复变函数与积分变换论文
北京林业大学复变函数与积分变换结课论文

复变函数与积分变换结课论文题目:拉普拉斯变换及其在解微分方程(组)中的应用指导老师:学号:姓名:班级:学院:拉普拉斯变换及其在解微分方程(组)中的应用摘要拉普拉斯变换是一种用来解线性微分方程的较简单的工具。
它在电学、力学、控制论等很多工程技术与科学领域有着广泛的应用,由于它对像原函数f(t)要求的条件比傅氏变换要弱,故研究拉氏变换有极重要的意义。
本文将简单介绍拉普拉斯变换的定义以及其性质,并对其在解微分方程(组)中的应用做了简单的归纳总结。
关键词:拉普拉斯变换,性质,微分方程一、拉普拉斯变换的概念及其性质1.1问题的提出我们知道,一个函数当它除了满足狄氏条件外,还在(—∞,+∞)内满足绝对可积的条件时,就一定存在古典意义下的傅里叶变换。
但绝对可积的条件是比较强的,许多函数(如单位阶跃函数、正弦、余弦函数等)都不满足这个条件;其次,可以进行傅里叶变换的函数必须在整个是数轴上有定义,但在物理、无线电技术等实际应用中,许多以时间t 作为自变量的函数往往在t<0时是无意义的或者不用考虑的,想这些函数都不能取傅里叶变换。
虽然在引入δ函数后,傅里叶变换的适用范围被拓宽了许多,使得“缓增”函数也能进行傅氏变换,但仍然无法解决以指数级增长的函数。
[1]对于任意一个函数φ(t ),若用单位阶跃函数u (t )乘φ(t ),则可以使积分区间由(—∞,+∞)换成[0,+∞),用指数衰减函数tβ-e(β>0)乘φ(t )就有可能使其变得绝对可积,因此只要β选的恰当,一般来说,任意函数φ(t )的傅氏变换是存在的,这样就产生了拉普拉斯变换。
1.2拉普拉斯变换的定义当函数)(t f 满足条件:(1)当t<0时,)(t f =0;(2)当0≥t 时,函数)(t f 连续;(3)当∞→t 时,)(t f 的增长速度不超过某个指数函数,即存在常数M 及α,使得t Me t f α≤|)(|,则含参数s 的无穷积分 收敛。
复变函数与积分变换论文 电子信息
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(3)求方程的全解
Y(0)=A+B+1/3=1
解得A=5/2,B=-11/6
拉氏变换方法
由本例题可以看出经典方法和拉氏变换方法都能解决连续信号系统的零输入响应、零状态响应、完全响应方面的问题。经典方法做题,思路比较简单,容易想出办法,但是计算比较繁琐,容易出错。用拉氏变换方法思路上稍显麻烦,但是计算要简单得多,减少了错误发生的概率。如果微分方程右边激励项较复杂,用经典方法就难以处理,用拉氏变换方法将数学模型转化为代数式,做起来就显得容易很多,既明了又简洁。如果激励信号发生变化,用经典方法做,就需要全部重新求解,相对与拉氏变换就麻烦得多。如果初始信号发生变化,用经典方法做题要全部重新求解,相当复杂。经典方法是一种纯数学的方法,无法突出系统响应的物理概念。拉氏变换相对的能够突出系统响应的物理概念。具体用哪种方法做题还得依题而论,如果题目比较简单,激励信号不发生变化,初始条件不发生变化,就用经典方法做题,因为经典方法思路比较简单,方法比较好想,减少了做题的时间,如果题目比较复杂,或者激励信号,初始条件发生变化,就用拉氏变换方法,做题步骤简单,节省时间,又减少了错误发生的概率。
由于篇幅有限,本文介绍的复变函数与积分变换中与解决本专业的问题只是冰山一角。在复变函数和积分变换的学习中,我们得到的不仅要作为科学创新基础的数学原理,还有一些创新思想方法,如解析函数高阶导数和积分变换中导数公式的归纳法思想、复数几何意义的直观性在初等几何中的应用思想、保形变换和积分变换中,对称思维、两类积分变换应用的同中求异和理论中的异中求同、复势应用中的猜想与证明,观察与实验等等都体现了创新思维的火花。我们在学习中掌握了这些方法,有利于在今后的工作和生活中发挥巨大的作用,因此,复变函数与积分变换课程的学习,有助于我们创新思维能力的训练和培养,培养我们运用基本理论和方法,解决实际问题的意识,兴趣和能力,尤其是解析函数在平面向量场中的应用,留数理论的应用,积分变化换在解微分方程中的应用和求广义积分,培养我们打破思维定势,打破常规惯例,用新的眼光看复变函数和积分变换,就是说变量从实数到复数,积分从直线到曲线,尤其是封闭曲线。
