《復變函數(shù)與積分變換》介紹復變函數(shù)、傅里葉變換、拉普拉斯變換和z變換的基本概念、理論和方法。全書共8章,主要內(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、解析函數(shù)的級數(shù)表示、留數(shù)及其簡單的應(yīng)用、傅里葉變換、拉普拉斯變換及其簡單的應(yīng)用、z變換及其應(yīng)用等。
《復變函數(shù)與積分變換》每章的后面都給出本章的小結(jié),便于讀者復習和總結(jié);同時每章配有一定類型習題,并在書后給出習題的參考答案或提示;另外,書后還給出5套綜合測驗題和參考答案,可以幫助讀者檢測對所學知識系統(tǒng)掌握的程度。附錄中附有傅里葉變換簡表、拉普拉斯變換簡表和z變換簡表等,可供學習時查用。
《復變函數(shù)與積分變換》可作為高等院校工科類各專業(yè)學生的教材,可供相關(guān)專業(yè)科技工作者和工程技術(shù)人員參考。
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復變函數(shù)課程的主要內(nèi)容是討論復數(shù)之間的相互依賴關(guān)系,主要研究對象是解析函數(shù)。
復變函數(shù)論是一門古老而富有生命力的學科。早在19世紀,一些著名數(shù)學家,如A.L.Cauchy(柯西,1789~1857)和K。Weierstrass(魏爾斯特拉斯,1815~1897)與G.F.B.Riemann(黎曼,1826~1866)等的工作為這門學科奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。作為一種有力的工具,復變函數(shù)論廣泛地應(yīng)用于自然科學的眾多領(lǐng)域,如理論物理、空氣動力學、流體力學、彈性力學、地質(zhì)學和自動控制學等。
積分變換是通過積分運算,把一個函數(shù)變成另一個函數(shù)的變換。這里所說的積分變換是指傅里葉變換、拉普拉斯變換與z變換,它與復變函數(shù)有著密切的聯(lián)系。它的理論與方法不僅在數(shù)學的許多分支中,而且在其他自然科學和各種工程技術(shù)領(lǐng)域中均有廣泛的應(yīng)用。
復變函數(shù)又稱復分析,是實變函數(shù)微積分的推廣與發(fā)展。因此,它不僅在內(nèi)容上與實變函數(shù)的微積分有許多相同之處,而且在研究問題的方法與邏輯結(jié)構(gòu)方面也與其很類似。當然,復變函數(shù)也有自身的特點,有自己的研究工具和方法。在學習過程中,應(yīng)注意其與微積分理論異同點,從而加深理解,同時注意復變函數(shù)本身的特點,并掌握它自身所固有的理論與方法。積分變換與復變函數(shù)一樣,也是在實變函數(shù)微積分的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。因此,在學習過程中,也應(yīng)注意分清異同點,只有這樣,才能抓住要點,融會貫通。
編寫本書的目的是為理工類本科生提供一本比較系統(tǒng)完整的“復變函數(shù)與積分變換”教材。編者一方面匯總國內(nèi)同類教材的主要優(yōu)點,將復變函數(shù)與積分變換的內(nèi)容有機地結(jié)合在一起,另一方面,融合了吉林工程技術(shù)師范學院眾多教師和兄弟院校的教師長期講授該門課程的教學經(jīng)驗體會。既保證了教學質(zhì)量的提高,又壓縮了學時數(shù)。完成本教材的基本教學的內(nèi)容大約要48學時,書中打“×”號的部分,可供有關(guān)專業(yè)選講。本書力求思路清晰、推理簡潔且可讀性強,重視對學生能力的培養(yǎng),注意提高學生的基本素質(zhì),如在例題與習題設(shè)計方面,內(nèi)容豐富,難易題目呈梯度設(shè)置,有利于學生掌握所學的內(nèi)容、提高分析問題與解決問題的能力。本書在每一章后還精心設(shè)計了“本章小結(jié)”與“習題”,可幫助讀者更清楚地把握學習要點,更深刻地理解該章的主要內(nèi)容,同時,還精心設(shè)計了五套綜合測驗題,可以幫助讀者檢測對所學知識系統(tǒng)的掌握程度。
目錄
叢書序
前言
第1章 復數(shù)與復變函數(shù) 1
1.1 復數(shù)的基本概念 2
1.2 復數(shù)的一些基本運算及其性質(zhì) 6
1.3 復平面上點集的一般概念 12
1.4 復變函數(shù)及其極限 15
本章小結(jié) 19
習題1 20
第2章 解析函數(shù) 25
2.1 復變函數(shù)的導數(shù)與微分 25
2.2 解析函數(shù)的概念及其簡單性質(zhì) 30
2.3 初等解析函數(shù) 34
2.4 解析函數(shù)與調(diào)和函數(shù)之間的關(guān)系 40
2.5 解析函數(shù)的導數(shù)的幾何意義 44
2.6 解析函數(shù)在平面向量場的應(yīng)用 48
本章小結(jié) 53
習題2 53
第3章 復變函數(shù)的積分 58
3.1 復積分的概念及基本性質(zhì) 58
3.2 柯西積分定理 63
3.3 上限函數(shù)定理及其性質(zhì) 68
3.4 柯西積分公式 70
本章小結(jié) 79
習題3 79
第4章 解析函數(shù)的級數(shù)表示 84
4.1 復數(shù)項級數(shù) 84
4.2 復變函數(shù)項級數(shù) 86
4.3 泰勒級數(shù) 92
4.4 洛朗級數(shù) 96
本章小結(jié) 103
習題4 104
第5章 留數(shù)及其簡單的應(yīng)用 108
5.1 孤立奇點 108
5.2 留數(shù)與留數(shù)定理 114
5.3 留數(shù)在定積分計算上的應(yīng)用 120
本章小結(jié) 125
習題5 125
第6章 傅里葉變換 129
6.1 傅里葉變換的基本概念 129
6.2 單位脈沖函數(shù) 136
6.3 傅氏變換的性質(zhì) 140
本章小結(jié) 147
習題6 147
第7章 拉普拉斯變換及其簡單的應(yīng)用 150
7.1 拉氏變換的概念 150
7.2 拉氏變換的性質(zhì) 154
7.3 拉氏逆變換 161
7.4 拉氏變換的應(yīng)用 165
本章小結(jié) 167
習題7 168
第8章 Z變換及其應(yīng)用 170
8.1 Z變換的基本概念 170
8.2 Z反變換 182
8.3 Z變換的性質(zhì) 191
8.4 Z變換的應(yīng)用舉例 196
本章小結(jié) 201
習題8 201
參考文獻 204
習題答案 205
綜合測驗題 215
綜合測驗題(一) 215
綜合測驗題(一)參考答案 216
綜合測驗題(二) 218
綜合測驗題(二)參考答案 220
綜合測驗題(三) 222
綜合測驗題(三)參考答案 223
綜合測驗題(四) 225
綜合測驗題(四)參考答案 227
綜合測驗題(五) 229
綜合測驗題(五)參考答案 231
附錄 235
附錄Ⅰ 傅里葉變換簡表 235
附錄Ⅱ 拉普拉斯變換簡表 237
附錄Ⅲ Z變換對簡表 241
附錄Ⅳ Z變換性質(zhì)簡表 241
索引(Index) 243