本書講述了復(fù)變函數(shù)論,積分變換的基本理論、基本概念與基本方法,使讀者在運(yùn)用向量分析與場(chǎng)論,復(fù)變函數(shù)論,積分變換的思想和方法解決實(shí)際問題的能力方面得到系統(tǒng)的培養(yǎng)和訓(xùn)練,本書的主要內(nèi)容有:復(fù)數(shù)與復(fù)變函數(shù)的基本運(yùn)算及性質(zhì),解析函數(shù)的概念及性質(zhì),復(fù)變函數(shù)的積分,解析函數(shù)的級(jí)數(shù)表示,留數(shù)的計(jì)算及其應(yīng)用,保形映射,拉普拉斯變換及逆變換的性質(zhì)及應(yīng)用,傅里葉變換的性質(zhì)和應(yīng)用。 全書分為二篇:第一篇為復(fù)變函數(shù);第二篇為積分變換、每章后均配備了習(xí)題,并提供了參考答案或提示。本書可作為高等院校非數(shù)學(xué)專業(yè)本專科學(xué)生的復(fù)變函數(shù)與積分變換課程教材,也可供相關(guān)教研人員參考。
復(fù)變函數(shù)與積分變換是運(yùn)用復(fù)變函數(shù)的理論解決微分方程和積分方程等實(shí)際問題的一門課程.在工科的教育教學(xué)體系中,本課程屬于基礎(chǔ)課程,在培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力、邏輯推理能力、空間想象能力和科學(xué)計(jì)算能力等方面起著重要的作用.從歷史上看,復(fù)變函數(shù)理論一直伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,從實(shí)際需要中提煉數(shù)學(xué)理論并進(jìn)行研究,并反過來(lái)促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.通過學(xué)習(xí)大家會(huì)發(fā)現(xiàn),復(fù)變函數(shù)除了其嚴(yán)謹(jǐn)且優(yōu)美的理論體系外,在應(yīng)用方面尤其有著獨(dú)到的作用,它既能簡(jiǎn)化計(jì)算,又能體現(xiàn)明確的物理意義,在許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,如電氣工程、通信與控制、信號(hào)分析與圖像處理、機(jī)械系統(tǒng)、流體力學(xué)、地質(zhì)勘探與地震預(yù)報(bào)等工程技術(shù)領(lǐng)域.通過本課程的學(xué)習(xí),不僅可以掌握復(fù)變函數(shù)與積分變換的基礎(chǔ)理論及工程技術(shù)中的常用數(shù)學(xué)方法,同時(shí)還為后續(xù)有關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ).
本書基于有限的課時(shí),對(duì)復(fù)數(shù)與復(fù)變函數(shù)、解析函數(shù)、復(fù)變函數(shù)的積分、級(jí)數(shù)、留數(shù)理論及其應(yīng)用、共形映射、Fourier變換和Laplace變換等內(nèi)容作了較為系統(tǒng)的介紹.在概念闡述上力求做到深入淺出,突出基本結(jié)論和方法的運(yùn)用,在知識(shí)體系完整性的基礎(chǔ)上,避免了一些太過專業(yè)的推導(dǎo)過程,盡量做到數(shù)學(xué)過程簡(jiǎn)單易懂,結(jié)論形式易于運(yùn)用,形成了自己的特色.
在編寫過程中突出了以下幾個(gè)特點(diǎn):
(1) 注重強(qiáng)調(diào)理論的產(chǎn)生背景和其中蘊(yùn)含的思想方法,注重理論聯(lián)系實(shí)際,數(shù)學(xué)過程力求精練.在不影響內(nèi)容完整性和系統(tǒng)性的基礎(chǔ)上,去掉了傳統(tǒng)課本中的一些較難而又與應(yīng)用沒有緊密關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn),使學(xué)生從枯燥的學(xué)習(xí)過程中擺脫出來(lái),輕松入門.
(2) 對(duì)基本概念的引入盡可能聯(lián)系實(shí)際,突出物理意義; 基本結(jié)論的推導(dǎo)過程深入淺出、循序漸進(jìn); 基本方法的闡述具有啟發(fā)性,使學(xué)生能夠舉一反三,融會(huì)貫通.
(3) 例題和習(xí)題豐富,有利于學(xué)生掌握所學(xué)內(nèi)容,提高分析問題和解決問題的能力.
本書第1、3、4、5章由張蓓編寫,約9.1萬(wàn)字,第2章由楊賀菊編寫
,約2.1萬(wàn)字,第6、7、8章由
朱曉霞編寫,約9.5萬(wàn)字,
全書最后由楊賀菊統(tǒng)稿.本書的編寫得到清華大學(xué)出版社的大力支持,河北科技大學(xué)數(shù)學(xué)系全體任課教師也給予了很多幫助和指導(dǎo),在此一并表示衷心的感謝.
由于編者水平有限,錯(cuò)漏在所難免,懇請(qǐng)專家、同行和讀者批評(píng)指正.
編者
2021年5月
朱曉霞,1980年生,碩士學(xué)位,主要研究方向?yàn)槟:齼?yōu)化決策,2004年參加工作至今,一直活躍在河北科技大學(xué)的教學(xué)和科研崗位上,發(fā)表科研教研論文20余篇,主研多項(xiàng)省級(jí)及國(guó)家級(jí)基金項(xiàng)目,多次參加省級(jí)精品課程建設(shè),多次參加省級(jí)、校級(jí)教學(xué)競(jìng)賽并取得優(yōu)異成績(jī)
第1章復(fù)數(shù)與復(fù)變函數(shù)
1.1復(fù)數(shù)及其代數(shù)運(yùn)算
1.2復(fù)數(shù)的幾何表示
1.3復(fù)數(shù)的乘冪與方根
1.4平面點(diǎn)集與區(qū)域
1.5復(fù)變函數(shù)及其連續(xù)性
習(xí)題1
第2章解析函數(shù)
2.1復(fù)變函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與微分
2.2解析函數(shù)的概念和性質(zhì)
2.3復(fù)變量初等函數(shù)
習(xí)題2
第3章復(fù)變函數(shù)的積分
3.1復(fù)變函數(shù)的積分及其性質(zhì)
3.2Cauchy積分定理及其推廣
3.3Cauchy積分公式和高階導(dǎo)數(shù)公式
3.4解析函數(shù)與調(diào)和函數(shù)
習(xí)題3
第4章級(jí)數(shù)
4.1復(fù)數(shù)項(xiàng)級(jí)數(shù)
4.2冪級(jí)數(shù)
4.3Taylor級(jí)數(shù)
4.4Laurent展式
習(xí)題4
第5章留數(shù)理論及其應(yīng)用
5.1孤立奇點(diǎn)
5.2留數(shù)
5.3留數(shù)在定積分計(jì)算中的應(yīng)用
習(xí)題5
*第6章共形映射
6.1共形映射的概念
6.2分式線性映射
6.3一些初等函數(shù)所構(gòu)成的共形映射
習(xí)題6
第7章Fourier變換
7.1Fourier變換的概念
7.2單位脈沖函數(shù)及其Fourier變換
7.3Fourier變換的性質(zhì)
7.4卷積與相關(guān)函數(shù)
7.5Fourier變換的應(yīng)用
習(xí)題7
第8章Laplace變換
8.1Laplace變換的概念
8.2Laplace變換的性質(zhì)
8.3Laplace逆變換
8.4卷積
8.5Laplace變換的應(yīng)用
習(xí)題8
部分習(xí)題答案
參考文獻(xiàn)
附錄AFourier變換簡(jiǎn)表
附錄BLaplace變換簡(jiǎn)表