Ưu đãi trong tuần: Nhập mã UD50 giảm 50k cho đơn từ 300k!
Trang chủ
Menu

Master Variational Calculus & Advanced Mathematical Methods

Thông thạo Giải tích Biến phân & Các Phương pháp Toán học Nâng cao

Thông thạo Giải tích Biến phân & Các Phương pháp Toán học Nâng cao

Giải tích biến phân, Tensor, Biến đổi Fourier, Thặng dư, Tích phân đường, Giải tích phiếm hàm, Nhóm, Tối ưu hóa

4.4
(24 đánh giá)
546 học viên
Giảng viên
Emanuele Pesaresi
Phụ đề Việt chất lượng cao Phụ đề tiếng Anh Bán chạy Đánh giá cao
79.000đ 399.000đ -80%
✓ Xem giỏ hàng và thanh toán
Bao gồm phụ đề tiếng Việt, tiếng Anh
33.5 giờ video
134 bài giảng
Truy cập vĩnh viễn
Học trên mọi thiết bị
Cập nhật: 07/06/2026

Bạn sẽ học được gì

Thông thạo Giải tích Biến phân: Học viên sẽ học cách thiết lập và giải các phương trình Euler-Lagrange, từ đó tối ưu hóa các phiếm hàm để giải quyết các bài toán thực tế.
Ứng dụng Biến đổi Tích phân: Học viên sẽ thành thạo trong việc sử dụng các biến đổi Laplace, Fourier và các biến đổi khác để đơn giản hóa và giải các phương trình vi phân phức tạp.
Hiểu và Sử dụng Giải tích Tensor: Học viên sẽ có hiểu biết sâu sắc về lý thuyết tensor, quy tắc biến đổi, các phép toán với tensor, v.v.
Áp dụng tensor vào các tình huống thực tế, như xác định đường trắc địa, hiểu về độ cong, và tính toán ứng suất, biến dạng trong các hệ quy chiếu khác nhau.
Triển khai Giải tích Phức và Giải tích Thặng dư: Học viên sẽ học cách đánh giá các tích phân phức bằng định lý thặng dư và áp dụng các kỹ thuật này vào các bài toán.
Học cách sử dụng hiệu quả biến đổi Fourier, biến đổi Laplace và lý thuyết thặng dư để phân tích tín hiệu, giải phương trình vi phân, v.v.
Áp dụng Tích phân đường và Đạo hàm Phiếm hàm trong Vật lý – Khám phá công thức tích phân đường và đạo hàm phiếm hàm.
Phân tích các Hệ Vật lý bằng Biến đổi Chính tắc và Cơ học Hamilton – Hiểu về biến đổi chính tắc, dấu ngoặc Poisson, động lực học Hamilton.
Phân tích các đặc tính của nhóm Lorentz và Đại số Lie.
Hiểu về đại số Lie của nhóm Lorentz và mối quan hệ chặt chẽ của nó với các toán tử động lượng, mômen động lượng.
Hiểu về Toán học và tầm quan trọng vật lý của các đối tượng như spinor.

Yêu cầu

Học viên cần có kiến thức vững chắc về giải tích bậc đại học, bao gồm vi phân, tích phân, phương trình vi phân, giải tích vector.
Quen thuộc với Đại số Tuyến tính: Nên có hiểu biết tốt về các khái niệm đại số tuyến tính như ma trận, vector và trị riêng.
Mặc dù không yêu cầu kinh nghiệm trước với các chủ đề cụ thể, học viên nên cảm thấy thoải mái với suy luận toán học trừu tượng và sẵn sàng tiếp cận các tài liệu đầy thử thách.
Hiểu biết về Cơ học Cổ điển – Sự quen thuộc với cơ học Newton sẽ hữu ích, vì nhiều ví dụ được lấy từ vật lý.
Đã tiếp xúc với Số phức và Giải tích Phức Cơ bản – Nên có kiến thức về số phức và các khái niệm nhập môn trong giải tích phức (ví dụ: công thức Euler, dạng cực).

