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ELEMENTOS DE FÍSICA MATEMÁTICA - VOLUME 1

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SUMÁRIO

Parte I – EQUAÇÕES DIFERENCIAIS ORDINÁRIAS
              
Cap. 1Equações Diferenciais Ordinárias, 1

               1.1 - Definições e Classificações, 1
                      
               1.2 - Soluções de uma equação diferencial, 4
                       
               PROBLEMAS, 6
               
Cap. 2Equações Diferenciais Ordinárias de Primeira Ordem, 9
 
               2.1- Equações Lineares, 9

                       2.1.1- Método de Solução pelo Fator Integrante, 10

               2.2 – Equações Não Lineares, 11

               2.3 – Outros Tipos de Equações de Primeira Ordem, 12

                         2.3.1 – Equações Separáveis, 12
                         2.3.2 – Equações Exatas, 13

               PROBLEMAS, 23

Cap.3Equações Diferenciais Ordinárias de Segunda Ordem, 25

             3.1- Equações Lineares, 25

                     3.1.1 – Equações Lineares Homogêneas, 26
                     3.1.2 – Equações Lineares Não Homogêneas, 36

             PROBLEMAS, 54

Cap. 4Métodos Gerais de Solução de Equações Diferenciais Ordinárias, 57

              4.1- Equações Diferenciais Ordinárias de Qualquer Ordem, 57

                      4.1.1 – Método de Solução pelos Operadores Diferenciais, 58
                      4.1.2 – Método das Séries de Potências ou de Fröbenius, 62

              PROBLEMAS, 71      

Parte II – TRANSFORMADAS

Cap. 5Função Generalizada ou Distribuição de Dirac, 75

               5.1- Definição, 75
                       5.1.1 – Propriedades da “Função” δ(t), 76

               5.2 – “Derivada” da “Função” δ(t), 78

                        5.2.1 – Propriedades da “Derivada” de δ(t), 78

               5.3 – Função de Heaviside, 79

                        5.3.1 – Propriedades da Função H0(t) ≡ H(t), 79

               5.4 – Outras Representações da “Função” δ(t), 80

                PROBLEMAS, 81
       
Cap. 6 – Transformada de Laplace, 83

               6.1- Definições. Existência, 83

               6.2 – Transformada de Laplace de Funções Elementares, 85

               6.3 – Propriedades da Transformada de Laplace, 87

               6.4 – Aplicações da Transformada de Laplace, 89

               PROBLEMAS, 94
                      
Cap. 7 – Série de Fourier, 97

               7.1 - Funções Periódicas. Sistemas Ortogonais, 97

               7.2 – Desenvolvimento em Série de Fourier de Funções Periódicas, 101

               7.3 – Desenvolvimento em Série de Fourier de Funções Não Periódicas, 104

               7.4 – Desenvolvimento em Série de Fourier de Funções Pares e Ímpares, 106

                        7.4.1 – Funções Pares, 106
                        7.4.2 – Funções Ímpares, 106

               7.5 – Desenvolvimento em Série de Fourier de Senos ou de Cossenos de
                        Funções Não Periódicas, 107

                        7.5.1 – Em Série de Fourier de Senos, 107
                        7.5.2 – Em Série de Fourier de Cossenos, 107

               PROBLEMAS, 112

Cap. 8 – Transformada de Fourier, 115

               8.1 – Propriedades da Transformada de Fourier, 116

               8.2 – Transformada de Fourier de Algumas Funções Especiais, 119
 
                         8.2.1 – Distribuição de Dirac, 119
                         8.2.2 – Função Constante, 120
                         8.2.3 Função de Heaviside, 120
                         8.2.4 – Funções Periódicas, 121

               8.3 – Convolução, 122

               8.4 – Extensão da Transformada de Fourier, 123

               PROBLEMAS, 125

Parte III – FUNÇÕES ESPECIAIS

Cap. 9 – Introdução ao Problema de Sturm-Liouville, 129

               9.1- Função Gama, Beta e Erro, 129

                       9.1.1 – Propriedades da Função Gama e da Beta, 130

               9.2 – Ortogonalidade de Funções Relativamente a uma Função Peso, 132

               9.3 – Operadores Diferenciais Adjuntos e Autoadjuntos, 133

               PROBLEMAS, 134
       
Cap. 10– Problema de Sturm-Liouville, 135

               PROBLEMAS, 137
                      
Cap.11 – Funções de Legendre, 139

               11.1 – Polinômios de Legendre

                           11.1.1 – Propriedades dos Polinômios de Legendre, 143
                           11.1.2 – Desenvolvimento de Funções em Série de Legendre, 150

               11.2 – Função Associada de Legendre, 152

               11.3 – Harmônicos Esféricos, 154

               PROBLEMAS, 155

Cap. 12 – Funções de Bessel, 157

               12.1 – Funções de Bessel de 1a. Espécie de Ordem ν, 157
 
                           12.1.1 – Propriedades da Função de Bessel Jν (x), 160

               12.2 – Funções de Bessel de 2a. e 3a. Espécies, 166
 
               12.3 – Função de Bessel Modificada, 167

               12.4 – Função de Bessel Esférica, 169

               12.5 – Comportamento Assintótico das Funções de Bessel, 170

               PROBLEMAS, 170
                           
Cap. 13 – Funções de Hermite, 173

               13.1 – Polinômios de Hermite, 173
 
                           13.1.1 – Propriedades dos Polinômios de Hermite, 176

               13.2 – Funções de Hermite, 179
 
                          13.2.1 – Função da Função de Hermite, 180

               PROBLEMAS, 181

Cap. 14 – Funções de Laguerre, 183

               14.1 – Polinômios de Laguerre, 183
 
                           14.1.1 – Propriedades dos Polinômios de Laguerre, 185

               14.2 – Polinômio e Função Associada de Laguerre, 189

                          14.2.1 – Polinômio Associado de Laguerre, 189
                          14.2.2 – Função Associada de Laguerre, 191
              
               PROBLEMAS, 192

Cap. 15 – Funções Hipergeométricas, 193

               15.1 – Funções de Gauss ou Hipergeométricas, 193
 
               15.2 – Funções de Kummer ou Hipergeométricas Confluentes, 197
 
               PROBLEMAS, 202

HISTÓRICO, 205

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS, 224

ÍNDICE ONOMÁSTICO, 227

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