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分析力学与非线性动力学

分析力学与非线性动力学围绕第一编 Lagrange 力学、第二编 Hamilton 力学、第三编 非线性动力学与综合复习建立连续章节顺序。

结构
3 编 · 6
适合读者
适合完成相关本科基础课程、需要进入高级理论与计算方法的读者。
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BEFORE READING

先修与记号

本册对象

用变分原理、Lagrange 与 Hamilton 形式研究约束系统、稳定性和混沌。

先修教材

符号约定

  • 本册在首次使用时定义分析力学与非线性动力学专用符号,并区分标量、向量、算子与单位。
  • 同一符号出现多种约定时明确命名空间、假设和适用章节。

CONTENTS

完整目录

PART 01

第一编 Lagrange 力学

第一编 Lagrange 力学组织最小作用量原理与 Euler–Lagrange 方程、广义坐标、约束与 Noether 定理,形成连续的学习单元。

  1. 01

    最小作用量原理与 Euler–Lagrange 方程

    最小作用量原理与 Euler–Lagrange 方程从泛函的一阶变分推导运动方程,把经典轨迹表述为固定端点下的作用量驻值,并核对自然边界条件。

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  2. 02

    广义坐标、约束与 Noether 定理

    广义坐标、约束与 Noether 定理使用虚位移和 Lagrange 乘子处理完整约束,再从连续对称的无穷小变换推导对应守恒量。

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PART 02

第二编 Hamilton 力学

第二编 Hamilton 力学组织Legendre 变换与 Hamilton 方程、Poisson 括号与正则变换,形成连续的学习单元。

  1. 03

    Legendre 变换与 Hamilton 方程

    Legendre 变换与 Hamilton 方程在 Hessian 非退化条件下由 Lagrangian 引入共轭动量和 Hamiltonian,并把二阶构型空间动力学改写为相空间中的一阶方程。

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  2. 04

    Poisson 括号与正则变换

    Poisson 括号与正则变换用括号代数表达可观测量的演化与守恒,比较各类生成函数,并以辛形式是否保持判定坐标变换的正则性。

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PART 03

第三编 非线性动力学与综合复习

第三编 非线性动力学与综合复习组织相空间、Poincaré 截面与混沌、分析力学与非线性动力学综合复习,形成连续的学习单元。

  1. 05

    相空间、Poincaré 截面与混沌

    相空间、Poincaré 截面与混沌从固定点、线性稳定性和相流出发,引入截面、Lyapunov 指数与分岔图,并辨别确定性混沌、不可积和随机性。

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  2. 06

    分析力学与非线性动力学综合复习

    分析力学与非线性动力学综合复习围绕受约束系统,串联变分原理、对称守恒、Legendre 变换、Hamilton 方程、Poisson 括号和相空间诊断。

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综合练习

  • 每章安排定义辨析、推导计算和结果核验练习。
  • 本册末章安排跨 Part 综合题,并保留可复算的解题检查点。

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