复变函数与积分变换
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复变函数与积分变换复变函数是数学中的一个重要概念,它涉及到实部和虚部的函数关系。
而积分变换则是将一个函数转化为另一个函数的方法。
本文将围绕复变函数和积分变换展开讨论。
一、复变函数复变函数是指具有复数域上的定义域和值域的函数。
它的定义域可以是复数集,也可以是复平面上的一个区域。
复变函数常用的表示形式是f(z),其中z为复数。
如f(z) = u(x, y) + iv(x, y),其中u(x, y)表示实部,v(x, y)表示虚部。
复变函数的性质与实变函数有很多相似之处,如连续性、可导性等。
它还具有一些特殊的性质,如解析性和调和性。
解析函数是指具有导数的复变函数,它在一个区域内处处可导。
而调和函数是指实部和虚部都是调和函数的复变函数。
复变函数的应用十分广泛,例如在电磁学、流体力学和信号处理等领域都有重要的应用。
通过复变函数的分析与运算,可以解决实变函数所无法解决的问题,并且有时可以简化问题的求解过程。
二、积分变换积分变换是将一个函数转化为另一个函数的方法,常用的积分变换有拉普拉斯变换和傅里叶变换。
积分变换在信号处理、控制理论等领域有广泛的应用。
1. 拉普拉斯变换拉普拉斯变换是将一个函数f(t)变换为复平面上的一个函数F(s)的方法。
其中s为复数,定义域为复平面上的一条直线。
拉普拉斯变换的公式表示为:F(s) = L{f(t)} = ∫[0, +∞] e^(-st) f(t) dt通过拉普拉斯变换,可以将时域中的函数转化为复频域中的函数。
它具有线性性质、位移性质和尺度性质等重要性质,可以简化信号的分析与处理。
2. 傅里叶变换傅里叶变换是将一个函数f(x)变换为另一个函数F(k)的方法。
其中k为实数,定义域为实数轴上的一条直线。
傅里叶变换的公式表示为:F(k) = ∫[-∞, +∞] e^(-ikx) f(x) dx傅里叶变换是时域与频域之间的转换工具,它将一个函数分解成不同频率的基函数。
傅里叶变换具有线性性质、位移性质和尺度性质等重要性质,可以对信号进行频谱分析和滤波处理。
复变函数论文
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复变函数论文复变函数与积分变换在自动控制原理中的应用姓名:何缘鸽学号:092410101 学院(系):电气与电子工程系专业:自动化指导教师:秦志新评阅人:复变函数与积分变换在自动控制原理中的应用【摘要】:复变函数与积分变换的理论和方法在数学、自然科学和工程技术中有着广泛的应用,是解决诸如流体力学、电磁学、热学、弹性理论中的平面问题的有力工具。
而自然科学和生产技术的发展又极大地推动了复变函数的发展,丰富了它的内容。
我们在学习的过程中,要正确理解和掌握复变函数中的数学概念和方法,逐步培养利用这些概念和方法解决实际问题的能力。
文中简单地介绍了该门课程在自动控制理论中的应用。
【关键词】:线性系统 Z变换卷积拉普拉斯变换【正文】:提出问题:众所周知,复变函数中的许多概念、理论和方法是实变函数在复数领域内的推广和发展,因而它们之间有许多相似之处。
但由于其自身的一些特殊的性质而显得不同,特别是当它引进了taylor级数展开laplace变换和fourier变换后而使其显得更加重要了。
随着教育事业的不断发展与更新,一些新的处理数据的方法越来越多的应用于我们的日常专业学习中。
当然复变函数在自动控制原理方面的应用也更大的加快了自动化的发展,自动控制与信号处理也更加离不开一套有效的处理方法。
