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ODE

Apr 15, 2024 ODE Foundations 10 min read

常微分方程(十八):前沿专题与系列总结

系列终章。回顾正在重塑动力学建模的四大前沿——Neural ODE、时滞方程、随机微分方程、分数阶微积分——然后用一张方法选择流程图、一张 ODE-机器学习连接图,把整个 18 章的旅程做一次完整的盘点和送别。

Mar 29, 2024 ODE Foundations 7 min read

常微分方程(十七):物理与工程应用

ODE 在物理和工程中的真实应用:非线性单摆、RLC 电路与谐振、开普勒轨道与守恒律、多自由度结构振动与调谐质量阻尼器、流体从 Poiseuille 流到旋涡脱落——五个经典案例配完整 Python 仿真。

Mar 12, 2024 ODE Foundations 8 min read

常微分方程(十六):控制理论基础

从经典 PID 控制器、根轨迹、Bode 图,到现代状态空间方法、极点配置、LQR 最优控制和 Luenberger 观测器:本章用 ODE 把控制理论的核心串成一个完整的设计闭环。

Feb 24, 2024 ODE Foundations 9 min read

常微分方程(十五):种群动力学

数学生态学完整地图:从单种群 Logistic 与 Allee,到 Lotka-Volterra 捕食与竞争,再到年龄结构 Leslie 矩阵、集合种群、Fisher-KPP 行波。

Feb 7, 2024 ODE Foundations 8 min read

常微分方程(十四):传染病模型与流行病学

从第一性原理构建数学流行病学:SIR / SEIR 模型,R0 与群体免疫阈值的解析推导,以及包含无症状传播与时变干预的 COVID 风格情景。

Jan 21, 2024 ODE Foundations 9 min read

常微分方程(十三):偏微分方程引论

当未知函数依赖多于一个自变量时,ODE 世界分裂为更广阔的偏微分方程世界。本章系统地讲三大经典方程:热方程、波动方程、Laplace 方程。

Jan 4, 2024 ODE Foundations 11 min read

常微分方程(十二):边值问题

边值问题在区间两端各给一部分信息。掌握打靶法、有限差分、配点法和 Sturm-Liouville 特征值问题——从梁的挠度到量子谐振子。

Dec 18, 2023 ODE Foundations 3 min read

常微分方程(十一):数值方法

从欧拉的切线一步到 Dormand-Prince 自适应积分器:实用数值工具集。收敛阶、A-稳定性、刚性问题,以及何时该用 Radau 或 BDF 取代 RK45。

Dec 1, 2023 ODE Foundations 13 min read

常微分方程(十):分岔理论

为什么湖泊会突然从清澈变浑浊?为什么股市会毫无预兆地崩盘?分岔理论是研究系统'质变'的数学工具——而所有质变其实只有几种标准形式。

Nov 14, 2023 ODE Foundations 6 min read

常微分方程(九):混沌理论与洛伦兹系统

确定性却不可预测:Lorenz 系统、蝴蝶效应、Lyapunov 指数、奇异吸引子,以及从有序到混沌的路径——附 Python 模拟。

Oct 28, 2023 ODE Foundations 6 min read

常微分方程(八):非线性系统与相图

捕食-猎物循环、竞争排斥、Van der Pol 极限环、Hamilton 系统与 Poincare-Bendixson 定理——2D 非线性动力学的完整工具箱。

Oct 11, 2023 ODE Foundations 6 min read

常微分方程(七):稳定性理论

桥梁能否扛住大风?生态系统能否从冲击中恢复?稳定性理论用 Lyapunov 函数、线性化和分岔分析回答这些问题——而且不需要解方程。

Sep 24, 2023 ODE Foundations 11 min read

常微分方程(六):线性微分方程组

当多个变量相互影响时,单个方程不再足够。学习矩阵指数、基解矩阵、相空间分析,以及耦合振子和电路网络中的应用。

Sep 7, 2023 ODE Foundations 10 min read

常微分方程(五):级数解法与特殊函数

当初等函数无能为力时,幂级数登场。学习 Frobenius 方法,认识物理中的特殊函数:Bessel、Legendre、Hermite 和 Airy 函数——附 Python 可视化。

Aug 21, 2023 ODE Foundations 10 min read

常微分方程(四):拉普拉斯变换

工程师的秘密武器:用拉普拉斯变换把微分方程化为代数。学习核心性质、部分分式、传递函数和 PID 控制基础。

Aug 4, 2023 ODE Foundations 11 min read

常微分方程(三):高阶线性微分方程

从弹簧到 RLC 电路,系统讲清高阶线性 ODE 的全部理论:叠加原理、Wronskian 行列式、特征方程、待定系数法、参数变易法,以及共振现象。

Jul 18, 2023 ODE Foundations 11 min read

常微分方程(二):一阶微分方程的求解方法

掌握一阶 ODE 的四大求解技巧:分离变量法、积分因子法、恰当方程和伯努利方程——附金融、药理学、生态学和电路应用。

Jul 1, 2023 ODE Foundations 12 min read

常微分方程(一):微分方程的起源与直觉

微分方程为何存在?从冷却的咖啡和摆动的单摆出发,建立你对 ODE 的第一直觉,并用 Python 求解第一个微分方程。