内容简介
Partial differential equations is a many-faceted subject. Created to describe the mechanical behavior of objects such as vibrating strings and blowing winds, it has developed into a body of material that interacts with many branches of math- ematics, such as differential geometry, complex analysis, and harmonic analysis, as well as a ubiquitous factor in the description and elucidation of problems in mathematical physics.
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目录
Contents of Volumes I and Ⅱ
Preface
13 Function Space and Operator Theory for Nonlinear Analysis
1 Lp-Sobolev spaces
2 Sobolev imbedding theorems
3 Gagliardo-Nirenberg-Moserestimates
4 Trudinger's inequalities
5 Singularintegraloperatorson Lp
6 The spaces Hs,p
7 IP-spectral theory of the Laplace operator
8 Holder spaces and Zygmund spaces
9 Pseudodifferential operators with nonregular symbols
10 Paradifferential operators
11 Young measures and fuzzy functions
12 Hardy spaces
A Variations on complexinterpolatio
References
14 Nonlinear Elliptic Equations
1 A class of semilinear equations
2 Surfaces with negative curvature
3 Local solvability of nonlinear elliptic equations
4 Elliptic regularity I (interior estimates)
5 Isometric imbedding of Riemannian manifolds
6 Minimal surfaces
6B Second variation ofarea
7Theminimalsurfaceequation
8 Elliptic regularity II (boundary estimates)
9 Elliptic regularity III (DeGiorgi-Nash-Moser theory)
10 The Dirichlet problem for quasi-linear elliptic equations
11 Direct methods in the calculus of variations
12 Quasi-linear elliptic systems
12 BFurther results on quasi-linear systems
13 Elliptic regularity IV (Krylov-Safonov estimates)
14 Regularity for a class of completely nonlinear equations
15 Monge-Ampere equations
16 Elliptic equations in two variables
A Morrey spaces
B Leray-Schauder fixed-point theorems
References
15 Nonlinear Parabolic Equations
1 Semilinear parabolic equations
2 Applications to harmonic maps
3 Semilinear equations on regions with boundary
4 Reaction-diffusion equations
5 A nonlinear Trotter product formula
6 The Stefan problem
7 Quasi-Iinear parabolic equations I
8 Quasi-linear parabolic equations II (sharper estimates)
9 Quasi-Iinear parabolic equations III (Nash-Moser estimates)
References
16 Nonlinear Hyperbolic Equations
1 Quasi-Iinear, symmetric hyperbolic systems
2 Symmetrizable hyperbolic systems
3 Second-order and higher-order hyperbolic systems
4 Equations in the complex domain and the Cauchy Kowalewsky theorem
5 Compressible fiuid motion
