复变函数
复变函数
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更新日期:2025/05/21
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开课高校德州学院
开课教师李娜马立新范洪彪张晓雪
学科专业理学数学类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
《复变函数论》是数学各专业的一门基础课程,是《数学分析》课程在复变量函数上的自然延伸。复变函数论是分析学的一个分支,又称复分析。早在19世纪,Cauchy、Weierstrass及Riemann等人就已经给这门学科奠定了坚实的基础。在柯西,黎曼,魏尔斯特拉斯,阿贝尔等名家的工作之后,复变函数论成为一门独立的学科,主要内容包括解析理论,积分理论,级数理论和几何理论。本课程是一门在理论上和应用中都十分重要的课程。复变函数论不但是我们所学数学分析的理论推广,是数学专业多门后继课程,如泛函分析,概率论、偏微分方程,调和分析,代数几何,复几何等的基础,而且作为一种强有力的工具,已经被广泛的应用于自然科学的众多领域,如理论物理、空气动力学、流体力学、弹性力学以及自动控制学等,目前也被广泛应用于信号处理、电子工程等领域。
课程大纲

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章节简介教学计划
复数与复变函数
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绪论
李娜
复数的概念及其运算
李娜
共轭复数与复数的模
李娜
复数的辐角、乘幂与方根(一)
李娜
复数的辐角、乘幂与方根(二)
李娜
复平面上的点集(一)
李娜
复平面上的点集(二)
李娜
复变函数
李娜
复变函数的极限与连续性
李娜
复球面与无穷远点
李娜
解析函数
复变函数的导数与微分
李娜
解析函数及其简单性质(一)
李娜
解析函数及其简单性质(二)
李娜
初等解析函数(一)
李娜
初等解析函数(二)
李娜
初等多值函数(一)
李娜
初等多值函数(二)
李娜
初等多值函数(三)
李娜
初等多值函数(四)
李娜
一般幂函数与一般指数函数(一)
李娜
一般幂函数与一般指数函数(二)
李娜
复变函数的积分
复变函数积分的概念及其简单性质(一)
李娜
复变函数积分的概念及其简单性质(二)
李娜
柯西积分定理(上)
李娜
柯西积分定理(下)
李娜
复周线情形的Cauchy定理
李娜
柯西积分公式及其推论(一)
李娜
柯西积分公式及其推论(二)
李娜
解析函数与调和函数的关系(一)
李娜
解析函数与调和函数的关系(二)
李娜
解析函数的幂级数表示法
复数项级数
李娜
复函数项级数
李娜
解析函数项级数
李娜
幂级数
李娜
解析函数的幂级数表示法
李娜
解析函数的泰勒展式
李娜
解析函数零点的孤立性与唯一性定理
李娜
解析函数的罗朗展式与孤立奇点
解析函数的洛朗展式
李娜
洛朗级数与泰勒级数的关系
李娜
解析函数的有限孤立奇点
李娜
解析函数在无穷远点的性质
李娜
整函数与亚纯函数
李娜
留数理论及其应用
留数
李娜
函数在无穷远点的留数
李娜
留数在定积分计算上的应用(一)
李娜
留数在定积分计算上的应用(二)
李娜
辐角原理及其应用
李娜
  • 第一章复数与复变函数

    本章内容主要是解释复数和复变函数的相关概念,大部分内容与实变函数相似,不难理解。复变函数就是自变量为复数的函数。解析函数通常是指在某种意义下可导的复变函数。本章首先引入复数域与复平面的概念,其次引入复平面上的点集、区域、约当曲线以及复变函数的极限与连续等概念。

  • 1.1绪论

    介绍复数和几种新的表示方法,其实就是把表现形式变来变去,方便和其他的数学知识联系起来。

  • 1.2复数的概念及其运算

    高中知识,加减乘除,乘方开方等。主要是用新的表示方法来解释了运算的几何意义。

  • 1.3共轭复数与复数的模

    就是把实数替换成复数,因为复数的性质,所以平面图形的方程是二元的。

  • 1.4复数的辐角、乘幂与方根(一)

    将复平面上的点,一一映射到球面上,意义是扩充了复数域和复平面,就是多了一个无穷远点,现在还不知道有什么意义,猜想应该是方便将微积分的思想用到复变函数上。

  • 1.5复数的辐角、乘幂与方根(二)

    不同于实变函数是一个或一组坐标对应一个坐标,复变函数是一组或多组坐标对应一组坐标,所以看起来好像是映射在另一个坐标系里。

  • 1.6复平面上的点集(一)

    不同于实变函数是一个或一组坐标对应一个坐标,复变函数是一组或多组坐标对应一组坐标,所以看起来好像是映射在另一个坐标系里。

  • 1.7复平面上的点集(二)