但是常规的Fourier变换的运算的范围还是有限的,如何去解决一些不能展开成Fourier级数的信号成了我们的首要问题。
分析问题:虽然常规的Fourier 变换的运算的范围是有限的,,但Laplace 变换、Z 变换等填补了Fourier 变换的不足之处,究竟其有什么好处呢?下面就介绍一些例子,从中就能看出。
例1: 如图1所示电路,原处于稳态,开关S 于t=0时由1端转向2端,R=10Ω,L=1H,C=0.004F,求换路后电流i(t)。
解:因换路前电路已达稳态,故可知()=-0i 0, ()V u c 20=- 换路后,电路的微分方程为()()()+++-0c u dtt di Lt Ri ⎰-td i C0)(1ττ=10)(t ε对上式进行拉普拉斯变换,得()()()[]+-+-0i s sI L s RI sCs I su c )()0(+-=s10解得 ()s I =sCsL R s u Li sc 1)0()0(10++-+--代入已知数据得()s I =ss s s25010210++-=2501082++s s =2215)5(15158++⨯s用查表法可求得上式的拉普拉斯反变换为()At t et i t)(15sin 1585ε⋅=-例2: 如图2所示为常用的二阶有源系统的电路模型,设Ω=1R 、C=1F 。
复变函数与积分变换结业论文

基于matlab对复变函数与积分变量的研究姓名:徐庆学号:101044113单位:北京林业大学工学院自动化10-1内容摘要:《复变函数与积分变量》这门课程作为自动化专业的专业基础课程,对于后继课程有着极其重要的意义,但在学习过程中,很多量的求解需要繁琐的计算步骤与复杂的计算过程。
同时,作为一种抽象的函数,复变函数一般来说很难用具体图像来描绘其信息。
Matlab作为一款功能强大的科学计算软件,利用一些编程语句可以很轻松的解决上述问题。
例如,利用matlab可以对一个复常数进行基本的求模,求幅角,求实部、虚部的运算。
更进一步地,还可以求复数的指数、对数,对复数进行三角运算。
在对于复变函数的研究中,可以求解复变函数的留数,并用来求复变函数的积分,对复变函数进行泰勒级数展开。
在积分变换方面,可以对函数进行傅里叶变换、逆变换,进行拉普拉斯变换、逆变换。
在编程化的语句中,可以对同一类的问题进行统一的解决。
关键字:复变函数积分变量matlab语句运算结果目录1 matlab在复常数中的应用 (4)1.1 Matlab中对单个复常数的简单运算 (4)1.2 Matlab中对于单个复常数进行复杂的运算 (5)1.3Matlab中对于两个复常数之间进行乘法、除法运算 (7)2.利用matlab对函数进行泰勒级数展开 (8)3 matlab在留数和积分中的应用 (9)3.1利用matlab计算复变函数的留数 (9)3.2在matlab中,利用留数定理求解复变函数的积分 (10)4 利用matlab对信号做傅氏、拉氏变换 (11)4.1 利用matlab对信号做傅里叶变换 (11)4.2 利用matlab对信号做拉普拉斯变换 (13)5 利用matlab绘制复变函数 (14)1 matlab在复常数中的应用1.1 Matlab中对单个复常数的简单运算在matlab中,生成复数的形式分为两种:代数形式(如z=x+y*i)与指数形式(如z=r*exp(theta i),其中r为模长,theta为幅角的弧度值)。
复变函数论文(DOC)
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复变函数论文《复变函数与积分变换》与《信号系统》的相互联系和运用系别:专业名称:学号:姓名:指导老师:年月日《复变函数与积分变换》与《信号系统》的相互联系和运用摘录:随着现代科学技术理论的发展,学课间的联系越来越紧密,通过相互协助,使复杂的问题能够利用较简单的方法方便,快捷的解决。
