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常微分方程
第12次开课
开课时间: 2025年07月07日 ~ 2025年09月14日
学时安排: 3-6小时每周
进行至第7周,共10周 已有 436 人参加
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spContent=常微分方程是近现代各科学工程领域进行数学建模和定量研究的基本工具之一。这门核心课程紧密联系了高等数学(微积分和线性代数)与实际应用,是后续许多数学和专业课程的基础。通过本课程的学习,学生将掌握微分方程的基本概念、基本理论和基本方法,以及了解到在不同科学领域里用常微分方程进行数学建模的一些典型实例。课程授课老师为浙江大学数学科学学院林智教授和童雯雯高级讲师。 除了传统讲授外,课程还提供了经典建模实例的演示代码,课外延伸阅读文档及科普视频链接等教辅资源。
常微分方程是近现代各科学工程领域进行数学建模和定量研究的基本工具之一。这门核心课程紧密联系了高等数学(微积分和线性代数)与实际应用,是后续许多数学和专业课程的基础。通过本课程的学习,学生将掌握微分方程的基本概念、基本理论和基本方法,以及了解到在不同科学领域里用常微分方程进行数学建模的一些典型实例。课程授课老师为浙江大学数学科学学院林智教授和童雯雯高级讲师。 除了传统讲授外,课程还提供了经典建模实例的演示代码,课外延伸阅读文档及科普视频链接等教辅资源。
—— 课程团队
课程概述

  《常微分方程》是一门公共数学基础课。它是联系微积分和线性代数最紧密的课程,也是一些后续课程的基础。该课程的主要任务是通过各教学环节,让学生了解和掌握常微分方程的基本概念和理论,几类基础方程的解法,以及这些理论和方法在物理、力学、生物和经济等学科中的应用, 并介绍常微分方程数值解法的入门知识。本课程既传授了学生常微分方程课程必备的基础知识,又培养学生分析问题和解决问题的能力。这些知识和能力的培养为学生后续课程的学习奠定了坚实的基础。


  本课程适合大一、大二各专业或者正在准备复习考研的学习者。

授课目标

掌握微分方程的基本概念、基本理论和基本方法:

1. 能够熟练用积分方法解几个典型的一阶方程和可降阶二阶方程;

2. 掌握高阶线性微分方程的通解理论并会熟练地运用代数方法解常系数线性方程(组);

3. 对于简单应用问题会列出定解问题并求解为后续课程和应用打下必要的方程基础。

课程大纲

第一周 初等积分法 - 上

1.1 绪论

1.2 常微分方程的基本概念

1.3 可分离变量方程

第二周 初等积分法 - 下

2.1 一阶线性方程和伯努利方程

2.2 全微分方程和积分因子

2.3 几类可降阶的二阶微分方程

初等积分法单元测验

第三周 线性微分方程 - 上

3.1 线性微分方程解的结构

3.2 常系数齐次线性微分方程

第四周 线性微分方程 - 中

4.1 二阶常系数非齐次线性微分方程:类型一(上)

4.2 二阶常系数非齐次线性微分方程:类型一(下)

4.3 二阶常系数非齐次线性微分方程:类型二(上)

第五周 线性微分方程 - 下

5.1 二阶常系数非齐次线性微分方程:类型二(下)

5.2 二阶变系数线性微分方程的一些解法(上)

5.3 二阶变系数线性微分方程的一些解法(下)

线性微分方程单元测验

第六周 线性微分方程组

6.1 线性微分方程组的一般理论

6.2 齐次常系数线性微分方程组的解法

6.3 非齐次常系数线性微分方程组的解法

6.4 二元非齐次常系数线性微分方程组的消元法

第七周 常微分方程的应用

7.1 常微分方程的应用(上)

7.2 常微分方程的应用(下)

微分方程组及微分方程应用单元测验

第八周 数值常微分方程入门

8.1 数值微分

8.2 常微分方程数值求解的欧拉方法

8.3 常微分方程数值求解的龙格-库塔法

预备知识

微积分(一):单变量微积分学

线性代数:矩阵的定义,基本性质及运算,方阵的特征值问题

参考资料

参考教材:

《常微分方程》,第5版,蔡燧林,浙江大学出版社,2023年5月

相关资料:

[1] 《常微分方程 (第三版)》, 王高雄,周之铭,朱思铭,王寿松. 高等教育出版社. 2006年7月.

[2]《常微分方程 (第三版) 同步辅导及习题全解》, 王高雄,周之铭,朱思铭,王寿松. 高等教育出版社. 2006年7月. 

[3] 《数值计算方法(第三版)》,朱建新、李有法 编,高等教育出版社,2012年


浙江大学
2 位授课老师
林智

林智

教授

童雯雯

童雯雯

高级讲师

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