6 Weak solutions to scalar conservation laws; the viscosity method
7 Systems of conservation laws in one space variable; Riemann problems
8 Entropy-flux pairs and Riemann invariants
9 Global weak solutions of some 2 x 2 systems
10 Vibrating strings revisited
References
17 Euler and Navier-Stokes Equations forlncompressible Fluids
1 Euler's equations for ideal incompressible fluid flow
2 Existence of solutions to the Euler equations
3 Euler flows on bounded regions
4 Navier-Stokes equations
5 Viscous flows on bounded regions
6 Vanishing viscosity limits
7 From velocity field convergence to fiow convergence
A Regularity for the Stokes system on bounded domains
References
18 Einstein's Equations
Index
前言/序言
好的,以下是一份关于《偏微分方程(第3卷):非线性方程(第2版)》的图书简介,内容详实,力求自然流畅: --- 《偏微分方程(第3卷):非线性方程(第2版)》 卷帙浩繁的非线性偏微分方程理论探索 本卷作为一套深入且权威的偏微分方程系列丛书的第三部分,聚焦于当代数学研究中最为活跃、挑战性也最为深远的领域——非线性偏微分方程(Nonlinear Partial Differential Equations, NPDEs)。本版(第二版)在前一版的基础上,吸收了过去数十年间该领域取得的重大进展,对理论框架进行了系统的梳理和更新,旨在为研究生、博士后研究人员以及相关领域的专业学者提供一个全面、深入且具有前沿性的参考指南。 本书的核心目标是剖析那些描述自然界和工程学中复杂动态现象的基本模型,例如流体力学中的纳维-斯托克斯方程、薄膜方程、反应-扩散系统,以及在几何分析和无穷维动力学中出现的各类非线性椭圆型、抛物型和双曲型方程。非线性项的引入,使得方程的解的性质(如存在性、唯一性、光滑性、稳定性和长期行为)变得异常复杂,远超线性方程的处理范畴。 理论基础与核心方法论的深度剖析 本书的结构设计兼顾了理论的严谨性与应用的可及性。它首先从函数空间理论和变分法等基础工具出发,为理解非线性算子的全局行为奠定坚实基础。 第一部分:强非线性椭圆型方程的正则性理论 本部分深入探讨了高阶非线性椭圆型方程。重点关注 充分条件下的解的存在性与正则性。研究涵盖了涉及梯度的非线性项,例如与张量相关的方程,其中通过弱解的概念引入,并利用关键的嵌入定理和先验估计(如Moser迭代、De Giorgi-Nash-Moser理论的非线性扩展)来证明解的先验光滑性。对于具有奇异性或退化性质的方程(如$p$-拉普拉斯算子),本书详细讨论了弱解的定义、最小势能原理的应用以及解的局部边界行为。特别地,对于非均匀椭圆型方程,探讨了如何利用黏合原理和临界点的变分方法来构造解。 第二部分:抛物型方程的动力学与奇性演化 本卷的精髓之一在于对非线性抛物型方程动力学的解析。这部分内容横跨了从基础的反应-扩散系统到更精密的薄膜方程。 1. 局部适定性与最大光滑性: 针对高维、高阶的非线性抛物型方程,本书详细阐述了 能量法 和 半群理论 在局部时间尺度上证明解的唯一性和光滑性的技术。 2. 长期行为与稳定态分析: 研究的重点转向方程的渐近行为。通过分析 不变流形、耗散结构 和 Lyapunov 函数 的构造,来判断解是否会收敛到平衡态、周期解或吸引子。对于非线性扩散方程,书中专门分析了有限时间奇性(blow-up) 的现象,包括奇性集的几何结构和爆破速率的估计。 3. 自由边界问题: 特别关注诸如Stefan问题(相变问题)或曲率驱动的演化方程(如平均曲率流)。这要求掌握运动边界分析和超散度估计等高级技术。 第三部分:非线性双曲型方程与守恒律 非线性双曲型方程描述了波的传播和流体的运动,其核心挑战在于解的不规则性和不连续性的出现。 1. 黎曼问题与特征线方法: 对于一阶非线性守恒律,本书系统地回顾了熵解和粘性解的概念。熵条件是保证解的物理意义的必要补充,其证明依赖于Rankine-Hugoniot条件和熵等式。 2. 高阶双曲系统: 针对如Kawamata方程或更一般的波动方程,本书讨论了利用 几何光学近似(WKB方法) 和 奇异摄动 来理解高频波的传播特性。对于非线性波动方程(如Sine-Gordon方程),书中介绍了可积系统的理论基础,包括谱变换和Baklund变换在构造精确解方面的应用,尽管这部分主要服务于理论洞察,而非通用数值解法。 面向前沿的挑战与机遇 第二版新增或深度扩展了以下几个关键领域,反映了近期的研究热点: 随机偏微分方程(SPDEs) 的一些非线性处理框架,特别是针对具有强非线性对流项的系统,强调了 粗糙路径理论 的初步概念。 度量空间上的偏微分方程: 讨论了当解空间不再是光滑流形,而是在更一般的度量空间中(例如,在低正则性下的梯度流),如何重构变分原理和次梯度理论。 学习体验与适用性 本书的撰写风格严谨而清晰,每章末尾均附有深入的参考文献和进一步阅读的建议。它不仅仅是一本教材,更是一部 参考手册。读者需要具备扎实的泛函分析、测度论基础,并对线性偏微分方程(如椭圆型方程的弱解理论)有充分的了解。通过对非线性本质的细致解剖,本书致力于培养读者独立处理和解决当代数学物理领域中最棘手问题的研究能力。它是一把深入探索数学物理核心奥秘的钥匙。 ---