由于复变函数与积分变换的运算是实变函数运算的一种延伸,且由于其自身的一些特殊的性质而显得不同,特别是当它引进了“留数”的概念,以及Taylor级数展开,Laplace变换和Fourier变换之后而使其显得更为重要,因此学习复变函数与积分变换对学习信号与系统具有很大的促进作用。
文章主要介绍了:1,Fourier变换是怎样在信号系统的频域分析中进行运用的;2,怎样利用复变函数中的“留数定理”对Laplace反变换进行计算; 3,复变函数中的Z变换是怎样解决信号系统中离散信号与系统复频域问题分析的;4,复变函数与积分变换中的各种运算是怎样通过信号系统中的MATLAB来实现的。
关键词:留数,Laplace变换,Z变换, Fourier变换,Taylor级数,MATLAB。
1,Fourier变换是怎样在信号系统的频域分析中进行运用的;当对一个信号系统进行分析和研究时,首先应该知道该信号系统的数学模型,即建立该信号系统的数学表达式,例如:根据Fourier 级数的理论,连续时间周期信号的频域分析的数学表达式即为无限项虚指数序列的线性叠加;而且信号的Fourier 变换建立了信号的时域与频域之间的一一对应的关系,并揭示了其在时域域频域之间的内在联系,因此为信号和系统的分析提供了一种新的方法和途径。
例1:已知描述某稳定的连续时间LTI 系统的微分方程为''''()3()2()2()3(),y t y t y t x t x t ++=+系统的输入激励3()()t x t e u t -=,求该系统的零状态响应()zs y t 。
复变函数论文
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复变函数论文复变函数论文复变函数的精确之美学习复变的感想对于理科类学科的学习而言,最重要的一点莫过于概念的清晰程度。
因为所有的推导、证明以及应用,归根结底都是在基本概念的基础上衍生而来的。
因此只有将相关概念真正理解同时牢记于心,才可以真正地走进一门学科,真正的领略一门学科的美妙与精华所在。
在我的理解看来,复变函数从某种意义上来说可以看成是大一所学的高等数学的一种延伸与拓展。
在高等数学,也就是我们通常所说的微积分学中,我们所研究讨论的对象都是实函数,也就是函数的定义域与值域所代表的集合都是实数集合。
这样的研究将许多生活中遇到的数学问题用实变函数的微分与积分表达出来,让我们能够很快地了解一些微积分中的基本概念、知识以及应用技巧。
但是同时,实变函数的应用范围十分狭窄。
尤其是电气工程等方面的计算和问题中,实变函数几乎可以算是毫无用武之地。
因此为了能够更好地解决工程中遇到的问题,我们便对现有的实变函数进行了拓展延伸,创建了复变函数体系,并总结发现了一系列复变函数的定义、定理、方法以及技巧。
精确是所有理科研究学科,尤其是数学学科的一个重要特点,这一点在复变函数中也体现的尤为明显。
复变函数是将复数域之间的映射的特点和关系进行全面系统的总结和归纳。
其研究对象就是复数域之间映射的函数关系。
因此在复变函数的研究中基本都是代数运算,没有带数字之后为计算方便而出现约等的情况。
当然复变函数的精确美远远不止表现与这些方面。
为了解决问题的方便,复变函数的研究中总结归纳了许多的定理和方法。
但每一种的定理与方法都有其十分明确的适用范围和使用方法。
这是为了保证它们在被使用于求解相应问题时不出现错用、误用而最终导致结果有偏差甚至完全错误。
比如在我们在计算闭路积分时常运用的留数定理就有其很明确的适用范围。
此外,复变函数在许多相似概念的区分上也做到了精确二字。
如可导、连续以及解析之间的区别,在复变函数中就体现的尤为明显。
作为一门研究数的学科,复变函数对于结果的精确程度是有着相当高的要求的。
复变函数与积分变换论文
