
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