Ecuaciones diferenciales y problemas con valores en la frontera /
Nagle, R. Kent
Ecuaciones diferenciales y problemas con valores en la frontera / R. Kent Nagle, Edward B. Saff, Arthur David Snider. - 3ra.[i.e. en inglés, 1ra. en español] - México: Pearson, 2001 - 814 p.
Incluye CD-ROM, nº inv.RE0137
CONTENIDO
CAPITULO 1. INTRODUCCION
1.1 Fundamentos
1.2 Soluciones y problemas con valores iniciales
1.3 Campos de direcciones
1.4 La línea fase
1.5 El método de aproximación de Euler
Resumen del capítulo
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 1
A. Método de series de Taylor
B. Método de Picard
C. Dipolo magnético
CAPITULO 2. ECUACIONES DIFERENCIALES DE PRIMER ORDEN
2.1 Introducción: movimiento de un cuerpo en caída
2.2 Ecuaciones separables
2.3 Ecuaciones lineales
2.4 Ecuaciones exactas
2.5 Factores integrantes especiales
2.6 Sustituciones y transformaciones
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 2
A. El problema de la barredora de nieve
B. Dos barredoras de nieve
C. Comportamiento asintótico de soluciones de ecuaciones lineales
D. Ley de Torricelli para el flujo de fluidos
E. Ecuaciones de Clairaut y soluciones singulares
CAPITULO 3. MODELOS MATEMATICOS Y METODOS NUMERICOS QUE IMPLICAN ECUACIONES DE PRIMER ORDEN
3.1 Modelación matemática
3.2 Análisis por compartimentos
3.3 Calentamiento y enfriamiento de edificios
3.4 Mecánica de Newton
3.5 Método de Euler mejorado
3.6 Métodos numéricos de orden superior: Taylor y Runge-Kutta
3.7 Códigos profesionales para resolver problemas con valores iniciales
Proyectos de grupo para el capítulo 3
A. Ecuaciones diferenciales con retraso
B. Acuacultura
C. Curva de persecución
D. Control de una aeronave en un viento cruzado
E. Estabilidad de métodos numéricos
F. Duplicación de periodo y caos
G. Controles bang-bang
CAPITULO 4. ECUACIONES LINEALES DE SEGUNDO ORDEN
4.1 Introducción: el oscilador masa-resorte
4.2 Operadores diferenciales lineales
4.3 Soluciones fundamentales de ecuaciones homogéneas
4.4 Reducción de orden 178
4.5 Ecuaciones lineales homogéneas con coeficientes constantes
4.6 Ecuaciones auxiliares con raíces complejas
4.7 Superposición y ecuaciones no homogéneas
4.8 Método de coeficientes indeterminados
4.9 Variación de parámetros
4.10 Consideraciones cualitativas para ecuaciones con coeficientes variables y ecuaciones no lineales
4.11 Un acercamiento a las vibraciones mecánicas libres
4.12 Un acercamiento a las vibraciones mecánicas forzadas
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 4
A. Coeficientes indeterminados usando aritmética compleja
B. Una alternativa al método de coeficientes indeterminados
C. Método de convolución
D. Linealización de problemas no lineales
E. Ecuaciones no lineales que pueden resolverse mediante técnicas de primer orden
F. Reingreso del Apolo
G. Péndulo simple
H. Comportamiento asintótico de las soluciones
CAPITULO 5. INTRODUCCION A LOS SISTEMAS Y EL ANALISIS DEL PLANO FASE
5.1 Tanques interconectados
5.2 Introducción al plano fase
5.3 Método de eliminación para sistemas
5.4 Sistemas acoplados masa-resorte
5.5 Circuitos eléctricos
5.6 Métodos numéricos para ecuaciones y sistemas de orden superior
5.7 Sistemas dinámicos, transformaciones de Poincaré y caos
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Proyectos de grupo para el capítulo 5
A. Diseño de un sistema de aterrizaje para un viaje interplanetario
B. Objetos que flotan
C. Efectos de la caza en los sistemas presa-depredador
D. Soluciones periódicas de los sistemas de Volterra-Lotka
E. Sistemas hamiltonianos
F. Ciclos límite
G. Comportamiento extraño de especies en competencia. Parte I
H. Limpieza de los Grandes Lagos
CAPITULO 6. TEORIA DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES DE ORDEN SUPERIOR
6.1 Teoría básica de las ecuaciones diferenciales lineales
6.2 Ecuaciones lineales homogéneas con coeficientes constantes
6.3 Coeficientes indeterminados y el método del anulador
6.4 Método de variación de parámetros
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 6
A. Justificación del método de coeficientes indeterminados