Đối tượng phù hợp

Sinh viên Nâng cao trong Toán, Lý và Kỹ thuật: Phù hợp cho sinh viên đại học năm cuối, sinh viên sau đại học và nghiên cứu sinh đang tìm cách đào sâu hiểu biết về các phương pháp toán học nâng cao.
Chuyên gia và Nhà nghiên cứu: Kỹ sư, nhà vật lý, nhà khoa học dữ liệu và nhà nghiên cứu trong học viện hoặc công nghiệp, những người cần áp dụng các công cụ toán học tinh vi để giải quyết các vấn đề phức tạp trong lĩnh vực của họ.
Nhà Giáo dục và Nghiên cứu Học thuật Tương lai: Những người theo đuổi sự nghiệp giảng dạy hoặc nghiên cứu học thuật mong muốn nắm vững các chủ đề như giải tích biến phân, giải tích tensor và biến đổi tích phân.
Những Người Đam mê có Nền tảng Toán học Vững chắc: Cá nhân đam mê toán học và khoa học lý thuyết muốn khám phá các khái niệm trình độ cao hơn và các ứng dụng thực tiễn của chúng.

Nội dung khóa học

13 phần • 133 bài giảng
1 Nguyên lý tác dụng tối thiểu
2 Nguyên lý biến phân suy ra từ định luật thứ hai của Newton
3 Hamiltonian
4 bài toán 1: con lắc kép
5 bài toán 2: con lắc đơn
6 bài toán 3: con lắc đơn gắn với vòng tròn
7 bài toán 4: hệ thanh
1 bài toán 5: hạt chuyển động trong trường thế
2 bài toán 6: mômen động lượng trong tọa độ trụ
3 bài toán 7: đối xứng xoắn ốc
4 Hiểu sâu về định luật bảo toàn: Định lý Reynolds, Đạo hàm của tích phân thể tích
1 Tọa độ chính tắc
2 Chứng minh toán học Định lý Liouville
3 Biến đổi chính tắc và hàm sinh
4 Phương trình Hamilton từ nguyên lý biến phân
5 Chứng minh đơn giản Định lý Liouville
6 Dấu ngoặc Poisson và sự tương tự với Cơ học lượng tử
1 Nguyên lý Maupertuis
2 Tìm đường cong cực tiểu hóa thời gian di chuyển từ điểm A đến điểm B
3 Thêm về cơ học Hamilton, hàm sinh, biến đổi chính tắc
1 Giới thiệu về phần tensor
2 Tổng quan về cách các định luật vật lý thay đổi trong các hệ quy chiếu khác nhau
3 Biến đổi Lorentz và yếu tố bất biến
4 Một chứng minh khác về tính bất biến của yếu tố độ dài vô cùng bé trong Thuyết Tương đối Hẹp (SR)
5 Biến đổi Lorentz như được Einstein thiết lập
6 Ý nghĩa vật lý mà Einstein gán cho biến đổi Lorentz
7 Yếu tố độ dài bất biến (những hiểu biết bổ sung)
8 Lagrangian trong thuyết tương đối hẹp
9 Động lượng và Hamiltonian của một hạt tương đối tính, E bằng mc bình phương
10 Nguyên lý tương đương: điểm khởi đầu của Thuyết Tương đối Rộng
11 Tại sao lại là hình học vi phân?
12 Bất biến trong ký hiệu tensor
13 Quy tắc biến đổi cho Tensor
14 Một số phép toán cơ bản với tensor
15 Cách Einstein chứng minh tensor metric nghịch đảo cũng là một tensor
16 Cách Einstein chứng minh tính bất biến của yếu tố thể tích vô cùng bé
17 Cách Einstein thiết lập phương trình của đường trắc địa
18 Một cách suy luận phương trình trắc địa không sử dụng Nguyên lý Biến phân
19 Cách Einstein thiết lập khái niệm đạo hàm hiệp biến
20 Quy tắc vi phân của định thức (quan trọng trong Thuyết Tương đối Rộng (GR))
21 Cách Einstein thiết lập khái niệm phân kỳ hiệp biến
22 Các biểu thức tensor quan trọng khác do Einstein thiết lập trong bài báo về GR của ông
23 Cách Einstein thiết lập tensor Riemann trong bài báo về Thuyết Tương đối Rộng của ông
24 Cách Einstein thiết lập phương trình trường trong trường hợp không có vật chất
25 Cách Einstein thiết lập các phương trình của ông từ nguyên lý tác dụng, bảo toàn năng lượng
26 Cách Einstein thiết lập phương trình trường khi có mặt vật chất
27 Cách Einstein thiết lập Thuyết Tương đối Rộng của ông từ nguyên lý Hamilton
1 Bài tập với tensor: Đường trắc địa trên các mặt tròn xoay
2 Độ cong pháp tuyến và độ cong chính (mặt cong trong không gian 3 chiều)
3 Độ cong Gauss và chứng minh Định lý Theorema Egregium của Gauss
4 Độ cong chính của một mặt tròn xoay
1 Suy luận tensor biến dạng từ lý thuyết đàn hồi
2 Lý thuyết Cổ điển về Tấm Mỏng suy ra từ Nguyên lý Tác dụng
3 Suy luận tensor biến dạng trong tọa độ cầu
4 Gradient trong tọa độ cầu (sử dụng tensor và ma trận)
5 Toán tử Laplace trong Tọa độ Cầu (sử dụng tensor và ma trận)
