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常微分方程 ■
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《常微分方程》是北京大学数学科学学院的本科生二年级的重要基础课。为期一学期,教学时间15周,复习、考试1周,总共3学分。
每年学生约260人(包括本院学生、元培班学生和重修的学生),分成两个大班,由两个主讲教师依照同样的教学计划(包括进度、内容、习题和作业的的安排)同步授课(每周3学时),同时配备有四位助教批改作业。
每学期期中、期末考试各一次,采用统一的考题和统一的评分标准。考试分数为百分制。期末总成绩为期中成绩的35%加上期末成绩的50%再加上学生交作业的次数。
课程目前采用的教材是丁同仁、李承治编著的《常微分方程教程》(高等教育出版社2004年第二版)。该书的第一版获国家教委第三届优秀教材一等奖。主要教学参考书是V.I.Arnold 《Ordinary Differential Equations》。(中译本: 阿尔诺德 《常微分方程》, 沈家骐、周宝熙、卢亭鹤译, 科学出版社1985)
本课程的内容包括:微分方程的初等积分法,解的存在唯一性、解的延伸及解对初值和参数的依赖性,线性微分方程组,解的级数解法,二阶微分方程的边值问题 ,首次积分与一阶偏微分方程等。本课程有两个鲜明特点:(1)在数学学院的本科生课程系列中,它起着承前启后的作用。一方面,它要大量应用前面重要的基础课“数学分析”、“高等代数”和“解析几何”的内容,是数学分析的天然的后续课程,而且在它所产生的的较深的问题中,它又是高等分析里大部分的理论和方法的根源。在微分方程发展的过程中, 它是产生以下数学分支的主要因素之一:复分析,Lebesgue积分,Banach空间和Hilbert空间。(2)常微分方程扎根于实际问题,因此这门课程又是数学理论联系实际的一个重要触角。
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常微分方程 ■
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| 柳彬 |
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姓 名: 柳 彬
出生年月: 1963年7月24日
职 称: 教授,博导
最高学位: 理学博士
研究方向: 常微分方程(微分方程定性理论)
学 历:
1980.09-1984.07 北京大学数学系,理学学士学位
1984.09-1987.07 北京大学数学系,理学硕士学位
1987.09-1990.07 北京大学数学系,理学博士学位
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工作经历:
1990.08-1993.07 北京大学数学系,讲师
1993.08-1999.06 北京大学数学系,副教授
1999.07-至今 北京大学数学科学学院,教授, (2000年以后为博导)
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| 李承治 |
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姓 名: 李承治
出生年月: 1943年10月26日
职 称: 教授,博导
最高学位: 理学博士
研究方向: 常微分方程(微分方程定性理论)
学 历:
1961.09-1966.07 北京大学数学力学系,本科
1978.10-1981.09 北京大学数学系,理学硕士学位(在职研究生)
1986 北京大学数学系,在职申请获理学博士学位
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工作经历:
1968.09-1978.10 天津市第四十学教师
1981.10-1987.08 北京大学数学系,讲师
1987.09-1991.07 北京大学数学系,副教授
1991.07-至今 北京大学数学科学学院,教授(1993年以后为博导)
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| 孙文祥 |
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姓 名:孙文祥
出生日期:1958年3月6日
职 称:教授,博导
最高学位:理学博士
研究方向:微分动力系统
学 历:
1976.09-1979.06 河北师范大学数学系
1991.09-1993.12 中山大学岭南学院 理学博士学位
1994.01-1995.12 北京大学数学系 博士后研究
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工作经历:
1979.06-1993.12 河北师大数学系, 助教,讲师,副教授
1996.01-2000.07 北京大学数学学院 副教授
2000.08- 至今 北京大学数学学院 教授 (2001年以后为博导)
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| 杨家忠 |
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姓 名: 杨家忠
出生日期: 1964年9月
职 称: 副教授
最高学位: 理学博士
研究方向: 常微分方程与动力系统
学 历:
1980.09-1984.07 山东大学数学系,理学学士学位
1987.09-1990.07 内蒙古大学数学系,理学硕士学位
1993.10-1997.07 以色列理工学院数学系,理学博士学位
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工作经历:
1984.08-1993.07 北京信息工程学院,讲师
1997.08-1999.07 圣保罗大学数学系博士后
1999.08-2000.03 帝国理工学院数学系等访问学者
2000.04-至今 北京大学数学学院
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| 甘少波 |
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姓 名:甘少波
出生日期:1969年9月10日
职 称:副教授
最高学位:理学博士
研究方向:微分动力系统
学 历:
1985.09-1989.07 清华大学应用数学系,理学学士
1989.09-1992.07 北京大学数学系,理学硕士
1994.09-1997.07 北京大学数学系,理学博士
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工作经历:
1992.08-1994.08 清华大学应用数学系,助教
1997.07-2000.08 北京大学数学科学学院,讲师
2000.08-至今 北京大学数学科学学院,副教授
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常微分方程 ■
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| 第一学期 |
授课内容 |
第01次课 |
第一章 基本概念
§1 微分方程及其解的定义
§2 微分方程及其解的几何解释
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第02次课 |
第二章 初等积分法
§1 恰当方程
§2 变量分离的方程 |
第03次课 |
§3 一阶线性方程
§4 初等变换法(1)
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第04次课 |
§4 初等变换法(2)
§5 积分因子法
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第05次课 |
§6 应用举例
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第06次课 |
第三章 存在和唯一性定理
§1 比卡存在和唯一性定理
§2 佩亚诺定理介绍 |
第07次课 |
§3 解的延伸
§4 比较定理介绍
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第08次课 |
第四章 奇解
§1 一阶隐式方程
§2 奇解
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第09次课 |
第五章 高阶微分方程
§1 几个例子
§2 n维线性空间中的微分方程
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第10次课 |
§3 解对初值和参数的连续依赖性
§4 解对初值和参数的连续可微性
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第11次课 |
期中考试
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第12次课 |
第六章 线性微分方程组
§1 一般理论
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第13次课 |
§2 常系数线性微分方程组
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第14次课 |
§3 高阶线性微分方程式
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第15次课 |
第七章 幂级数解法
§1 柯西定理介绍
§2 幂级数解法
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第16次课 |
§3 广义幂级数解法
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第17次课 |
第九章 边值问题
§1 Sturm比较定理
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第18次课 |
§2 S-L边值问题