    与实变函数的极限和连续性相同。

  • 1.8复变函数

    复变函数

  • 1.9复变函数的极限与连续性

    复变函数的极限与连续性

  • 1.10复球面与无穷远点

    复球面与无穷远点

  • 第二章解析函数

    本章主要介绍解析函数这个概念,将实变函数中导数、初等函数等概念移植到复变函数体系中。解析函数是复变函数论研究的主要对象。它是一类具有某种特性的可微函数。首先引入判断函数可微和解析的主要条件——柯西黎曼条件;其次,把我们熟知的初等函数推广到复数域上来,并研究其性质。

  • 2.1复变函数的导数与微分

    介绍复变函数的导数,类似于实变二元函数的导数,求导法则与实变函数相同。
    所谓的解析函数,就是函数处处可导换了个说法,而且只适用于复变函数而复变函数可以解析的条件就是:u对x与v对y的偏导数相等且u对y和v对x的偏导数互为相反数,这就是柯西黎曼方程。

  • 2.2解析函数及其简单性质(一)

    出现了新的概念:调和函数。就是对同一个未知数的二阶偏导数互为相反数的实变函数。而解析函数的实部函数和虚部函数都是调和函数。而满足柯西黎曼方程的两个调和函数可以组成一个解析函数,而这两个调和函数互为共轭调和函数。

  • 2.3解析函数及其简单性质(二)

    和实变函数中的初等函数形式一样,但是变量成为复数,所以有一些不同的性质。

  • 2.4初等解析函数(一)

    初等多值函数(上)

  • 2.5初等解析函数(二)

    初等多值函数(中)

  • 2.6初等多值函数(一)

    初等多值函数(下)

  • 2.7初等多值函数(二)

    初等多值函数(二)

  • 2.8初等多值函数(三)

    初等多值函数(三)

  • 2.9初等多值函数(四)

    初等多值函数(四)

  • 2.10一般幂函数与一般指数函数(一)

    一般幂函数与一般指数函数(一)

  • 2.11一般幂函数与一般指数函数(二)

    一般幂函数与一般指数函数(二)

  • 第三章复变函数的积分

    本章主要是将实变函数的积分问题,在复变函数这个体系里进行了系统的转化,让复变函数有独立的积分体系。但是很多知识都和实变函数的知识是类似的。可以理解为实变函数积分问题的一个兄弟。复变函数的积分是研究解析函数的一个重要工具。解析函数的许多重要性质要利用复积分来证明。本章要建立的柯西积分定理,及柯西积分公式尤其重要,它们是复变函数论的基本定理和基本公式。以后各章都直接地或间接地和他们有关联。

  • 3.1复变函数积分的概念及其简单性质(一)

    复积分就是复变函数的积分。实质上是两个实二型线积分。所以应该具有相应的实二型线积分的性质。复积分存在的充分条件是实部函数和虚部函数都连续。

  • 3.2复变函数积分的概念及其简单性质(二)

    意思就是如果复变函数在区域内处处解析,则沿任意封闭曲线的积分为零。类似于格林公式,又有点像大物理的无旋场。这里有两个重要的推论,闭合变形原理和复合闭路定理。

  • 3.3柯西积分定理(上)

    用柯西积分定理的推论推导出来的一个公式。揭示了解析函数可以由复积分表示。为求解复积分提供了一种途径。

  • 3.4柯西积分定理(下)

    讲了复变函数和实变函数完全不同的一点,解析函数的高阶导数是必然存在的。还解释了几个定理公式:柯西不等式、刘维尔定理、最大模原理。

  • 3.5复周线情形的Cauchy定理

    柯西积分公式及其推论

  • 3.6柯西积分公式及其推论(一)

    解析函数与调和函数的关系(上)

  • 3.7柯西积分公式及其推论(二)

    解析函数与调和函数的关系(下)

  • 3.8解析函数与调和函数的关系(一)

    解析函数与调和函数的关系(一)

  • 3.9解析函数与调和函数的关系(二)

    解析函数与调和函数的关系(二)

