本書在內容的選擇上力圖通俗易懂,密切與專業(yè)聯(lián)系,包括復變函數(shù)和積分變換2個部分共8章,包括復數(shù)與復變函數(shù)、解析函數(shù)、復變函數(shù)的積分、級數(shù)、留數(shù)及其應用、共形映射、傅里葉變換、拉普拉斯變換等.每章后精心選擇了大量難度適中的習題,書后附有參考答案.書末附有傅里葉變換簡表和拉普拉斯變換簡表,便于讀者查閱使用.
本書可作為高等工科院校各專業(yè),尤其是自動控制、通信、電子信息、機械工程、地球物理勘探、地球物理測井等本科生的專業(yè)復變函數(shù)與積分變換課程教材,也可供科技、工程技術人員參考閱讀.
適讀人群 :本書可作為高等工科院校各專業(yè),尤其是自動控制、通信、電子信息、機械工程、地球物理勘探、地球物理測井等本科生的專業(yè)復變函數(shù)與積分變換課程教材,也可供科技、工程技術人員參考閱讀.
本書在內容的選擇上力圖通俗易懂,密切與專業(yè)聯(lián)系,包括復變函數(shù)和積分變換2個部分共8章,包括復數(shù)與復變函數(shù)、解析函數(shù)、復變函數(shù)的積分、級數(shù)、留數(shù)及其應用、共形映射、傅里葉變換、拉普拉斯變換等.每章后精心選擇了大量難度適中的習題,書后附有參考答案.書末附有傅里葉變換簡表和拉普拉斯變換簡表,便于讀者查閱使用.
前言
復變函數(shù)與積分變換是運用復變函數(shù)的理論知識解決微分方程和積分方程等實際問題的一門基礎課程,是現(xiàn)代科學技術的重要理論基礎.本書根據(jù)教育部高等院校復變函數(shù)與積分變換課程的基本要求,依據(jù)工科數(shù)學《復變函數(shù)與積分變換教學大綱》,并結合本學科的發(fā)展趨勢,在積累多年教學實踐的基礎上編寫而成.復變函數(shù)具有嚴謹且優(yōu)美的理論體系,在應用方面有著獨到的作用,它既能簡化計算,又能體現(xiàn)明確的物理意義,在許多領域有廣泛應用,如電氣工程、通信與控制、信號分析與圖像處理、流體力學、地質勘探與地震預報等工程技術領域等.通過本課程的學習,不僅可以掌握復變函數(shù)與積分變換的基礎理論及工程技術中的常用數(shù)學方法,同時還可以為后續(xù)有關課程的學習奠定必要的數(shù)學基礎.
基于全國高等院校普遍壓縮學時的大環(huán)境,本書利用有限的學時對復數(shù)與復變函數(shù)、解析函數(shù)、復變函數(shù)的積分、級數(shù)、留數(shù)及其應用、共形映射、傅里葉變換、拉普拉斯變換等內容作了較為系統(tǒng)的介紹.在基本概念的引入盡可能做到深入淺出,突出其物理意義;基本理論的推導循序漸進,適合工科專業(yè)的特點;基本方法的闡述簡潔明了,富有啟發(fā)性,以期達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的目的.為了使學生更好地理解復變函數(shù)的方法與應用,提高學生掌握教學內容并提升自身實際應用能力,我們選擇了較多的典型例題.為使理論嚴謹完善,我們適當增加了些超出教學大綱的內容,這部分的內容在書中以“☆”作標注,可供有關專業(yè)選用.本書內容較多,但采用不同編排方法,以適應不同的專業(yè)和學校、不同的學時要求.本書可以適用于32~48學時等不同層次的教學要求.
本書是作者多年教學的一些心得體會,由馮建中任主編,李小飛、朱智慧、胡中波任副主編.其中第1、3、4、7、8章由馮建中編寫;第5章由李小飛編寫;第2章、本書的大部分習題采集和整理及部分圖稿由朱智慧完成;第6章由胡中波編寫.全書由長江大學何先平教授和趙天玉教授主審,由馮建中統(tǒng)稿.在審稿過程中,趙教授身體有恙仍堅持通讀全部書稿,提出了很多中肯的、建設性的修改意見,向兩位審稿教授表示敬意與謝忱,并預祝趙教授早日康復.在編寫的過程中得到了長江大學教務處的大力支持與資助,長江大學信息與數(shù)學學院各位同仁對本書的完成做出了很大的貢獻,在此表示衷心感謝.本書中引用了參考文獻中的眾多內容以及例題、習題,在此謹向各位作者表示感謝.
本書寫作期間,恰逢2017年春節(jié),河南老家的父親已是惡性腫瘤晚期,含著眼淚將父母接到荊州,一起渡過這說不清味道的新春佳節(jié).本書完成之時,父親已在天國.父愛如山,愿父親一路走好,天堂沒有病痛!
限于作者自身水平,書中疏漏及不妥之處在所難免,故懇請讀者不吝賜教批評指正,以期日后進一步修改完善.