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复变函数论文复变函数在反馈系统稳定性中的应用姓名:李欢欢学号:0914101 21学院(系):电气与电子工程系专业:电气工程及其自动化指导教师:秦志新评阅人:完成日期:2011年12月25日星期日复变函数在反馈系统稳定性中的应用一、摘要:Laplace变换在分析反馈系统稳定性有着关键作用,求解一些简单的稳定性问题也很方便。
但对于一些较为复杂的反馈系统,用Laplace变换就不方便了。
通过对“辐角定理和奎斯特判据”和Laplace变换及特征方程,根与系数关系劳斯判据,根据三种方法的对比及其不同方法的特点体现出利用辐角定理结合奎斯特判据处理反馈系统问题的优越性。
辐角定理与奈奎斯特判据解法简单易懂便于推广,同时在其他领域也有着广泛的应用。
二、关键词:反馈系统、幅角、奈奎斯特判据、极点、零点三、正文: 【提出问题】:在电气电子工程及其自动化控制过程中,如图所示负反馈放大电路是最为常见的,应用最广泛的电路之一Xi 为输入量,Xi ’为电路中信号净输入量,Xf 为反馈量,“ ”为反馈系统在实际应用中,当输入信号为零即Xi=0时。
由于某种电扰动(如合闸通电或者外来信号干扰)其中含有的信号经过电路的放大,产生输入信号,而输出信号再进过负反馈系统再次进入输入,如此循环下去,电路将产生自激振荡,反馈系统将无法正常工作,处于不稳定状态。
所以如何保持反馈系统稳定工作,不致于产生自激振荡、在实践上和理论上都是一个必须解决的问题。
【分析问题】:如图所示表示单个回路反馈系统,整个反馈系统的输出Y(s),与输入X(s)之间的 关系为Y(s)=H1(s)[X(s)-H2(s)Y(s)]则闭环传输函数)(s H s H s H s X s Y s H 211)(1)()()()(+==而开环传输函数)()(s H s H s H 21)(='将H (s )进行拉氏反变换得∑∑==--=-==ni ni pit kie pi s kig s H g t h 1111][][)()(式中Pi 为H (s )的极点。
复变函数论文
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复变函数论文《复变函数与积分变换》与《信号系统》的相互联系和运用系别:专业名称:学号:姓名:指导老师:年月日《复变函数与积分变换》与《信号系统》的相互联系和运用摘录:随着现代科学技术理论的发展,学课间的联系越来越紧密,通过相互协助,使复杂的问题能够利用较简单的方法方便,快捷的解决。
由于复变函数与积分变换的运算是实变函数运算的一种延伸,且由于其自身的一些特殊的性质而显得不同,特别是当它引进了“留数”的概念,以及Taylor级数展开,Laplace变换和Fourier变换之后而使其显得更为重要,因此学习复变函数与积分变换对学习信号与系统具有很大的促进作用。
文章主要介绍了:1,Fourier变换是怎样在信号系统的频域分析中进行运用的;2,怎样利用复变函数中的“留数定理”对Laplace反变换进行计算; 3,复变函数中的Z变换是怎样解决信号系统中离散信号与系统复频域问题分析的;4,复变函数与积分变换中的各种运算是怎样通过信号系统中的MATLAB来实现的。
关键词:留数,Laplace变换,Z变换, Fourier变换,Taylor级数,MATLAB。
1,Fourier变换是怎样在信号系统的频域分析中进行运用的;当对一个信号系统进行分析和研究时,首先应该知道该信号系统的数学模型,即建立该信号系统的数学表达式,例如:根据Fourier 级数的理论,连续时间周期信号的频域分析的数学表达式即为无限项虚指数序列的线性叠加;而且信号的Fourier 变换建立了信号的时域与频域之间的一一对应的关系,并揭示了其在时域域频域之间的内在联系,因此为信号和系统的分析提供了一种新的方法和途径。
例1:已知描述某稳定的连续时间LTI 系统的微分方程为''''()3()2()2()3(),y t y t y t x t x t ++=+系统的输入激励3()()t x t e u t -=,求该系统的零状态响应()zs y t 。