B. Vibraciones transversales de una viga
CAPITULO 7. TRANSFORMADAS DE LAPLACE
7.1 Introducción: un problema de mezclas
7.2 Definición de la transformada de Laplace
7.3 Propiedades de la transformada de Laplace
7.4 Transformadas inversas de Laplace
7.5 Solución de problemas con valores iniciales
7.6 Transformadas de funciones discontinuas y periódicas
7.7 Convolución
7.8 Impulsos y la función delta de Dirac
7.9 Solución de sistemas lineales mediante transformadas de Laplace
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 7
A. Fórmulas de Duhamel
B. Modelación mediante la respuesta de frecuencia
C. Determinación de los parámetros del sistema
CAPITULO 8. SOLUCIONES DE ECUACIONES DIFERENCIALES MEDIANTE SERIES
8.1 Introducción: la aproximación polinomial de Taylor
8.2 Series de potencias y funciones analíticas
8.3 Soluciones de ecuaciones diferenciales lineales mediante series de potencias
8.4 Ecuaciones con coeficientes analíticos
8.5 Revisión de las ecuaciones de Cauchy-Euler (equidimensionales)
8.6 Método de Frobenius
8.7 Determinación de una segunda solución linealmente independiente
8.8 Funciones especiales
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 8
A. Soluciones con simetría esférica de la ecuación de Schrodinger para el átomo de hidrógeno
B. Ecuación de Airy
C. Flexión de una torre
D. Resortes vencidos y funciones de Bessel
CAPITULO 9. METODOS MATRICIALES PARA SISTEMAS LINEALES
9.1 Introducción
9.2 Repaso 1: ecuaciones algebraicas lineales
9.3 Repaso 2: matrices y vectores
9.4 Sistemas lineales en forma normal
9.5 Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes
9.6 Valores propios complejos
9.7 Sistemas lineales no homogéneos
9.8 La función exponencial matricial
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 9
A. Sistemas normales desacoplados
B. Método de la transformada de Laplace matricial
C. Sistemas de segundo orden no amortiguados
D. Comportamiento extraño de especies en competencia. Parte II
CAPITULO 10. ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES
10.1 Introducción: un modelo para el flujo de calor
10.2 Método de separación de variables
10.3 Series de Fourier
10.4 Series de senos y cosenos de Fourier
10.5 La ecuación del calor
10.6 La ecuación de onda
10.7 Ecuación de Laplace
Resumen del capítulo
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 10
A. Distribución estacionaria de temperatura en un cilindro circular
B. Una solución de la ecuación de onda mediante transformada de Laplace
C. Función de Green
D. Método numérico para Delta u
CAPITULO 11. PROBLEMAS DE VALORES PROPIOS Y ECUACIONES DE STURM-LIOUVILLE
11.1 Introducción: flujo de calor en un alambre no uniforme
11.2 Valores propios y funciones propias
11.3 Problemas regulares de Sturm-Liouville con valores en la frontera
11.4 Problemas no homogéneos con valores en la frontera y la alternativa de Fredholm
11.5 Solución mediante un desarrollo con funciones propias
11.6 Funciones de Green
11.7 Problemas singulares de Sturm-Liouville con valores en la frontera
11.8 Oscilación y teoría de comparación
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 11
A. Polinomios de Hermite y el oscilador armónico
B. Espectros continuos y mixtos
C. Teorema de comparación de Picote
D. Método de tiro
E. Método de diferencias finitas para problemas con valores en la frontera
APENDICES
A. Método de Newton
B. Regla de Simpson
C. Regla de Cramer
D. Método de mínimos cuadrados
E. Procedimiento de Runge-Kutta para n ecuaciones
RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS IMPARES
INDICE
9684444834
ECUACIONES DIFERENCIALES
METODO DE PICARD
DIPOLO MAGNETICO
METODO DE EULER
MODELOS MATEMATICOS
METODOS NUMERICOS
ECUACIONES LINEALES
PLANO FASE
TRANSFORMADA DE LAPLACE
METODOS MATRICIALES
FUNCIONES DE GREEN
ECUACION DE STURM-LIOUVILLE
METODO DE NEWTON
REGLA DE SIMPSON
REGLA DE CRAMER
METODOS MINIMOS CUADRADOS
PROCEDIMIENTO DE RUNGE-KUTTA
517.9 N136 2001
Ecuaciones diferenciales y problemas con valores en la frontera / R. Kent Nagle, Edward B. Saff, Arthur David Snider. - 3ra.[i.e. en inglés, 1ra. en español] - México: Pearson, 2001 - 814 p.
