本書依據(jù)“工科類本科數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求”,為高等院校工科類各專業(yè)學(xué)生編寫,是高等數(shù)學(xué)的后繼課全書內(nèi)容豐富、思路清晰、結(jié)構(gòu)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(yīng)用高等數(shù)學(xué)知識進行推理論證時,對涉及的高等數(shù)學(xué)知識都給予了詳細的注解,更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)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(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(xí)題答案。
本書適當高等院!皬(fù)變函數(shù)與積分變換”課程教學(xué)使用,也可供相關(guān)自學(xué)者、工程技術(shù)人員參考、使用。
前言
復(fù)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(chǔ)課,更是自然科學(xué)與工程技術(shù)中常用的數(shù)學(xué)工具,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到自然科學(xué)的眾多領(lǐng)域。因此,復(fù)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(xué)生來說是必不可少的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識,有著重要的意義。通過對本門課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以較系統(tǒng)、完整地了解復(fù)變函數(shù)與積分變換理論的基本內(nèi)容,學(xué)會借助高等數(shù)學(xué)中的相關(guān)知識處理復(fù)變函數(shù)的一些基本問題,包括解析函數(shù)、復(fù)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(fù)變函數(shù)是高等數(shù)學(xué)的后繼課程,學(xué)生只有在較全面、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)完高等數(shù)學(xué)課程后再學(xué)習(xí)該課程,才能更好地應(yīng)用高等數(shù)學(xué)的方法去解決復(fù)變函數(shù)中的論證及推理,保證學(xué)習(xí)復(fù)變函數(shù)與積分變換的效率。
在以往的教學(xué)過程中,我們所用的教材雖然也做到了高等數(shù)學(xué)與復(fù)變函數(shù)相關(guān)知識的銜接,但是對于這門課的教學(xué)也存在幾點不足:
第一,對高等數(shù)學(xué)的重、難點知識涉及較多,而對這些知識的相關(guān)內(nèi)容講解又較少,這樣給學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)變函數(shù)帶來了很大困難。
第二,復(fù)數(shù)與復(fù)變函數(shù)一章中復(fù)數(shù)內(nèi)容過多,而復(fù)數(shù)知識學(xué)生在高中時已經(jīng)學(xué)習(xí)過,又因為這門課的教學(xué)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(chǔ)扎實,教學(xué)經(jīng)驗豐富,對其理論、應(yīng)用和發(fā)展有很好的理解和把握。我們根據(jù)多年的教學(xué)實踐和體會,參照教育部高等學(xué)校教材編寫的相關(guān)文件編寫了這部教材,系統(tǒng)介紹了復(fù)變函數(shù)與積分變換的基本理論、方法與應(yīng)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(fù)變函數(shù)與高等數(shù)學(xué)中一元、二元函數(shù)的比較,通過進行類比,從內(nèi)容上引導(dǎo)學(xué)生熟練掌握復(fù)變函數(shù)中的許多概念,如函數(shù)、極限、連續(xù)、導(dǎo)數(shù)、積分等,這些概念形式上與高等數(shù)學(xué)中一元函數(shù)的相關(guān)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(fù)變函數(shù)和積分變換具體的應(yīng)用,這能使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有明確的目的性,有利于培養(yǎng)應(yīng)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(xí)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(xué)習(xí)和訓(xùn)練;B類是提高題,供學(xué)有余力的學(xué)生進一步提高數(shù)學(xué)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(xué)技術(shù)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(gòu)想和精選基本內(nèi)容。我們刪去學(xué)生高中學(xué)過的內(nèi)容,補充在講授復(fù)變函數(shù)時用到的高等數(shù)學(xué)的相關(guān)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(xué)生自學(xué)。本教材的編寫順應(yīng)了教育部關(guān)于高等工科專業(yè)基礎(chǔ)復(fù)變函數(shù)與積分變換前言教學(xué)改革方向,對促進高校工科專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的改革,推進課程建設(shè),深化教學(xué)內(nèi)容,加強學(xué)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(fù)數(shù)與復(fù)變函數(shù)
1.1復(fù)數(shù)
1.1.1復(fù)數(shù)的概念
1.1.2復(fù)數(shù)的幾何表示
1.2復(fù)數(shù)的運算
1.2.1復(fù)數(shù)的代數(shù)運算
1.2.2共軛復(fù)數(shù)的運算
1.2.3復(fù)數(shù)的代數(shù)運算的幾何表示
1.2.4復(fù)數(shù)的乘冪與方根
1.3復(fù)變函數(shù)
1.3.1區(qū)域
1.3.2復(fù)變函數(shù)
1.3.3復(fù)變函數(shù)的極限與連續(xù)性
習(xí)題一
第2章解析函數(shù)
2.1解析函數(shù)的概念
2.1.1復(fù)變函數(shù)的導(dǎo)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(xí)題二
第3章復(fù)變函數(shù)的積分
3.1復(fù)變函數(shù)的積分
3.1.1復(fù)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(fù)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(dǎo)數(shù)
3.4解析函數(shù)與調(diào)和函數(shù)的關(guān)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(guān)系
習(xí)題三
第4章級數(shù)
4.1復(fù)數(shù)項級數(shù)
4.1.1復(fù)數(shù)項數(shù)列
4.1.2復(fù)數(shù)項級數(shù)
4.2冪級數(shù)
4.2.1復(fù)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(xí)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(guān)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(xí)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(yīng)用
習(xí)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(yīng)用
習(xí)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