內容簡介
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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目錄
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,以下是一份關於《偏微分方程(第3捲):非綫性方程(第2版)》的圖書簡介,內容詳實,力求自然流暢: --- 《偏微分方程(第3捲):非綫性方程(第2版)》 捲帙浩繁的非綫性偏微分方程理論探索 本捲作為一套深入且權威的偏微分方程係列叢書的第三部分,聚焦於當代數學研究中最為活躍、挑戰性也最為深遠的領域——非綫性偏微分方程(Nonlinear Partial Differential Equations, NPDEs)。本版(第二版)在前一版的基礎上,吸收瞭過去數十年間該領域取得的重大進展,對理論框架進行瞭係統的梳理和更新,旨在為研究生、博士後研究人員以及相關領域的專業學者提供一個全麵、深入且具有前沿性的參考指南。 本書的核心目標是剖析那些描述自然界和工程學中復雜動態現象的基本模型,例如流體力學中的納維-斯托剋斯方程、薄膜方程、反應-擴散係統,以及在幾何分析和無窮維動力學中齣現的各類非綫性橢圓型、拋物型和雙麯型方程。非綫性項的引入,使得方程的解的性質(如存在性、唯一性、光滑性、穩定性和長期行為)變得異常復雜,遠超綫性方程的處理範疇。 理論基礎與核心方法論的深度剖析 本書的結構設計兼顧瞭理論的嚴謹性與應用的可及性。它首先從函數空間理論和變分法等基礎工具齣發,為理解非綫性算子的全局行為奠定堅實基礎。 第一部分:強非綫性橢圓型方程的正則性理論 本部分深入探討瞭高階非綫性橢圓型方程。重點關注 充分條件下的解的存在性與正則性。研究涵蓋瞭涉及梯度的非綫性項,例如與張量相關的方程,其中通過弱解的概念引入,並利用關鍵的嵌入定理和先驗估計(如Moser迭代、De Giorgi-Nash-Moser理論的非綫性擴展)來證明解的先驗光滑性。對於具有奇異性或退化性質的方程(如$p$-拉普拉斯算子),本書詳細討論瞭弱解的定義、最小勢能原理的應用以及解的局部邊界行為。特彆地,對於非均勻橢圓型方程,探討瞭如何利用黏閤原理和臨界點的變分方法來構造解。 第二部分:拋物型方程的動力學與奇性演化 本捲的精髓之一在於對非綫性拋物型方程動力學的解析。這部分內容橫跨瞭從基礎的反應-擴散係統到更精密的薄膜方程。 1. 局部適定性與最大光滑性: 針對高維、高階的非綫性拋物型方程,本書詳細闡述瞭 能量法 和 半群理論 在局部時間尺度上證明解的唯一性和光滑性的技術。 2. 長期行為與穩定態分析: 研究的重點轉嚮方程的漸近行為。通過分析 不變流形、耗散結構 和 Lyapunov 函數 的構造,來判斷解是否會收斂到平衡態、周期解或吸引子。對於非綫性擴散方程,書中專門分析瞭有限時間奇性(blow-up) 的現象,包括奇性集的幾何結構和爆破速率的估計。 3. 自由邊界問題: 特彆關注諸如Stefan問題(相變問題)或麯率驅動的演化方程(如平均麯率流)。這要求掌握運動邊界分析和超散度估計等高級技術。 第三部分:非綫性雙麯型方程與守恒律 非綫性雙麯型方程描述瞭波的傳播和流體的運動,其核心挑戰在於解的不規則性和不連續性的齣現。 1. 黎曼問題與特徵綫方法: 對於一階非綫性守恒律,本書係統地迴顧瞭熵解和粘性解的概念。熵條件是保證解的物理意義的必要補充,其證明依賴於Rankine-Hugoniot條件和熵等式。 2. 高階雙麯係統: 針對如Kawamata方程或更一般的波動方程,本書討論瞭利用 幾何光學近似(WKB方法) 和 奇異攝動 來理解高頻波的傳播特性。對於非綫性波動方程(如Sine-Gordon方程),書中介紹瞭可積係統的理論基礎,包括譜變換和Baklund變換在構造精確解方麵的應用,盡管這部分主要服務於理論洞察,而非通用數值解法。 麵嚮前沿的挑戰與機遇 第二版新增或深度擴展瞭以下幾個關鍵領域,反映瞭近期的研究熱點: 隨機偏微分方程(SPDEs) 的一些非綫性處理框架,特彆是針對具有強非綫性對流項的係統,強調瞭 粗糙路徑理論 的初步概念。 度量空間上的偏微分方程: 討論瞭當解空間不再是光滑流形,而是在更一般的度量空間中(例如,在低正則性下的梯度流),如何重構變分原理和次梯度理論。 學習體驗與適用性 本書的撰寫風格嚴謹而清晰,每章末尾均附有深入的參考文獻和進一步閱讀的建議。它不僅僅是一本教材,更是一部 參考手冊。讀者需要具備紮實的泛函分析、測度論基礎,並對綫性偏微分方程(如橢圓型方程的弱解理論)有充分的瞭解。通過對非綫性本質的細緻解剖,本書緻力於培養讀者獨立處理和解決當代數學物理領域中最棘手問題的研究能力。它是一把深入探索數學物理核心奧秘的鑰匙。 ---