本書依據(jù)“工科類本科數(shù)學基礎課程教學基本要求”,為高等院校工科類各專業(yè)學生編寫,是高等數(shù)學的后繼課全書內(nèi)容豐富、思路清晰、結(jié)構嚴謹、體系完整,具有推理嚴密、概念準確、敘述詳略得當?shù)奶攸c書中在應用高等數(shù)學知識進行推理論證時,對涉及的高等數(shù)學知識都給予了詳細的注解,更有利于學生的學習和掌握書中的例題經(jīng)過精心編選,每節(jié)都配備了基本題和提高題。
本書內(nèi)容包括復數(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)、傅里葉變換、拉普拉斯變換書末還附有傅里葉變換簡表、拉普拉斯變換簡表及習題答案。
本書適當高等院!皬妥兒瘮(shù)與積分變換”課程教學使用,也可供相關自學者、工程技術人員參考、使用。
前言
復變函數(shù)與積分變換是高等工科院校許多專業(yè)重要的一門基礎課,更是自然科學與工程技術中常用的數(shù)學工具,已經(jīng)被廣泛應用到自然科學的眾多領域。因此,復變函數(shù)與積分變函的理論與方法,對于高等理工院校的學生來說是必不可少的數(shù)學基礎知識,有著重要的意義。通過對本門課程的學習,學生可以較系統(tǒng)、完整地了解復變函數(shù)與積分變換理論的基本內(nèi)容,學會借助高等數(shù)學中的相關知識處理復變函數(shù)的一些基本問題,包括解析函數(shù)、復變函數(shù)的積分、解析函數(shù)的級數(shù)表示、洛朗級數(shù)、留數(shù)理論、傅里葉變換及拉普拉斯變換等。復變函數(shù)是高等數(shù)學的后繼課程,學生只有在較全面、系統(tǒng)地學習完高等數(shù)學課程后再學習該課程,才能更好地應用高等數(shù)學的方法去解決復變函數(shù)中的論證及推理,保證學習復變函數(shù)與積分變換的效率。
在以往的教學過程中,我們所用的教材雖然也做到了高等數(shù)學與復變函數(shù)相關知識的銜接,但是對于這門課的教學也存在幾點不足:
第一,對高等數(shù)學的重、難點知識涉及較多,而對這些知識的相關內(nèi)容講解又較少,這樣給學生學習復變函數(shù)帶來了很大困難。
第二,復數(shù)與復變函數(shù)一章中復數(shù)內(nèi)容過多,而復數(shù)知識學生在高中時已經(jīng)學習過,又因為這門課的教學內(nèi)容多、課時少,所以這部分知識顯得啰嗦。
本書編寫組成員多年講授該課程,理論基礎扎實,教學經(jīng)驗豐富,對其理論、應用和發(fā)展有很好的理解和把握。我們根據(jù)多年的教學實踐和體會,參照教育部高等學校教材編寫的相關文件編寫了這部教材,系統(tǒng)介紹了復變函數(shù)與積分變換的基本理論、方法與應用。
在本教材的編寫中我們努力做到以下幾點:
第一,內(nèi)容編寫上注重復變函數(shù)與高等數(shù)學中一元、二元函數(shù)的比較,通過進行類比,從內(nèi)容上引導學生熟練掌握復變函數(shù)中的許多概念,如函數(shù)、極限、連續(xù)、導數(shù)、積分等,這些概念形式上與高等數(shù)學中一元函數(shù)的相關概念類似,但卻有本質(zhì)上的不同。本教材既指出其相似之處,更強調(diào)其本質(zhì)上的不同,注重兩者之間的聯(lián)系與區(qū)別。
第二,本教材強調(diào)復變函數(shù)和積分變換具體的應用,這能使學生在學習過程中有明確的目的性,有利于培養(yǎng)應用型人才。
第三,本教材內(nèi)容豐富、語言簡明通俗、敘述詳略得當、例題豐富全面,每節(jié)配有練習題,分為A類和B類。A類是基本題,圍繞本節(jié)知識內(nèi)容進行學習和訓練;B類是提高題,供學有余力的學生進一步提高數(shù)學水平選用。