  • 第四章解析函数的幂级数表示法

    本章主要介绍实数范围内的级数问题的拓展,研究对象从实数换成了复数。级数也是研究解析函数的一个重要工具,把解析级数表为级数,不但有理论上的意义,而且有实用的意义。

  • 4.1复数项级数

    复数项级数,就是两个实数项级数凑成一组,但是求解问题时还是要分开解决。这部分的问题和实数项级数没有什么差别,就是一个变成了两个。

  • 4.2复函数项级数

    这部分内容和实数函数的完全相同,就是多了阿贝尔定理和收敛圆、收敛半径等新概念,需要时间吸收。

  • 4.3解析函数项级数

    将实数的泰勒级数概念,转化为了复数的泰勒级数概念,将解析函数展开为幂级数的方法类似,同时因为复数的一些性质,让原本在实数范围内泰勒级数的一些东西变得容易理解。

  • 4.4幂级数

    因为泰勒级数的定义使得解析函数无法在指定点的去心邻域内展开,所以发展出了洛朗级数。而洛朗级数的实质还是泰勒级数。

  • 4.5解析函数的幂级数表示法

    解析函数的泰勒展式

  • 4.6解析函数的泰勒展式

    解析函数的泰勒展式

  • 4.7解析函数零点的孤立性与唯一性定理

    解析函数零点的孤立性与唯一性定理

  • 第五章解析函数的罗朗展式与孤立奇点

    本章主要介绍r

  • 5.1解析函数的洛朗展式

    因为泰勒级数的定义使得解析函数无法在指定点的去心邻域内展开,所以发展出了洛朗级数。而洛朗级数的实质还是泰勒级数。

  • 5.2洛朗级数与泰勒级数的关系

    孤立奇点是解析函数的奇点中最简单最重要的一种类型。以解析函数的罗朗展示为工具,能够在孤立奇点的去心领域内充分研究一个解析函数的性质。介绍了三种类型的孤立奇点:可去奇点、极点、本性奇点。

  • 5.3解析函数的有限孤立奇点

    解析函数的孤立奇点

  • 5.4解析函数在无穷远点的性质

    整函数与亚纯函数

  • 5.5整函数与亚纯函数

    整函数与亚纯函数

  • 第六章留数理论及其应用

    本章是第三章柯西积分理论的继续。留数在复变函数论本身及实际应用中都是非常重要的,它和计算为围线积分的问题有密切关系。应用留数理论还可以考查区域内函数的零点分布状况。

  • 6.1留数

    留数就是解析函数展开成幂级数后再逐项积分最后留下来的那个常数。而求留数则要用一条封闭曲线将所有孤立奇点包起来,再用公式求留数。所以留数其实是一种积分。而确定孤立奇点的类型会更加方便的求出留数。

  • 6.2函数在无穷远点的留数

    因为之前复变函数的积分都是闭合回路的积分,所以求定积分先要凑出闭合回路。即还是要用到前面的积分知识,然后再通过变形整理凑成留数公式的形式求取定积分。

  • 6.3留数在定积分计算上的应用(一)

    用留数定理计算实积分

  • 6.4留数在定积分计算上的应用(二)

    辐角原理及其应用

  • 6.5辐角原理及其应用

    辐角原理及其应用

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 复数与复变函数

    1.1 绪论

    1.2 复数的概念及其运算

    1.3 共轭复数与复数的模

    1.4 复数的辐角、乘幂与方根(一)

    1.5 复数的辐角、乘幂与方根(二)

    1.6 复平面上的点集(一)

    1.7 复平面上的点集(二)

    1.8 复变函数

    1.9 复变函数的极限与连续性

    1.10 复球面与无穷远点

    视频数10
  • 第二章  作业测试
    第二章 解析函数

    2.1 复变函数的导数与微分

    2.2 解析函数及其简单性质(一)

    2.3 解析函数及其简单性质(二)

    2.4 初等解析函数(一)

    2.5 初等解析函数(二)

    2.6 初等多值函数(一)

    2.7 初等多值函数(二)

    2.8 初等多值函数(三)

    2.9 初等多值函数(四)

    2.10 一般幂函数与一般指数函数(一)

    2.11 一般幂函数与一般指数函数(二)

    视频数11
  • 第三章  作业测试
    第三章 复变函数的积分

    3.1 复变函数积分的概念及其简单性质(一)

    3.2 复变函数积分的概念及其简单性质(二)

    3.3 柯西积分定理(上)

    3.4 柯西积分定理(下)

    3.5 复周线情形的Cauchy定理

    3.6 柯西积分公式及其推论(一)

    3.7 柯西积分公式及其推论(二)

    3.8 解析函数与调和函数的关系(一)

    3.9 解析函数与调和函数的关系(二)

    视频数9
  • 第四章  作业测试
    第四章 解析函数的幂级数表示法

    4.1 复数项级数

    4.2 复函数项级数

    4.3 解析函数项级数

    4.4 幂级数

    4.5 解析函数的幂级数表示法

    4.6 解析函数的泰勒展式

    4.7 解析函数零点的孤立性与唯一性定理

    视频数7
  • 第五章  作业测试
    第五章 解析函数的罗朗展式与孤立奇点

    5.1 解析函数的洛朗展式

    5.2 洛朗级数与泰勒级数的关系

    5.3 解析函数的有限孤立奇点

    5.4 解析函数在无穷远点的性质

    5.5 整函数与亚纯函数

    视频数5
  • 第六章  作业测试
    第六章 留数理论及其应用

    6.1 留数

    6.2 函数在无穷远点的留数

    6.3 留数在定积分计算上的应用(一)

    6.4 留数在定积分计算上的应用(二)

    6.5 辐角原理及其应用

    视频数5
  • 期末考试