Incluye CD-ROM, nº inv.RE0137
CONTENIDO
CAPITULO 1. INTRODUCCION
1.1 Fundamentos
1.2 Soluciones y problemas con valores iniciales
1.3 Campos de direcciones
1.4 La línea fase
1.5 El método de aproximación de Euler
Resumen del capítulo
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 1
A. Método de series de Taylor
B. Método de Picard
C. Dipolo magnético
CAPITULO 2. ECUACIONES DIFERENCIALES DE PRIMER ORDEN
2.1 Introducción: movimiento de un cuerpo en caída
2.2 Ecuaciones separables
2.3 Ecuaciones lineales
2.4 Ecuaciones exactas
2.5 Factores integrantes especiales
2.6 Sustituciones y transformaciones
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 2
A. El problema de la barredora de nieve
B. Dos barredoras de nieve
C. Comportamiento asintótico de soluciones de ecuaciones lineales
D. Ley de Torricelli para el flujo de fluidos
E. Ecuaciones de Clairaut y soluciones singulares
CAPITULO 3. MODELOS MATEMATICOS Y METODOS NUMERICOS QUE IMPLICAN ECUACIONES DE PRIMER ORDEN
3.1 Modelación matemática
3.2 Análisis por compartimentos
3.3 Calentamiento y enfriamiento de edificios
3.4 Mecánica de Newton
3.5 Método de Euler mejorado
3.6 Métodos numéricos de orden superior: Taylor y Runge-Kutta
3.7 Códigos profesionales para resolver problemas con valores iniciales
Proyectos de grupo para el capítulo 3
A. Ecuaciones diferenciales con retraso
B. Acuacultura
C. Curva de persecución
D. Control de una aeronave en un viento cruzado
E. Estabilidad de métodos numéricos
F. Duplicación de periodo y caos
G. Controles bang-bang
CAPITULO 4. ECUACIONES LINEALES DE SEGUNDO ORDEN
4.1 Introducción: el oscilador masa-resorte
4.2 Operadores diferenciales lineales
4.3 Soluciones fundamentales de ecuaciones homogéneas
4.4 Reducción de orden 178
4.5 Ecuaciones lineales homogéneas con coeficientes constantes
4.6 Ecuaciones auxiliares con raíces complejas
4.7 Superposición y ecuaciones no homogéneas
4.8 Método de coeficientes indeterminados
4.9 Variación de parámetros
4.10 Consideraciones cualitativas para ecuaciones con coeficientes variables y ecuaciones no lineales
4.11 Un acercamiento a las vibraciones mecánicas libres
4.12 Un acercamiento a las vibraciones mecánicas forzadas
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 4
A. Coeficientes indeterminados usando aritmética compleja
B. Una alternativa al método de coeficientes indeterminados
C. Método de convolución
D. Linealización de problemas no lineales
E. Ecuaciones no lineales que pueden resolverse mediante técnicas de primer orden
F. Reingreso del Apolo
G. Péndulo simple
H. Comportamiento asintótico de las soluciones
CAPITULO 5. INTRODUCCION A LOS SISTEMAS Y EL ANALISIS DEL PLANO FASE
5.1 Tanques interconectados
5.2 Introducción al plano fase
5.3 Método de eliminación para sistemas
5.4 Sistemas acoplados masa-resorte
5.5 Circuitos eléctricos
5.6 Métodos numéricos para ecuaciones y sistemas de orden superior
5.7 Sistemas dinámicos, transformaciones de Poincaré y caos
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Proyectos de grupo para el capítulo 5
A. Diseño de un sistema de aterrizaje para un viaje interplanetario
B. Objetos que flotan
C. Efectos de la caza en los sistemas presa-depredador
D. Soluciones periódicas de los sistemas de Volterra-Lotka
E. Sistemas hamiltonianos
F. Ciclos límite
G. Comportamiento extraño de especies en competencia. Parte I
H. Limpieza de los Grandes Lagos
CAPITULO 6. TEORIA DE ECUACIONES DIFERENCIALES LINEALES DE ORDEN SUPERIOR
6.1 Teoría básica de las ecuaciones diferenciales lineales
6.2 Ecuaciones lineales homogéneas con coeficientes constantes
6.3 Coeficientes indeterminados y el método del anulador
6.4 Método de variación de parámetros
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 6
A. Justificación del método de coeficientes indeterminados
B. Vibraciones transversales de una viga
CAPITULO 7. TRANSFORMADAS DE LAPLACE
