Συνήθεις διαφορικές εξισώσεις
Περιγραφή:
Σε γενικές γραμμές, η Άλγεβρα είναι επαρκής για να περιγραφούν διαδικασίες προσδιορισμού της τιμής φυσικών μεγεθών που αφορούν σε φυσικά προβλήματα. Όμως, στην πλειοψηφία των εφαρμογών που αφορούν στα διάφορα επιστημονικά πεδία, εμπλέκονται στη μαθηματική περιγραφή και οι ρυθμοί μεταβολής των φυσικών μεγεθών, κυρίως επειδή είναι συχνά ευκολότερος ο προσδιορισμός τους. Ο συσχετισμός του ρυθμού μεταβολής ενός μεγέθους με το ίδιο το μέγεθος οδηγεί σε διαφορική εξίσωση, δηλαδή σε εξίσωση όπου η άγνωστη ποσότητα είναι συνάρτηση. Αυτές οι εξισώσεις είναι το κύριο εργαλείο περιγραφής του φυσικού κόσμου και κατηγοριοποιούνται σε δύο μεγάλες ομάδες: τις Συνήθεις και τις Μερικές διαφορικές εξισώσεις. Συνήθεις Διαφορικές Εξισώσεις (Σ.Δ.Ε.) ονομάζονται αυτές όπου η άγνωστη συνάρτηση εξαρτάται από μια μόνο ανεξάρτητη μεταβλητή (και άρα ο ρυθμός μεταβολής αντιστοιχεί σε παράγωγο) ενώ Μερικές Διαφορικές Εξισώσεις (Μ.Δ.Ε.) ονομάζονται αυτές όπου η άγνωστη συνάρτηση εξαρτάται από περισσότερες της μιας ανεξάρτητες μεταβλητές (και άρα ο ρυθμός μεταβολής αντιστοιχεί σε μερικές παράγωγους). Παρόλο που οι δεύτερες έχουν μεγάλη ευρύτητα εφαρμογών, οι πρώτες αποτελούν τη βάση για την ανάπτυξη της θεωρίας επίλυσης διαφορικών εξισώσεων και γι' αυτό είναι αντικείμενο αδιάλειπτης μελέτης και εφαρμογής για περισσότερο από μισή χιλιετία. Ένας επιπρόσθετος λόγος γι' αυτή την εκτεταμένη σπουδή είναι ότι οι Μ.Δ.Ε. σπανίως επιλύονται με αναλυτικό τρόπο ενώ η πλειοψηφία των Σ.Δ.Ε. τυγχάνει αναλυτικής λύσης. Το βιβλίο αυτό φιλοδοξεί να αποτελέσει βοήθημα για ένα πανεπιστημιακό ή και πολυτεχνειακό εξαμηνιαίο μάθημα Συνήθων Διαφορικών Εξισώσεων. Παρόλο που εν δυνάμει θα μπορούσε να διδαχθεί ακόμη και σε θεωρητικά τμήματα, ο προσανατολισμός του βιβλίου παραμένει στη μεριά των εφαρμογών, γι' αυτό και δόθηκε ιδιαίτερο βάρος σ' αυτές, οι οποίες παρουσιάζονται με την μορφή λυμένων και άλυτων ασκήσεων. Παραθέτουμε ένα μεγάλο αριθμό ασκήσεων οι οποίες λειτουργούν στην κατεύθυνση της εμβάθυνσης στη θεωρία, ξεκαθαρίζοντας συχνά τα όσα διατυπώνονται εκεί.