复变函数与积分变换论文
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复变函数与积分变换论文复变函数与积分变换论文复变函数与积分变换是数学中一个基本的分支学科,它的研究对象是复变数的函数,复数起源于求代数方程的根。
通过学习《复变函数与积分变换》这门课程,我了解到它既是一门理论性较强的课程,又是解决实际问题的强有力的工具,它的理论和方法在数学、自然科学和工程技术中有着广泛的应用,同时老师也给我们了解到了更多关于复变函数的历史知识,让我更加对这门产生浓厚的学习兴趣。
《复变函数与积分变换》课程本身应该是一种将数学知识如何应用于工程的学科,是培养创新思维的非常重要的课程。
复变函数与积分变换对于我们的专业——电气工程自动化,十分重要。
除了要求我们掌握复变函数和积分变换课程的基础知识、基本方法外,更重要的是要培养创新型的思维能力我们在复变函数和积分变换课程的学习中面对的处处都是创新模式,没有创新就不能学好该课程。
复数域打破了实数域的限制、解析函数突破了二元函数和一元实函数的禁锢、洛朗级数克服了幂级数的局限性、拉普拉斯积分变换是傅里叶积分变换应用方面的创新等等。
在复变函数与积分变换的学习中,我得到的不仅有作为科学创新基础的数学原理,还有一些创新思想方法,如解析函数高阶导数和积分变换中导数公式的归纳法思想、复数几何意义的直观性在初等几何中的应用思想等等。
我们在学习中掌握了这些方法,有利于在今后的工作和生活中发挥巨大的作用。
通过对复变函数和积分变换的学习,培养我们运用基本理论和方法解决实际问题的意识、兴趣和能力,尤其是解析函数在平面向量场中的应用,留数理论的应用,积分变换在解微分方程中的应用和求广义积分,微分方程变换为初等方程,培养我们打破思维定式,打破常规惯例,用新的眼光看复变函数和积分变换。
我们从这门课程上可以学到傅里叶变换是一种对连续时间函数的积分变换。
自从我接触了一些我们的专业课知识,就深刻了解到傅里叶变换在处理和分析工程实际中的一些问题的重要作用。
通过变换技术,从另一个角度对问题进行处理和分析,使问题的性质更清楚、更便于分析,也使问题的求解更方便,更便于解决。
工科复变函数与积分变换教学经验论文
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关于工科复变函数与积分变换的教学经验摘要:针对《复变函数与积分变换》课程的特点,结合多年教学实际,从教学内容、教学手段等方面总结了关于《复变函数与积分变换》教学的一些策略。
关键词:复变函数;积分变换;教学方法;多媒体辅助教学中图分类号:g642 文献标识码:a 文章编号:1002-7661(2012)24-007-01复变函数和积分变换是数学分析(或高等数学)的后继课。
它的理论和方法在数学、自然科学和工程技术中有着广泛的应用,是现代科学技术领域中不可缺少的运算工具。
复变函数与积分变换课程概念繁多且晦涩难懂,抽象度高,逻辑推理严密的特点,工科学生普遍感到比较困难,进而失去了学习兴趣。
本课程的实际授课时数往往较少,如何使学生对这门课产生兴趣,在有限的课时内让学生既能掌握理论和方法,为后续专业课程的学习打下一个良好的基础?笔者结合近几年的教学和实践,总结了以下几点经验.一、介绍背景知识,激发学生的学习兴趣通过指出本课程的理论和方法在工程技术领域的实际应用,如解析函数在平面场问题中的应用,共形映射在电场分布中的应用,使学生懂得课程的重要性,激发学生的学习积极性。
又如在积分变换教学中中对于单位脉冲函数δ(t)和单位阶跃函数u(t)部分的内容,应尽量避免理论上的介绍,重点说明它们的意义、性质和应用。