7.1 Introducción: un problema de mezclas
7.2 Definición de la transformada de Laplace
7.3 Propiedades de la transformada de Laplace
7.4 Transformadas inversas de Laplace
7.5 Solución de problemas con valores iniciales
7.6 Transformadas de funciones discontinuas y periódicas
7.7 Convolución
7.8 Impulsos y la función delta de Dirac
7.9 Solución de sistemas lineales mediante transformadas de Laplace
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 7
A. Fórmulas de Duhamel
B. Modelación mediante la respuesta de frecuencia
C. Determinación de los parámetros del sistema
CAPITULO 8. SOLUCIONES DE ECUACIONES DIFERENCIALES MEDIANTE SERIES
8.1 Introducción: la aproximación polinomial de Taylor
8.2 Series de potencias y funciones analíticas
8.3 Soluciones de ecuaciones diferenciales lineales mediante series de potencias
8.4 Ecuaciones con coeficientes analíticos
8.5 Revisión de las ecuaciones de Cauchy-Euler (equidimensionales)
8.6 Método de Frobenius
8.7 Determinación de una segunda solución linealmente independiente
8.8 Funciones especiales
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 8
A. Soluciones con simetría esférica de la ecuación de Schrodinger para el átomo de hidrógeno
B. Ecuación de Airy
C. Flexión de una torre
D. Resortes vencidos y funciones de Bessel
CAPITULO 9. METODOS MATRICIALES PARA SISTEMAS LINEALES
9.1 Introducción
9.2 Repaso 1: ecuaciones algebraicas lineales
9.3 Repaso 2: matrices y vectores
9.4 Sistemas lineales en forma normal
9.5 Sistemas lineales homogéneos con coeficientes constantes
9.6 Valores propios complejos
9.7 Sistemas lineales no homogéneos
9.8 La función exponencial matricial
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 9
A. Sistemas normales desacoplados
B. Método de la transformada de Laplace matricial
C. Sistemas de segundo orden no amortiguados
D. Comportamiento extraño de especies en competencia. Parte II
CAPITULO 10. ECUACIONES DIFERENCIALES PARCIALES
10.1 Introducción: un modelo para el flujo de calor
10.2 Método de separación de variables
10.3 Series de Fourier
10.4 Series de senos y cosenos de Fourier
10.5 La ecuación del calor
10.6 La ecuación de onda
10.7 Ecuación de Laplace
Resumen del capítulo
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 10
A. Distribución estacionaria de temperatura en un cilindro circular
B. Una solución de la ecuación de onda mediante transformada de Laplace
C. Función de Green
D. Método numérico para Delta u
CAPITULO 11. PROBLEMAS DE VALORES PROPIOS Y ECUACIONES DE STURM-LIOUVILLE
11.1 Introducción: flujo de calor en un alambre no uniforme
11.2 Valores propios y funciones propias
11.3 Problemas regulares de Sturm-Liouville con valores en la frontera
11.4 Problemas no homogéneos con valores en la frontera y la alternativa de Fredholm
11.5 Solución mediante un desarrollo con funciones propias
11.6 Funciones de Green
11.7 Problemas singulares de Sturm-Liouville con valores en la frontera
11.8 Oscilación y teoría de comparación
Resumen del capítulo
Problemas de repaso
Ejercicios de escritura técnica
Proyectos de grupo para el capítulo 11
A. Polinomios de Hermite y el oscilador armónico
B. Espectros continuos y mixtos
C. Teorema de comparación de Picote
D. Método de tiro
E. Método de diferencias finitas para problemas con valores en la frontera
APENDICES
A. Método de Newton
B. Regla de Simpson
C. Regla de Cramer
D. Método de mínimos cuadrados
E. Procedimiento de Runge-Kutta para n ecuaciones
RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS IMPARES
INDICE
9684444834
ECUACIONES DIFERENCIALES
METODO DE PICARD
DIPOLO MAGNETICO
METODO DE EULER
MODELOS MATEMATICOS
METODOS NUMERICOS
ECUACIONES LINEALES
PLANO FASE
TRANSFORMADA DE LAPLACE
METODOS MATRICIALES
FUNCIONES DE GREEN
ECUACION DE STURM-LIOUVILLE
METODO DE NEWTON
REGLA DE SIMPSON
REGLA DE CRAMER
METODOS MINIMOS CUADRADOS
PROCEDIMIENTO DE RUNGE-KUTTA
517.9 N136 2001