EQUACIONS DIFERENCIALS EN DERIVADES PARCIALS DE LA FÍSICA

L’objectiu principal d’aquest manual és proporcionar a l’estudiant les eines matemàtiques bàsiques per resoldre problemes d’equacions diferencials en derivades parcials, que són les més comunes en física. En primer lloc, s’introdueixen aquestes equacions en diversos tipus de coordenades i s’explica el mètode de separació de variables amb què poden arribar a equacions diferencials ordinàries, que s’han de resoldre per mètodes nous, com ara el mètode de Frobenius al voltant de punts ordinaris i punts singulars regulars. Per tornar al problema original cal entendre la teoria de Sturm-Liouville, que permet expressar les condicions de contorn o inicials en termes de les solucions d’un problema de valors propis. En els capítols següents es tracten les sèries de Fourier, els polinomis de Legendre i les funcions de Bessel, tres casos d’interès en moltes aplicacions en física que posen de manifest el paper que tenen els diferents tipus de coordenades espacials. Com a extensió de les sèries de Fourier, s’introdueix la transformada de Fourier i, a continuació, la de Laplace, totes dues eines fonamentals per resoldre equacions diferencials en derivades parcials.