再版序 微分方程是什么

在回答“微分方程是什么”这个问题前,先要回答一个更原始的问题:微积分是什么?

首先,微积分包括微分(或导函数)和积分(作为黎曼和的极限),无须中值公式,无须存在,只需连续函数类,便有整体定义的一维模型。

现在要回答:已知函数是谁的导数?

的导数(),则称的原函数(那么原函数基本上唯一,仅相差一个常数)或不定积分,记为

,则原函数,有

我们可称其为微分方程(方程的解不再是数,而是函数)。故微分方程便包括三角函数之间的关系。此内容详见 Free Calculus(林群著,World Scientific,2010)以及《直来直去的微积分》(张景中著,科学出版社,2010)。

由此容易推广到抽象函数(定义域取值于 Banach 空间),只要把绝对值改为范数即可。但是,如果推广到算子,即由一个函数空间到另一个函数空间,那么有什么共同点可利用呢?

这时,积分不再有面积或体积之类明确的几何意义,但是仍然有原函数的定义以及唯一性。

林群

2022年2 月