1 Phương trình Hamilton Jacobi tương đối tính
2 Ôn tập Lý thuyết Trường Cổ điển
3 Đạo hàm phiếm hàm và phương trình Euler Lagrange trong Lý thuyết Trường Cổ điển
4 Ứng dụng của đạo hàm phiếm hàm
5 Mặt cực tiểu trong Giải tích Biến phân
6 Bài tập về biến phân của định thức tensor metric
7 Vết của logarit ma trận và định thức
8 Chứng minh đồng nhất thức Jacobi
9 Chuỗi Neumann
10 Vật lý của tấm mỏng suy ra từ nguyên lý biến phân
11 Suy luận heuristic tích phân đường từ lý thuyết trường cổ điển
12 Từ phương trình Hamilton Jacobi đến phương trình Schrodinger
13 Đạo hàm phiếm hàm và tổng quát hóa phương trình Euler Lagrange trong Lý thuyết Trường lượng tử (QFT)
1 Hàm biến phức phần 1
2 Hàm biến phức phần 2
3 Giới thiệu đạo hàm trong giải tích phức
4 Giới thiệu tích phân của hàm phức và định lý Cauchy
5 Mở rộng định lý Cauchy
6 Công thức tích phân Cauchy phần 1
7 Công thức tích phân Cauchy phần 2
8 Chuỗi Laurent
9 Chuỗi Laurent dạng thu gọn
10 Suy luận chuỗi Fourier từ chuỗi Laurent
11 Tổng quát hóa chuỗi Fourier cho mọi chu kỳ T tổng quát
12 Suy luận chuỗi Taylor từ chuỗi Laurent
13 Khái niệm Thặng dư
14 Định lý Thặng dư
15 Tính toán thặng dư và các hệ số của chuỗi Laurent
16 Đánh giá tích phân thực bằng tích phân phức
17 Biểu diễn của delta Dirac
18 Một biểu diễn tích phân khác của Delta Dirac
19 Đánh giá các tích phân Gaussian phức
20 Giải một tích phân từ Cuốn sách của Feynman (một cách thanh lịch hơn ChatGPT)
1 Chuỗi Fourier và Biến đổi Fourier
2 Ký hiệu cho Biến đổi Fourier
3 Tầm quan trọng của Delta Dirac trong việc định nghĩa Biến đổi Fourier Ngược
4 Suy luận "Nguyên lý" Bất định
5 Thêm về delta Dirac và mối quan hệ của nó với Biến đổi Fourier Ngược
6 Biến đổi Fourier áp dụng cho đạo hàm của một hàm
7 Hiện tượng Gibbs và mối quan hệ của nó với chuỗi Fourier
8 Bài tập về tích chập bội và Biến đổi Fourier
9 Năng lượng của tín hiệu và Biến đổi Fourier (tín hiệu có băng thông giới hạn)
10 Giới thiệu Biến đổi Laplace từ Biến đổi Fourier
11 Giải phương trình khuếch tán sử dụng giải tích phức (biến đổi Laplace)
12 Phương trình vi phân cấp 2 không thuần nhất giải bằng Biến đổi Fourier
13 Tính toán Biến đổi Laplace Ngược với thặng dư
14 Chuỗi Fourier thú vị trong 2 chiều
15 Khai triển chuỗi Fourier cho tấm mỏng
16 Cách tích chập trong tích phân đường dẫn đến phương trình Schrodinger
17 Từ Tích phân đường đến Lý thuyết Nhiễu loạn và sau đó đến Giản đồ Feynman
18 Từ tích phân đường đến tác dụng hiệu dụng, nhóm tái chuẩn hóa, các hằng số tương tác (couplings)
19 Tiệm cận và chuỗi phân kỳ
1 Nhóm Lorentz và Poincare, biểu diễn, mômen động lượng, đại số Lie
2 Suy luận đại số Lie của nhóm Lorentz
3 Phép biến đổi trường vector theo đại số Lorentz
4 Phép biến đổi trường spinor suy ra bằng cách tổng quát hóa trường vector
5 Các vi tử của phép biến đổi của vector thỏa mãn đại số Lorentz
6 Các vi tử của phép biến đổi của spinor thỏa mãn đại số Lorentz
7 Suy luận giao hoán tử của mômen động lượng từ đại số Lie Lorentz
8 PHỤ LỤC: lũy thừa của ma trận
1 Các xem xét về toán tử, cơ học lượng tử, phương trình Schrodinger
2 Tầm quan trọng của toán tử Hermite
3 Toán tử liên quan đến bình phương mômen động lượng
4 Nguyên lý bất định suy ra với toán tử
5 Toán tử Mômen Động Lượng: tính toán phổ (giới thiệu)
6 Tính chất của toán tử mômen động lượng: tính toán phổ
7 toán tử mômen động lượng: tiếp tục tính toán phổ
8 Biểu diễn ma trận của mômen động lượng
9 Hạt spin một-phần-hai
10 Phương trình Dirac và ma trận Dirac suy ra từ ma trận Pauli
11 Các xem xét về phương trình Dirac và ma trận Dirac
12 Các xem xét về phương trình Dirac suy ra từ Lagrangian
13 Tầm quan trọng của toán tử unita
14 Các tính chất quan trọng của ma trận unita và lý thuyết nhóm
1 Trực giác Toán học đằng sau Nhân tử Lagrange
2 Mô hình Markowitz để tối thiểu hóa rủi ro trong danh mục đầu tư tài chính
3 Chứng minh rằng đường tròn là đường cong phẳng bao quanh diện tích lớn nhất