為此,我們對原用教材進行了全面審視,力求站在現(xiàn)代科學技術水平的高度上,從培養(yǎng)21世紀高素質(zhì)創(chuàng)新人才的目標出發(fā),進行新的構想和精選基本內(nèi)容。我們刪去學生高中學過的內(nèi)容,補充在講授復變函數(shù)時用到的高等數(shù)學的相關知識,但由于課時有限,這部分知識將放在書下的注解中,以便于學生自學。本教材的編寫順應了教育部關于高等工科專業(yè)基礎復變函數(shù)與積分變換前言教學改革方向,對促進高校工科專業(yè)基礎教學的改革,推進課程建設,深化教學內(nèi)容,加強學生綜合實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有一定的現(xiàn)實意義和實用價值。
本書第一、二章由陳巖編寫,第三、四章由宋桂榮編寫,第五、六、七章及附錄部分由丁蕾編寫。全書由宋桂榮統(tǒng)稿。
由于編者水平和時間有限,本書肯定還有許多不完善和需要改進之處,祈望廣大教師和讀者不吝指正。
編者
目錄
前言
第1章復數(shù)與復變函數(shù)
1.1復數(shù)
1.1.1復數(shù)的概念
1.1.2復數(shù)的幾何表示
1.2復數(shù)的運算
1.2.1復數(shù)的代數(shù)運算
1.2.2共軛復數(shù)的運算
1.2.3復數(shù)的代數(shù)運算的幾何表示
1.2.4復數(shù)的乘冪與方根
1.3復變函數(shù)
1.3.1區(qū)域
1.3.2復變函數(shù)
1.3.3復變函數(shù)的極限與連續(xù)性
習題一
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
2.1.3函數(shù)解析的充要條件
2.2初等函數(shù)
2.2.1指數(shù)函數(shù)
2.2.2對數(shù)函數(shù)
2.2.3乘冪ab與冪函數(shù)
2.2.4三角函數(shù)
2.2.5雙曲函數(shù)
2.2.6反三角函數(shù)與反雙曲函數(shù)
習題二
第3章復變函數(shù)的積分
3.1復變函數(shù)的積分
3.1.1復變函數(shù)的積分的概念
3.1.2積分存在的條件及計算方法
3.1.3積分的基本性質(zhì)
3.2柯西古薩基本定理
3.2.1柯西古薩(CauchyGoursat)基本定理
3.2.2原函數(shù)與不定積分
3.2.3復合閉路定理
3.3柯西積分公式
3.3.1柯西積分公式
3.3.2解析函數(shù)的高階導數(shù)
3.4解析函數(shù)與調(diào)和函數(shù)的關系
3.4.1調(diào)和函數(shù)
3.4.2解析函數(shù)與調(diào)和函數(shù)的關系
習題三
第4章級數(shù)
4.1復數(shù)項級數(shù)
4.1.1復數(shù)項數(shù)列
4.1.2復數(shù)項級數(shù)
4.2冪級數(shù)
4.2.1復變函數(shù)項級數(shù)
4.2.2冪級數(shù)
4.2.3收斂半徑與收斂圓
4.2.4收斂半徑的求法
4.2.5冪級數(shù)的運算和性質(zhì)
4.3泰勒級數(shù)
4.4洛朗級數(shù)
習題四
第5章留數(shù)
5.1孤立奇點
5.1.1孤立奇點
5.1.2函數(shù)的零點與極點的關系
5.1.3函數(shù)在無窮遠點的性態(tài)
5.2留數(shù)
5.2.1留數(shù)的定義及留數(shù)定理
5.2.2留數(shù)的計算規(guī)則
5.2.3在無窮遠點的留數(shù)
習題五
第6章傅里葉變換
6.1傅里葉級數(shù)
6.1.1傅里葉級數(shù)
6.1.2傅氏積分
6.2傅里葉變換的概念
6.2.1傅氏變換的定義
6.2.2單位脈沖函數(shù)及其傅氏變換
6.3傅氏變換的性質(zhì)
6. 3.1傅氏變換的基本性質(zhì)
6.3.2卷積與卷積定理
6.4傅氏變換的應用
習題六
第7章拉普拉斯變換
7.1拉普拉斯變換定義
7.1.1拉普拉斯變換
7.1.2拉普拉斯變換存在定理
7.1.3周期函數(shù)的拉普拉斯變換
7.1.4拉氏變換簡表的使用
7.2拉氏變換的性質(zhì)
7.2.1拉氏變換的基本性質(zhì)
7.2.2卷積與卷積定理
7.3拉普拉斯逆變換
7.4拉普拉斯變換的應用
習題七
附錄
附錄Ⅰ傅里葉變換簡表
附錄Ⅱ拉普拉斯變換簡表
參考答案
參考文獻