復變函數(shù)與積分變換是智能控制、自動化、機械電子、計算機科學與技術、建筑、流體力學和物理學等相關專業(yè)的一門重要的基礎課程,它既是學生學習后續(xù)專業(yè)課的基礎,又是他們將來從事專業(yè)技術工作的重要基礎和工具.編者按照工科數(shù)學復變函數(shù)與積分變換教學大綱的要求編寫了《工程復變函數(shù)與積分變換》.《工程復變函數(shù)與積分變換》介紹了復變函數(shù)與積分變換的基本理論和方法.全書共分為七章,主要內(nèi)容包括復變函數(shù)與極限、解析函數(shù)、復變函數(shù)的積分、傅里葉變換、拉普拉斯變換、級數(shù)、留數(shù)及其應用.
《工程復變函數(shù)與積分變換》介紹了復變函數(shù)與積分變換的基本理論和方法,增加工程應用實例,盡量回避一些繁雜的枝節(jié)證明,注重直觀性、實踐性和創(chuàng)新性,深入淺出,簡潔易讀,同時配有習題答案供讀者學習使用。
復變函數(shù)與積分變換是工科相關專業(yè)的一門重要基礎課程,它既是學生學習后續(xù)專業(yè)課的基礎,又是他們將來從事專業(yè)技術工作的重要基礎和工具.它在培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)與界定問題的能力、思辨能力、解決問題的能力、將知識轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的能力和創(chuàng)新能力及培養(yǎng)學生的數(shù)學素養(yǎng)等方面都起著非常重要的作用.隨著科學技術的進步,復變函數(shù)與積分變換理論將會發(fā)揮越來越重要的作用,如果只研究實分析,那么對許多問題就難以開展深入的探索和研究.舉個簡單的例子,假如所研究問題涉及的方程無實根,這時實分析就無能為力了.因此,現(xiàn)在越來越多的專業(yè)和領域都在紛紛引進復分析理論,從一些發(fā)達國家的經(jīng)驗來看這也是大勢所趨.
為適應科學技術的發(fā)展和創(chuàng)新型與應用型本科人才培養(yǎng)和教學改革的需要,編者在參閱了大量國內(nèi)外有代表性的文獻資料和教學實踐的基礎上,按照工科數(shù)學復變函數(shù)與積分變換教學大綱的要求編寫了本書.本書闡述了解析函數(shù)、復變函數(shù)的積分、級數(shù)和留數(shù)等相關理論和方法,結合工程需要系統(tǒng)介紹了傅里葉變換和拉普拉斯變換的基本理論和方法,并給出了一些應用實例.復變函數(shù)與積分變換源于實踐并為社會實踐服務,為此編者對課程體系和教學內(nèi)容進行了大幅度的調(diào)整,增加了部分工程應用實例,不追求理論的系統(tǒng)性和完整性,盡量回避一些繁雜的枝節(jié)證明,注重直觀性、實踐性和創(chuàng)新性,深入淺出,簡潔易讀.本書調(diào)整了一些理論色彩濃厚而與專業(yè)課程銜接不良及脫離工程實際的內(nèi)容,而以直觀性強、專業(yè)特點濃重的內(nèi)容予以填補,可以使學生學以致用.同時本書也結合了先進的教改成果進行編寫,反映先進教學理念與教學成果,促進教學改革的深入發(fā)展.本書的內(nèi)容體系合理而且新穎,突出應用特點、直觀性和創(chuàng)新性特點,能夠引導學生能動地去發(fā)現(xiàn)、探索和創(chuàng)新,既能很好地為專業(yè)教學服務,又對培養(yǎng)高素質(zhì)應用型、創(chuàng)新型人才發(fā)揮積極作用.
本書由王以忠(山東科技大學)、許曰才(山東科技大學)、劉照軍(山東醫(yī)科大學)和郭秀榮(山東科技大學)執(zhí)筆編著,由復旦大學博士后張寧(山東科技大學)擔任主審. 張寧主任對本書的總體結構和內(nèi)容構成進行了全面審閱,提出了許多寶貴的意見和建議,在此表示衷心的感謝!
由于作者水平有限,書中或存有不妥之處,敬請廣大讀者批評指正.
編 者
2021年1月
王以忠,山東科技大學副教授,發(fā)表論文20余篇,主編多部教材。主持或參與多項科研與教研項目,獲得過多項榮譽稱號。許曰才、郭秀榮均為山東科技大學教師。劉照軍系山東醫(yī)科大學教師。
章 復變函數(shù)及其極限與連續(xù)性 1
節(jié) 復數(shù) 1
第二節(jié) 復變函數(shù) 4
第三節(jié) 初等函數(shù) 6
第四節(jié) 復變函數(shù)的極限與連續(xù)性 12
第二章 解析函數(shù) 16
節(jié) 復變函數(shù)的導數(shù) 16
第二節(jié) 解析函數(shù)與解析性 20
第三節(jié) 共軛調(diào)和函數(shù) 23
第三章 復變函數(shù)的積分 31
節(jié) 復積分的概念 31
第二節(jié) 柯西積分定理與解析函數(shù)的積分 35
第三節(jié) 柯西積分公式與解析函數(shù)的高階導數(shù) 39
第四節(jié) 解析函數(shù)與復積分的應用 43
第四章 傅里葉變換 47
節(jié) 傅里葉級數(shù)與傅里葉變換 47
第二節(jié) 單位脈沖函數(shù) 53
第三節(jié) 傅里葉變換的性質(zhì) 56
第五章 拉普拉斯變換 64
節(jié) 拉普拉斯變換的概念 64
第二節(jié) 拉普拉斯變換的性質(zhì) 66
第三節(jié) 拉普拉斯逆變換 74
第四節(jié) 拉普拉斯變換的應用 76
第六章 級數(shù) 83
節(jié) 復數(shù)項級數(shù) 83
第二節(jié) 冪級數(shù) 85
第三節(jié) 泰勒級數(shù) 88
第四節(jié) 洛朗級數(shù) 92
第七章 留數(shù)及其應用 101
節(jié) 復變函數(shù)的孤立奇點 101
第二節(jié) 留數(shù) 109
第三節(jié) 留數(shù)的應用 116
附錄A 傅里葉變換簡表 126
附錄B 拉普拉斯變換簡表 129
參考文獻 135