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这些现象你知道为什么吗?这些问题的解答体现了复变函数与积分变换课程的实用性与专业性。复变函数的理论基础是在十九世纪奠定的,主要是围绕A.L.Cauchy(柯西),K.Weierstrass(魏尔斯特拉斯)和B.Riemann(黎曼)三人的工作进行的。积分变换则起源于19世纪末,是英国著名的无线电工程师海维赛在求解电工学、物理学领域内的线性微分方程的过程中逐步形成的符号法,后来演变成今天的积分变换。复变函数与积分变换作为数学中既经典又充满活力的一个数学分支,在数学的发展历史中发挥了重要的作用。
本课程内容主要包括:
(1)变量为复数的解析函数的相关理论(包括解析函数、复积分、级数与留数理论与应用);
(2)傅里叶变换和拉普拉斯变换。
通过本课程的学习,你将获得如下知识:
1.掌握如复数、辐角、复变函数、复变函数的极限等基本概念,能够对复数进行各种表示,掌握复数的幂、方根、复初等函数的计算,会判断函数的可导性与解析性;充分了解复变函数的背景思想及数学思想,弄清与高等数学的共同点、不同点。
2.能够利用复变函数柯西-古萨定理、复合闭路定理、柯西基本定理和柯西基本公式等理论,求解复变函数的积分,使学生进一步了解析函数的无穷可微性性质,进一步培养学生的运算能力;
3.能够把解析函数表示成幂级数,会求收敛半径,并会求洛朗展开,培养学生的综合运用所学知识去分析解决实际问题的应用;
4.能够判断孤立奇点类型,掌握留数的求法,利用留数定理计算函数沿闭曲线的积分和计算实函数的定积分;
5.能够利用傅立叶变换的概念和性质求一些简单函数的傅氏变换,掌握单位脉冲函数的概念和性质,知道傅氏变换的物理意义-频谱;
6.能够了解拉氏变换与傅氏变换的区别,知道拉氏存在定理,利用拉普拉斯变换的概念和性质,卷积求常见函数的拉氏变换。会求拉氏逆变换,掌握用拉氏变换求解常系数微分方程。
本课程适合具有高等数学基础的理工科各专业的学生,以及热爱数学的学生!
复变函数与积分变换是由复变函数、积分变换两门课整合而成。复变函数的理论基础是在十九世纪奠定的,主要是围绕A.L.Cauchy(柯西),K.Weierstrass(魏尔斯特拉斯)和B.Riemann(黎曼)三人的工作进行的。它与电子技术,自动控制等课程有密切的联系,是解决诸如电磁学、热学、振动学、弹性理论、频谱分析的有力工具。
一、教学内容
1. 变量为复数的解析函数的相关理论。
2. 傅里叶变换和拉普拉斯变换。
二、课程的主要特点
本门课程的特点是概念多、基础性、理论性强,与《高等数学》课程的学习联系密切。复变函数的许多基本概念、理论和方法是实变函数在复数领域内的推广和发展,但复变函数却有本质上的深化,尤其在方法和技巧上,更有显著不同,因此要求学生具有较好的高等数学基础知识。
三、教学方法
启发式教学为主,结合案例教学、问题式教学、对比式教学。
四、预备知识
高等数学(微积分)
五、证书要求
本课程需要全过程综合考评:观看讲课视频及其他课程资源、完成每章单元测试题和单元作业互评题、参与课程讨论、参加期末考试。
课程学习成绩由二部分构成:
(1)单元测验:每章学习结束后有一次单元测验,题型为单项选择题和判断题,每次测试题10道,每题10分。每人每周有3次机会可以尝试,有效成绩为三次提交的最高分数。所有单元测验分数占课程成绩的50%。
(2)期末考试:课程结束后,学生可以参加课程的最后考试,成绩占50%。
注意:作业互评与最终成绩的关系:未参与作业互评的学生将给与所得总分数的50%,未完成作业互评的学生将给与所得总分数的80%,全部完成作业互评的将给与总成绩的100%。
完成课程学习并考核合格(>=60分)的可获得合格证书,成绩优秀(>85分)的可获得优秀证书。
六、课程教学目标
1.掌握如复数、辐角、复变函数、复变函数的极限等基本概念,能够对复数进行各种表示,掌握复数的幂、方根、复初等函数的计算,会判断函数的可导性与解析性;充分了解复变函数的背景思想及数学思想,弄清与高等数学的共同点、不同点。
2.能够利用复变函数柯西-古萨定理、复合闭路定理、柯西基本定理和柯西基本公式等理论,求解复变函数的积分,使学生进一步了解析函数的无穷可微性性质,进一步培养学生的运算能力;
3.能够把解析函数表示成幂级数,会求收敛半径,并会求洛朗展开,培养学生的综合运用所学知识去分析解决实际问题的应用;
4.能够判断孤立奇点类型,掌握留数的求法,利用留数定理计算函数沿闭曲线的积分;
5.能够利用傅立叶变换的概念和性质求一些简单函数的傅氏变换,掌握单位脉冲函数的概念和性质,知道傅氏变换的物理意义-频谱;
6.能够了解拉氏变换与傅氏变换的区别,知道拉氏存在定理,利用拉普拉斯变换的概念和性质,卷积求常见函数的拉氏变换。会求拉氏逆变换,掌握用拉氏变换求解常系数微分方程。
七、参考教材:
1.赵辉 孟桂芝 钟凤远,复变函数与积分变换,北京大学出版社,2020年
2.西安交通大学,复变函数,高等教育出版社,2005年
3.钟玉泉编,复变函数论,高等教育出版社,2004年
4.张元林,积分变换,高等教育出版社,2012年