§3 特征函数系的正交性
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第19次课 |
第十章 首次积分
§1 首次积分的定义
§2 首次积分的性质
§3 首次积分的存在性
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第20次课 |
第十一章 一阶偏微分方程
§1 一阶齐次线性偏微分方程
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第21次课 |
§2 一阶拟线性偏微分方程
§3 几何解释
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第22次课 |
第八章 定性理论与分支理论介绍
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第23次课 |
复习
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第24次课 |
期末考试
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常微分方程 ■
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常微分方程 ■
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| 第一学期 |
作业 |
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第01次课
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习题1.1: 1(4), 4(4)
习题1.2: 1(1), 2(1) |
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第02次课
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习题2.1: 7, 10
习题2.2: 3(3), 4, 5
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第03次课
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习题2.3: 1(1), 5, 6 |
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第04次课
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习题2.4:1(2), 2(1)
习题2.5:1(1),3,4
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第05次课
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习题2.6: 1(2), 4, 6 |
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第06次课
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习题3.1: 1(1), 2
习题3.2: 3 |
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第07次课
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习题3.3: 3(3), 4 |
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第08次课
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习题4.1: 1(1,2), 2(1)
习题4.2: 1(1) |
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第09次课
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习题5.2: 1,2 |
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第10次课
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习题5.3: 2
习题5.4: 2 |
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第11次课
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期中考试 |
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第12次课
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习题6.1: 2(1),3,4 |
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第13次课
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习题6.2: 1(1,3), 2(4), 3(4), 5 |
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第14次课
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习题6.3: 1,7,9,10(3,8,13) |
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第15次课
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习题7.2: 1(1,3), 3 |
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第16次课
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习题7.4: 2(3,5) |
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第17次课
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习题9.1: 1, 2, 4 |
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第18次课
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习题9.2:1,3
习题9.3: 2 |
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第19次课
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习题10.2: 1, 2 |
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第20次课
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习题11.1: 1(1,3), 2(1) |
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第21次课
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习题11.2: 1(2), 2;
习题11.3: 1, 2 |
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第22次课
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第23次课
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复习 |
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第24次课
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期末考试 |
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常微分方程 ■
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《常微分方程教程》(第二版)丁同仁,李承治 高等教育出版社,2004
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常微分方程 ■
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1. P. Hartman, Ordinary Differential Equations Birkhauser 1982
2. 阿尔诺德, 常微分方程 沈家骐, 周宝熙, 卢亭鹤译,科学出版社1985
3.Hirsch, Morris W. & Smale, S., Differential equations, Dynamical systems, and Linear algebra,Academic Press 1974
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常微分方程 ■
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考核办法:
期中、期末考试各一次,采用统一的考题和统一的评分标准。考试分数为百分制。期末总成绩为期中成绩的35%加上期末成绩的50%再加上学生交作业的次数。
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