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知识、技术科学知识、技术专业知识、技术数学物理方法目的、意义:在数学、自然科学、工程技术中有广泛应用。是解决电磁学、信号处理、流体力学、热学等领域中的平面问题的有力工具。方法:对于复变函数,可类比实函数中的相应概念并稍加区别地理解和掌握。对于数学物理方程部分,结合分离变量与微分方程解法进行学习、理解和掌握。辅以适当的作业练习。字母第一篇复变函数与积分变换1.1复数及其运算一:概念复数z=x+iy,即复数总由实数和纯虚数构成,前为实部,后为虚部,分别称为Rez,Imz,Rez=x,Imz=y复数与平面点一一对应,该平面是复平面;两坐标轴为实轴,虚轴,若X,Y作为矢分量,则Z可用矢量表示。复数的表示:复数形式:代数式z=x+iy(x=cos,y=sin)极坐标.三角形式:Z=(cos+isin),=(x2+y2)1/2,=arctg(y/x)指数形式:z=ei,(欧拉公式:ei=cos+isin)为模,辐角,=Arg(z).二、复球面无限远点:将球的南极与复平面的原点重合,则北极与复平面上的点的连线交于球面上的一点,故可用球面上的这点描述复平面上的点,或者说复平面上的点与球面上的点一一对应,球面称为复球面,复平面上的无穷远点与北极相对应,记作∞三、复数运算和,差,积,商,开方运算:不同运算采用不同的复数形式,可简化运算。A:和,差,运算宜采用代数形式。B:积,商,开方宜采用三角指数形式。棣模弗公式:Zn=[reiθ]n=rneinθ=rn(cos(nθ)+isin(nθ))注意:一般不作声明,是对主值进行运算。此外:可借用矢量的运算法则,加减用三角形法则,乘用矢量的伸缩旋转。共轭运算:取模运算:例:(1+cos+isin)3=(2cos2(/2)+i2sin(/2)cos(/2))3=[(2cos(/2)(cos(/2)+isin(/2))]3=(2cos(/2))3(cos(3/2)+isin(3/2))1.2复变函数复三角函数的模可能大于1,例:|cosi|=(e-1+e)/2﹥1|sin2i|=(e2-e-2)/2﹥1将复变函数f(z)的实部.虚部分别记为u(x,y),v(x,y)则f(z)=u(x,y)+iv(x,y)可见一对二元实函数相对应,故实函数性质可移植到复变函数中四、复变函数的极限与连续性1.3导数及C-R条件二、柯西--黎曼条件(C—R条件)一概念:若函数f(z)在点z0及其邻域上处处可导,则函数在z0处解析。若函数f(z)在区域B上每点都解析,则称f(z)在区域B上解析.若函数f(z)在z0点不解析,则点z0是f(z)的奇点.2:若f(z)=u+iv在B上解析则u,v均为B上的调和函数(有连续二阶偏导数且满足拉氏方程▽2u=0)对条件形式,两边分别再求一次导,即通常都采用不定积分发比较可靠例:已知解析函数f(z)=u+iv的u=x3-3xy2,求v及f(z)1.5平面标量场故v(x,y)又叫通量函数。无旋平面液流:稳流时,速度矢量可用一标量的梯度表示即v=▽Φ,此标量Φ为速度势,取解析函数f(z)=u+iv的v为速度势,u(x,y)=常量是流线族,流量Q=uA(x1,y1)-uB(x1,y1)例:平面静电场的电力线为y2=c2+2cx(c>0)的抛物线,求等势线。*1.6多值函数Ch2复变函数的积分2.2柯西定理定理:若在闭合复连通区域上的单值解析函数,则L为区域外边界线,Li为区域内边界线.积分均为边界线正向。说明:如图作辅助线,使其变为单连域。2.3柯西公式柯西导数公式对柯西公式两边求导:在利用此公式计算此积分时,注意将原被积函数写成该被积分式形式:可将求积分转化为求解析函数的导数。模数原理:设f(z)在某区域解析:则|f(z)|只能在边界上取极大值。刘维尔定理:若f(z)在全平面上解析,并且是有界,即|f(z)|≤N,f(z)必为常数。Ch3复数项级数3.2幂级数幂级数在其收敛圆内绝对收敛,并一致收敛:可对幂级数逐项求导逐项积分,幂级数的和在收敛圆内是解析函数。例:求幂级数的收敛圆:收敛圆为:|t|<1此数为几何级数:(前n项和)例:求幂级数∑(-1)kz2k的收敛圆。此为间出幂级数:3.3泰勒级数展开求f(z)的泰勒级数的方法:①运用定义定理求②类比实函数的幂级数求出。③运用级数的运算规律。(加.减.乘.除)④运用幂级数的复合及逐项求导,积分法。解析延拓3.4洛朗级数展开说明:①展式的展开中心z0可以是奇点,也可以是解析点,如果z0为奇点,圆环区域圆可无限接近z0,在此圆环域的展式为孤立奇点z0邻域展式。②展式系数不能等于fn(z0)/n!∵
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