首先以力学中瞬间作用的冲击力、电学中的雷击电闪、数字通信中的抽样脉冲等实际问题为背景,说明在实际应用中需要一个时间极短但取值极大的函数模型,从而引入一个新的函数,即δ(t)函数;然后分析并给出δ(t)函数的数学定义,由定义自然地推导出δ(t)函数的抽样性质以及它和单位阶跃函数互为导数的关系,同时引导学生分析得到δ(t)函数的意义——使函数在其跳跃间断点处也存在导数;最后通过举例说明工程中的大部分信号都可以分解为阶跃函数或脉冲函数的和。
这样降低了从数学概念上理解它们的难度,进而提高学生对积分变换的学习兴趣。
二、、运用类比教学法,在高等数学知识框架基础上构建复变函数理论体系复变函数理论是实变函数微积分理论的推广与发展,它不仅在内容上与实变函数微积分有许多类似之处,而且在研究问题的方法与逻辑结构方面也很类似。
复变函数与积分变换
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复变函数与积分变换
复变函数是数学中的一个重要分支,它研究的是复数域上的函数。
积分变换则是数学分析中的一种重要工具,它可以将复杂的函数转化为简单的函数,从而简化问题的求解过程。
本文将对复变函数和积分变换的基本概念进行介绍,并探讨它们之间的关系。
复变函数的基本概念
复变函数是指定义在复数域上的函数。
在复数域中,每个点都可以表示为$a+bi$的形式,其中$a$和$b$是实数,$i$是虚数单位。
复变函数的性质与实变函数有很大的不同,例如,复变函数在一点处可以有多于一个的导数,这就是所谓的解析性。
积分变换的基本概念
积分变换是一种将一个函数转化为另一个函数的方法。
常见的积分变换有傅里叶变换、拉普拉斯变换等。
积分变换的主要目的是将复杂的问题转化为简单的问题,从而方便求解。
例如,傅里叶变换可以将一个周期函数转化为一系列正弦和余弦函数的和,这样就可以利用三角函数的性质来简化问题的求解。
复变函数与积分变换的关系
复变函数和积分变换之间有着密切的关系。
首先,许多复变函数可以通过积分变换来求解。
例如,通过傅里叶变换,我们可以求解一些复杂的复变函数。
其次,复变函数的一些性质也可以帮助我们理解积分变换。
例如,复变函数的解析性可以帮助我们理解傅里叶变换的一些性质。
结语
复变函数和积分变换是数学中的重要工具,它们在许多领域都有广泛的应用。
通过对它们的学习,我们可以更好地理解数学的本质,提高我们的数学素养。
同时,我们也应该意识到,数学是一门不断发展的科学,我们应该保持开放的心态,不断学习和探索新的知识。
复变函数之美--浅谈复变函数与积分变换在电气专业的应用
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浅谈复变函数与积分变换在电气专业的应用一学期的复变函数与积分变换就结束了。
从最初的复数与复变函数开始学起,到第二章的解析函数的概念,C-R条件,到第三章的复变函数的积分,第四章的解析函数的级数展开到第五章的留数再到之后的傅里叶变换与拉普拉斯变换。
该课程的学习为我们初步建立起了一套相对完整的在复数域下函数研究的理论体系,为我们今后的理工科学习打下了坚实的基础。
第一节课老师就把数学的大概分支给我们理顺了一次。
而复变函数从某种意义上来说可以就是大一所学高数的一种延伸与拓展。
高数中我们所研究讨论的对象都是实函数,但同时,实变函数的应用范围十分狭窄。
尤其是到了我们电气专业方面的计算和问题中,实变函数就受限制了。
因此为了能够更好地解决工程中遇到的问题,先辈便对现有的实变函数进行了拓展延伸,创建了复变函数体系,并总结发现了一系列复变函数的方法技巧。
可以说复变函数很好地将理论性与实践性结合在了一起,用精确且富有技巧的数学理论工具,让一系列工程问题迎刃而解。
下面我将就复变函数与积分变换对电气工程专业的应用与拓展说几点浅见。
复数中的虚数部分,其不存在于三维坐标中,却存在于四维时间。
因时间有空间的方向性,它能做矢量代数,而做代数运算时,虚数就是时间。
在电路基础中,我们也用虚数去处理RLC电路中的相角关系,电感本身并不是虚的,而是人为的定义,但这也在一定意义上揭示了虚数存在的某些物理特征。