Giới thiệu khóa học

OVERVIEW

This advanced course offers a rigorous exploration of the following pivotal mathematical disciplines: Calculus of Variations, Integral Transforms, Tensor Analysis, Complex Analysis (with a focus on Residue Theorems), intuition behind path integrals and Quantization of a classical theory, and a final part on constrained optimization problems. Designed for professionals, researchers, and students in mathematics, physics, engineering, and related fields, this course provides the theoretical foundations and practical techniques necessary to solve complex problems across a variety of disciplines.

What You Will Learn:

  • Calculus of Variations: Dig deeper into the principles of optimizing functionals, essential for understanding the behavior of systems in physics, engineering, and economics. Master techniques such as Euler-Lagrange equations, boundary conditions, and their applications in mechanics.

  • Integral Transforms: Gain proficiency in Laplace, Fourier, and other integral transforms, which are powerful tools for solving differential equations and analyzing signals. Learn how to apply these transforms to simplify and solve complex mathematical problems.

  • Tensor Analysis: Explore the theory and applications of tensors, which are indispensable in the study of continuum mechanics, relativity, and advanced geometry. Understand the mathematical structure of tensors, their transformations, and their role in physics and engineering. The introduction to tensors follows the pedagogical steps usually encountered in a course on General Relativity

  • Complex Analysis and Residue Theorems: Study the interesting aspects of complex functions and the residue theorem, a cornerstone in evaluating integrals and solving differential equations. Learn how to apply residue calculus to solve real-world problems in physics and engineering.

  • Path Integrals: Study the quantization of classical theories through the use of path integrals.

  • Matematical connections between Classical and Quantum Physics: By including Poisson brackets, the path integral approach, the Schrödinger equation, and even the transition to Feynman diagrams, the course bridges the gap between classical mechanics and quantum mechanics, which is valuable for students aiming to transition from classical physics to quantum field theory (QFT).

  • Lorentz algebra, Lie Groups, spinors: these are recent additions to the course. Two new sections have been added, which deal with the Lie algebra of the Lorentz group, how vectors and spinors transform, operators, intrinsic angular momentum, etc (which are all concepts strictly related to quantum physics, and it is really interesting to understand their relationship with tensors and relativity).

  • Basics of constrained optimization problems: Study the theory of Lagrange multipliers (building some additional "intuition" which is not usually offered in other courses), plus some practical applications.


ADDITIONAL COMMENTS

The course offers a thorough and structured approach to several advanced topics in mathematics and physics. It spans fundamental principles like the principle of least action and Hamiltonian mechanics, covers complex areas such as tensor calculus and general relativity, and delves into more abstract concepts like residues, Fourier and Laplace transforms, path integrals.

