2014-06-06
微分方程式の講義ノートPDF。例題と解答付き (常微分方程式の初歩的な解き方を勉強)
微分方程式の基礎を学ぶための講義ノートPDF。
独学に使えるオンライン教科書を集めた。院試対策の演習問題と解答もある。
微分方程式は,大学1年で必ず押さえておこう。
そうしないとあちこちで(ほとんど全分野で!)つまづいてしまう。
物理や工学の他にも,化学反応,生き物の個体数,価格の変動…などなど,
「数式で動きをモデリング」する時に何にでも使う。早いうちにマスターしよう。
とくに解が厳密に求められるケースでは,
解き方のパターンを一通り押さえておく必要がある。
- 求積法 →解を積分で表現
- 級数解 →解を無限和で表現
こういった基礎ができれば,次はもっと実用的な段階にステップアップできる:
- 難しい微分方程式の場合,コンピュータで数値的に
シミュレーションして解を求める。
以下の資料で,常微分方程式を独学で勉強できる。
「常微分方程式」の講義ノート
PDF形式でしっかり学べる教科書:
https://www.math.kyoto-u.ac.jp/~kikuchi/parttime/wakayama2011/de/2011de.pdf
- 74ページ。入門にもってこいのノート。
- 引用:「定義や定理,計算結果などの羅列や箇条書きではなく,教科書の代わりになることを目指して,必要に応じて証明をつけている」
1 微分方程式と初等解法
2 基礎定理(解の存在と一意性など)
3 線形常微分方程式
微分方程式(青山大)
http://kyokan.ms.u-tokyo.ac.jp/~tsuboi/aoyama2006.html
- 高階線形まで。演算子法やロンスキー行列も少し。
初等解法 変数分離型.1階線形方程式.全微分型.
基礎定理 初期値問題.解の存在と一意性.
定数係数 線形方程式 斉次方程式と非斉次方程式. 重ね合わせの原理.基本解.演算子による解法.
変数係数 線形方程式 ロンスキー行列式.定数変化法.
Introduction to Differential Equations
http://www.math.ust.hk/~machas/differential-equations.pdf
- ホンコン科学技術大,128ページ。1階・2階からラプラス変換・級数解・非線形を経て偏微分方程式へ。
0 A short mathematical review 1
1 Introduction to odes 11
2 First-order odes 13
3 Second-order odes, constant coefficients 29
4 The Laplace transform 47
5 Series solutions 61
6 Systems of equations 69
7 Nonlinear differential equations 83
8 Partial differential equations 97
演習問題と解答(院試対策になる):
平成21年度 前期 微分方程式(九工大)
http://www.hwe.oita-u.ac.jp/rfukuda/09LecGuide1/de09.html
- 演習の問題と解答例。1階,2階,連立微分方程式まで。
微分方程式演習 2005、2006 年度
http://brain.cc.kogakuin.ac.jp/~kanamaru/lecture/difeq/
- 工学院大。2階とラプラス変換までの演習問題・解答。
Webページの形式で閲覧できるノート:
応用数学入門
http://next1.msi.sk.shibaura-it.ac.jp/MULTIMEDIA/diffpub/diffpub.html
- 芝浦工業大。パターンごとの解法がすごく網羅されており,セクションごとに問題,および末尾に全問の解答がある。
- 内容:1階,線形,連立,級数解,ラプラス変換,フーリエ級数,偏微分方程式も少し。
EMANの物理数学/微分方程式
http://homepage2.nifty.com/eman/math/contents.html
- 入門用の説明。定数係数・線形・非同次を経て,記号法も少し。
ときわ台学/微分方程式/解法と原理/講義ノート目次
主に工学系で,ラプラス変換(電気回路での応用)寄りの内容:
ラプラス変換と常微分方程式メモ
http://www.rinku.zaq.ne.jp/bkdit405/buturi/apma1.pdf
- 大阪工業大学,「応用数学I」の講義用メモ。93ページ。電気回路向けのラプラス変換。
第1章 常微分方程式−要約
第2章 ラプラス変換
第3章 超関数のラプラス変換
第4章 複素反転公式
第5章 2階の線形微分方程式
第6章 付録1ー授業で用いる特殊関数と積分
第7章 付録2ー梁(はり)の問題
第8章 付録3ー2元連立常微分方程式
授業ノート〜常微分方程式〜
http://www4.atpages.jp/uts1class27/cgi-bin/upload/sikepri/math2/math2.pdf
1 微分方程式の基礎概念
2 1階微分方程式の解法
3 定数係数線形微分方程式
4 ラプラス変換
5 熱伝導方程式
計算ではなく,微分方程式「論」(=解の安定性の解析など)を学ぶためのノート:
Ordinary Differential Equations - Modern Perspective
http://www.math.iitb.ac.in/~mcj/root.pdf
- ボンベイ大,271ページもある。常微分方程式だけで内容をずいぶん掘り下げた教科書。初期値問題,境界値問題,安定性解析,線形システムの制御理論も。
1 Introduction To Ordinary Differential Equations
2 Mathematical Preliminaries
3 Initial Value Problems
4 Linear System And Transition Matrix
5 Stability Analysis
6 Series Solution
7 Boundary Value Problems
8 Control Theory Of Linear Systems
動画で勉強:
線形の微分方程式の基礎を,動画で例題を解いて勉強する。Youtubeの「はんぺんロボット」
http://d.hatena.ne.jp/StudyGuide+Memo/20140514/p3
熱拡散がテーマの微分方程式を,Youtubeの動画で学ぶ。慶応大学「分布系の数理」の全動画
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http://d.hatena.ne.jp/language_and_engineering/20140518/AnalyticalMechanicsPhysicsPDFNoteLinks
- 4 http://t.co/vcXt1afWKc
- 3 http://reader.livedoor.com/reader/
- 1 http://dlvr.it/5vfFZl
- 1 http://feedly.com/
- 1 http://feedly.com/index.html
- 1 http://reader.livedoor.com/headline/
- 1 http://search.yahoo.co.jp/search?p=芝浦工業大学 数学 偏微分方程式&search.x=1&fr=top_ga1_sa&tid=top_ga1_sa&ei=UTF-8&aq=-1&oq=
- 1 http://www.google.co.jp/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=23&ved=0CDMQFjACOBQ&url=http://d.hatena.ne.jp/language_and_engineering/20140606/OrdinaryDifferentialEquationPDFLectureNotes&ei=c6ORU424JsvNlAX54oBQ&usg=AFQjCNGigTi1qohGMOCh17
- 1 http://www.google.co.jp/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=11&ved=0CCEQFjAAOAo&url=http://d.hatena.ne.jp/language_and_engineering/20140606/OrdinaryDifferentialEquationPDFLectureNotes&ei=q3CRU_v3GMHIkAWHx4DAAQ&usg=AFQjCNGigTi1qohGMOCh17tUYW
- 1 http://www.google.co.jp/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=0CFMQFjAG&url=http://d.hatena.ne.jp/language_and_engineering/20140606/OrdinaryDifferentialEquationPDFLectureNotes&ei=r0eRU7GhJbKlhAOjEQ&usg=AFQjCNGigTi1qohGMOCh17tUYWaM00mMrw