Асимптотические методы — наверное, самая романтическая область современной математики. Они нашли широкое распространение в механике, физике и других точных науках. Более того, асимптотические идеи пронизывают все остальные области человеческого знания, всю нашу жизнь.
Асимптотические методы до конца не формализуются, и в этом их прелесть, здесь остается большой простор для фантазии, догадки и интуиции исследователя, что граничит с искусством. По асимптотическим методам написано много книг, но для чтения их необходима хорошая математическая подготовка. Авторы попытались впервые изложить асимптотические идеи и методы на популярном уровне, доступном широкому кругу читателей. При этом они не ударились в крайность, когда в популярной книге по естественным наукам нет даже формул.
В их книге математика осталась, (видимо, иного и не могло быть, ведь популярно излагать математические методы), но эта математика на уровне хорошего школьного образования. Вместе с тем, авторам удалось продемонстрировать на простых примерах все основные идеи асимптотических подходов и методов, подробно рассказать о результатах их применения в различных областях знания, включая механику, механику жидкости, физику, биологию, искусство и искусствоведение.
Рукопись книги дополнена всем уместным и глубоким приложением, где излагается работа Р. Г. Бараника “Что такое асимптотические методы?” (попытка разобраться). В заключении хочу отметить, что для пропаганды асимптотических методов данная книга будет иметь существенное значение. Книга найдет широкий круг читателей от школьников, студентов, научных работников до всех, интересующихся асимптотическими методами.
Излагаются эффективные аналитические методы малого параметра для приближенного решения широких классов задач оптимального управления, ориентированные на построение синтеза. Актуальность разработки приближенных методов в теоретическом и прикладном аспектах обусловлена важностью их для практики.
Математический аппарат исследований получен сочетанием асимптотических методов нелинейной механики с методами теории оптимального управления. Значительное внимание уделяется анализу управляемых колебательных движений, лежащих в основе многих процессов. Развитые подходы подтверждаются решением задач оптимального управления орбитальными движениями и вращением космических аппаратов, движениями манипуляционных роботов, маятниковых систем, тел с внутренними степенями свободы и др.
Исследованы вопросы статического и динамического расчета конструктивно-ортотропных цилиндрических оболочек. В качестве основного аппарата исследования использован метод асимптотического интегрирования. В результате получены упрощенные краевые задачи, определены пределы применимости упрощенных теорий, а также оценена их точность.
Решены конкретные задачи расчета ребристых цилиндрических оболочек. Даны практические рекомендации по применению изложенных методов к расчету подкрепленных конструкций.
Монография предназначена для научных сотрудников, инженеров, аспирантов и студентов, специализирующихся в области расчета тонкостенных конструкций.
В монографии рассматриваются асимптотические методы решения задач колебаний балок и пластин. Основное внимание уделено гомотопическому методу возмущений, который основывается на введении искусственного малого параметра.
Исследованы линейные колебания конструкций со смешанными граничными условиями, а также нелинейные колебания систем с распределенными параметрами, в которых возникают внутренние резонансы. Для научных работников, инженеров, студентов старших курсов.
Я испытывал двойственные чувства, готовя книгу ко второму изданию. Мне было ясно, что надо исправить все ошибки и опечатки, найденные со времени первого издания. Это было легко, потому что ошибки были незначительны, а опечатки немногочисленны.
Труднее было решить, надо ли дополнить текст или хотя бы список литературы. В конце концов я решил, что книга в этом не нуждается. Главная ценность математической книги состоит в том, что она учит читателя элементам математического языка и некоторым навыкам. Ни одна книга не может полностью исчерпать сколько-нибудь серьёзную область математики, как бы ни старался автор.
Псевдодифференциальные операторы давным давно стали языком и полезным орудием в уравнениях с частными производными. Поэтому бессмысленно пытаться исчерпать эту область. Вот простое доказательство этого факта. В июле 2000 года в MathSciNet, базе данных Американского математического общества, построенной на основе реферативного журнала Mathematical Reviews, за несколько секунд компьютером поиска слов “pseudodifferential operators” (псевдодифференциальный оператор) я нашел 3695 источников (в том числе 363 книги), в которых такая комбинация слов встречается в названиях или реферате. (Там же нашлось 963 книги, в которых слова среди текста упоминаются, но я не смог выяснить, каково пересечение соответствующих списков.)
Основу книги составляет курс лекций, читаемый автором в течение ряда лет на физическом факультете МГУ. Книга содержит как классические основы теории — принцип максимума, теоремы существования, различные обобщённые решения, априорные оценки Шаудера, так и менее традиционный материал — теоремы о разложимости функций в ряды по собственным функциям эллиптических операторов, теоремы о гладкости решений вариационных задач, теорему существования обобщённого решения задачи Дирихле для сильно эллиптического оператора.
Книга служит хорошим введением в круг идей и методов теории эллиптических уравнений и может быть полезна как математикам, так и физикам.
Объекты могут быть разной природы: геометрические тела, молекулы, дифференциальные уравнения, функции и т.п. Главное, чтобы они не менялись при каких-либо преобразованиях. Преобразования бывают дискретными или непрерывными. Если преобразования дискретные и их конечное число, группа называется конечной. Количество элементов в конечной группе G называется порядком группы и обозначается |G|.
Группа симметрии молекулы состоит из конечного числа геометрических преобразований, под действием которых молекула переходит сама в себя. Все такие преобразования (элементы симметрии) оставляют на месте по крайней мере одну точку, поэтому такие группы называют точечными.
Мы не будем обсуждать степень гладкости функции F, полагая её дифференцируемой столько раз, сколько нам потребуется. Порядком уравнения называется порядок m старшей производной, входящей в (1.1).
Если линейная комбинация двух решений снова является решением, уравнение называют линейным. Линейное уравнение можно записать в виде L̂u = b(x), где линейный оператор равен сумме.
Книга предназначена для научных работников и студентов, интересующихся современными методами исследования сложных систем, описываемых алгебраическими и дифференциальными уравнениями.
В издании изложен синтетический метод, объединяющий возможности теории групп и асимптотического анализа. На основе этого метода получены асимптотически обоснованные динамические уравнения теории пластин и оболочек. Решен ряд задач об излучении нестационарных волновых процессов в пластинах и оболочках.
Пусть в пространстве E2 задана некоторая функция u(x, y), имеющая частные производные второго порядка (причем uxy = uyx). Тогда общим уравнением в частных производных называется уравнение: F (x, y, u, ux, uy , uyy , uxx, uxy ) = 0, где F – некоторая функция. Его частным случаем является так называемое квазилинейное уравнение: a11(x, y, u, ux, uy )uxx + 2a12(x, y, u, ux, uy )uxy + a22(x, y, u, ux, uy )uyy + F1(x, y, u, ux, uy ) = 0.
Нас будут интересовать уравнения, линейные относительно старших производных, то есть, когда функции a11, a12, a22 зависят только от переменных x, y: a11(x, y)uxx + 2a12(x, y)uxy + a22(x, y)uyy + F (x, y, u, ux, uy ) = 0. Уравнение называется линейным, если оно линейно как относительно старших производных uxx, uyy , uxy , так и относительно функции u и ее первых производных: a11uxx + 2a12uxy + a22uyy + b1ux + b2uy + cu + f = 0, (1.1) где a11, a12, a22, b1, b2, c, f – функции только от x и y.