Here’s an analysis of key aspects:

  1. Comprehensive Structure:

    • The syllabus moves logically from classical mechanics, variational principles, and tensors, to transforms and complex analysis. This builds on mathematical techniques and their physical applications, making it suitable for advanced learners.

  2. Variety of Topics:

    • The course covers a wide range of topics including Hamiltonian mechanics, tensor analysis, general relativity, complex variables, and transforms like Fourier and Laplace. This gives students exposure to multiple branches of applied mathematics.

  3. Real-world Applications:

    • With examples like the double pendulum, geodesics, strain tensors, etc, the course emphasizes real-world relevance, especially in physics and engineering contexts.

  4. Engagement through Problem Solving:

    • The syllabus includes numerous practical problems and exercises (e.g., geodesics on surfaces of revolution, Fourier transform applications), which are essential for reinforcing understanding and building problem-solving skills.

  5. Detailed Focus on Key Concepts:

    • Topics like the derivation of Einstein’s field equations, Poisson brackets, and the Maupertuis principle are handled in detail, allowing students to gain deep insights into fundamental areas of theoretical physics and calculus.

Final Thoughts:

The course is highly suited for students with a solid mathematical background, particularly those in physics or engineering. It balances theoretical depth with practical applications, making it a resource for mastering advanced calculus, tensors, and transforms.


Who Should Enroll:

  • Advanced undergraduate and graduate students in mathematics, physics, and engineering.

  • Professionals and researchers seeking to deepen their understanding of advanced mathematical methods.

  • Anyone with a strong mathematical background interested in mastering these essential topics.

Course Features:

  • In-depth lectures covering theoretical concepts and some practical applications.

  • Step-by-step problem-solving sessions to solidify your understanding.

  • Some examples and case studies to demonstrate the application of these mathematical techniques.

  • Posing the right questions to test your knowledge and track your progress.

Prerequisites:

  • A solid understanding of undergraduate-level calculus, linear algebra, and differential equations is recommended.

Join this course to gain a deep, working knowledge of these critical mathematical tools and enhance your ability to tackle complex problems in both academic and professional settings.

Note: part of the material in this course serves as supplementary content for other physics courses taught by the instructor. While some of these physics courses provide a "self-contained" approach, a portion of this course (albeit a small one) is intentionally included in those courses as well, resulting in some overlap. However, the structured and logical sequence of topics in this course is designed to help students achieve a higher level of mathematical proficiency than they might achieve by studying the physics courses separately, detaching the mathematics from the physics (where this is possible).

New material (2024/11/30): I have added two sections dealing with Lorentz groups, Lie algebra, spinors, Pauli and Dirac matrices, operators, and more.

Wherever possible, I tend to make sections as "self-contained" as possible; therefore, students may decide to skip some sections and/or videos so as to consult only those parts of the course which might be relevant for their individual studies.


REFERENCES

This course has been designed to reflect the instructor's unique perspective, with the aim of presenting essential information in a logical, concise, and original manner. Some of the course material draws inspiration from the following sources:

  1. L. Landau and E. Lifshitz: Mechanics (Vol. 1)

  2. L. Landau and E. Lifshitz: The Classical Theory of Fields (Vol. 2)

  3. A. Einstein: The Foundation of the General Theory of Relativity, 1916

  4. A. Einstein: Hamilton’s Principle and the General Theory of Relativity, 1916

  5. A. Einstein: Cosmological Considerations on the General Theory of Relativity, 1917

  6. B. A. Dubrovin, A. T. Fomenko, S. P. Novikov: Modern Geometry - Methods and Applications Part 1

  7. L. Landau and E. Lifshitz: Theory of Elasticity (Vol. 7)

  8. L. S. Schulman: Techniques and Applications of Path Integration

  9. D. Tong: Quantum Field Theory (Lecture notes from the University of Cambridge)

  10. D. Skinner: Quantum Field Theory II (Lecture notes from the University of Cambridge)

Khóa học liên quan

Khám phá thêm các khoá học cùng chủ đề

Hiển thị tất cả khoá học Calculus
Hiển thị tất cả khoá học Mathematical Physics
Hiển thị tất cả khoá học Mathematics
Hiển thị tất cả khoá học Theoretical Physics
Zalo
Tôi có thể tư vấn khoá học cho bạn 😊