編者
2017年2月于長江大學
目錄
第1章復數(shù)與復變函數(shù)()
1.1復數(shù)的概念及運算()
1.1.1復數(shù)及其代數(shù)運算()
1.1.2復數(shù)的幾何表示()
1.1.3復數(shù)的三角表示與指數(shù)表示()
1.1.4復數(shù)的幾何意義與復球面()
1.1.5復數(shù)的乘冪與方根()
1.2復平面上的點集()
1.2.1復平面上點集的基本概念()
1.2.2區(qū)域、曲線()
1.3復變函數(shù)()
1.3.1復變函數(shù)的概念()
1.3.2復變函數(shù)的極限()
1.3.3復變函數(shù)的連續(xù)性()
第2章解析函數(shù)()
2.1解析函數(shù)的概念()
2.1.1復變函數(shù)的導數(shù)與微分()
2.1.2解析函數(shù)的概念()
2.2解析函數(shù)的充要條件()
2.3初等函數(shù)()
2.3.1指數(shù)函數(shù)()
2.3.2對數(shù)函數(shù)()
2.3.3乘冪ab與冪函數(shù)()
2.3.4三角函數(shù)與雙曲函數(shù)()
2.3.5反三角函數(shù)()
第3章復變函數(shù)的積分()
3.1復變函數(shù)積分的概念()
3.1.1復變函數(shù)積分的定義()
3.1.2復積分的存在條件及計算()
3.1.3復積分的性質()
3.2柯西古薩基本定理與復合閉路定理()
3.2.1柯西古薩基本定理()
3.2.2復合閉路定理()
3.3原函數(shù)與不定積分()
3.4柯西積分公式()
3.5解析函數(shù)的高階導數(shù)()
3.6調和函數(shù)及其與解析函數(shù)的關系()
第4章級數(shù)()
4.1復數(shù)項級數(shù)()
4.1.1復數(shù)列的極限()
4.1.2復數(shù)項級數(shù)()
4.1.3復變函數(shù)項級數(shù)()
4.2冪級數(shù)()
4.2.1冪級數(shù)的斂散性()
4.2.2冪級數(shù)的運算和性質()
4.3泰勒級數(shù)()
4.3.1泰勒定理()
4.3.2一些初等函數(shù)的泰勒展開式()
4.4洛朗級數(shù)()
4.4.1雙邊冪級數(shù)()
4.4.2洛朗展開定理()
4.4.3函數(shù)在圓環(huán)域內展開成洛朗級數(shù)的方法()
第5章留數(shù)及其應用()
5.1孤立奇點()
5.1.1孤立奇點的分類()
5.1.2解析函數(shù)極點級別的判斷方法()
5.1.3函數(shù)在窮孤立奇點的性質()
5.2留數(shù)及其計算()
5.2.1留數(shù)與留數(shù)定理()
5.2.2留數(shù)的具體計算()
5.2.3窮遠點處留數(shù)()
5.3留數(shù)在定積分計算中的應用()
5.3.1形如∫2π0R[cosθ,sinθ]dθ的計算()
5.3.2形如∫+∞-∞R(x)dx積分的計算()
5.3.3形如∫+∞-∞R(x)eiaxdx(a>0)積分的計算()
5.3.4其他綜合實例()
第6章共形映射()
6.1共形映射的概念()
6.1.1解析函數(shù)的導數(shù)的幾何意義()
6.1.2共形映射的概念()
6.2分式線性映射()
6.2.1分式線性映射的概念()
6.2.2分式線性映射的性質()
6.3唯一決定分式線性映射的條件()
6.4幾個初等函數(shù)所構成的映射()
6.4.1冪函數(shù)w=zn()
6.4.2指數(shù)函數(shù)w=ez()
第7章傅里葉變換()
7.1傅里葉積分與傅里葉變換()
7.1.1傅里葉級數(shù)的復指數(shù)形式()
7.1.2非周期函數(shù)的傅里葉積分()
7.1.3傅里葉積分存在定理()
7.1.4傅里葉積分的幾種形式()
7.1.5傅里葉變換()
7.2單位脈沖函數(shù)與頻譜函數(shù)()
7.2.1單位脈沖函數(shù)δ(t)的定義及性質()
7.2.2周期函數(shù)的頻譜()
7.2.3非周期函數(shù)的頻譜()
7.3傅里葉變換的性質()
7.4卷積與卷積定理()
7.4.1卷積的定義及性質()
7.4.2卷積定理()
7.4.3相關函數(shù)()
7.4.4傅里葉變換綜合舉例()
第8章拉普拉斯變換()
8.1拉普拉斯變換的概念()
8.1.1拉普拉斯變換的定義()
8.1.2拉普拉斯變換的存在定理()
8.1.3周期函數(shù)的拉普拉斯變換()
8.2拉普拉斯變換的性質()
8.3拉普拉斯逆變換的概念()
8.4卷積與卷積定理()
8.4.1拉普拉斯變換意義下的卷積概念()
8.4.2拉普拉斯變換意義下的卷積定理()
8.5拉普拉斯變換的應用()
習題()
習題答案()
附錄()
附錄Ⅰ傅里葉變換簡表()
附錄Ⅱ拉普拉斯變換簡表()
參考文獻()