复数函数中的解析函数,如我们提出场的概念,即可用解析函数来解决。
其中的二维向量就能充分表示出二维向量场.即我们讨论平面向量场上解析函数的应用.在电磁学中,我们亦可以把问题变换成复变函数模型,进而进行分析。
即可把电场的问题放在一个三维的空间进行讨论,而电场中诸多的对称性问题,我们可放在一个剖切面进行考虑,复变函数便是在平面解决问题的一个很好的工具。
利用静电场的复势可以统一研究电场力函数和电场势函数,讨论电力线和等势线的分布,描绘出静电场的图像。
《复数函数的积分变换》论文

《复数函数的积分变换》论文
《复数函数的积分变换》
近年来,复数函数在微分方面的研究有了很大发展。
虽然复数函数在积分上仍然存在许多挑战,然而,有一种重要的积分变换,可以有效解决此问题--复数函数的积分变换。
本文从复数
函数的积分变换出发,详细介绍了它的原理和应用。
首先,本文介绍了复数函数的积分变换的原理。
对于一个复数函数f(z),其积分变换F(z)定义为:F(z)=∫f(x)dx,其中z是变量,x是积分区间上的一个变量。
这里,积分变换不仅仅涉及复数
函数的计算,也涉及复数函数原有函数的变换。
因此,复数函数的积分变换又被称为“变换积分法”。
其次,本文介绍了复数函数的积分变换的应用。
复数函数的积分变换在现代数学应用中有着重要的地位。
例如,在解决常微分方程的问题中,使用复数函数的积分变换可以获得十分有效的解决方案。
此外,应用复数函数的积分变换,还可以更好地理解某些特殊复数函数的性质。
因此,复数函数的积分变换有着广泛的应用前景。
最后,本文总结了复数函数的积分变换,指出复数函数的积分变换不仅仅涉及复数函数的计算,还涉及复数函数原有函数的变换,具有广泛的应用前景。
虽然今天的研究已经取得了一定的成果,但复数函数的积分变换在它的应用方面仍然具有很大的可探索空间。
最后,本文对此进行了展望,指出将来进一步的研究可以使这一领域的理论更加完善。
综上所述,本文全面介绍了复数函数的积分变换的原理及其应用,扩大了人们关于复数函数积分变换的认识。
本文还对将来关于这一领域的研究方向作了展望,为增进人们对复数函数积分变换的理解提出了新的思考。
复变函数与积分变换论文-

学习《复变函数与积分变换》心得这个学期,我们学习了复变函数与积分变换这门课程,作为一门工科类各专业的重要基础理论课程,它与工程力学、电工技术、电磁学、无线电技术、信号系统和自动控制等课程的联系十分密切,其理论方法应用广泛。
同时,作为一门工程数学的课程,它主要是以工程背景为依托来展开讨论和研究的,其前提就是为了服务于实际工程。
近年来高校扩招,基础类课程学时缩减成为一种大的趋势。
在这种情况下,复变函数与积分变换这门课程如何取得最佳的教学效果,是需要探索和实践的。
复变函数与积分变换作为一门工程数学课程,概念晦涩难懂、计算繁琐和逻辑推理不易理解。
它既具有传统数学的一些特点,又具有与实际工程相结合才能理解的特点。
传统数学主要注重对于基本概念的理解和对理论的讲解,要求理论推导具有严密的逻辑性,而不太注重其实际应用。
而工程数学在推导定理或概念的过程中就会出现一些不完全符合严密逻辑的推理,但在现实中又是实实在在存在的一些特殊情况。
如单位脉冲函数,对于集中于一点或一瞬时的量如点电荷、脉冲电流等,这些物理量都可以用通常的函数形式来描述。
在老师的教学中,老师向我们详细介绍该课程在所属学科领域的地位、用途和应该掌握的内容,学好这门课程的方法以及该课程的后继课程有哪些。
让学生了解该课程与先修课程间的联系,了解到复变函数是在实变函数的基础上产生和发展起来的,在理论研究的各个方面既有区别又有联系。
老师注重启发式的教学,启发学生去发现已学知识与所学知识之间的联系,让学生学会在已学知识的基础上去推广得到新的结论并对新的结论进行论证。
这样既提高了学生发现问题分析问题的能力,也使学生在学习的过程中真正理解相关概念和定理,从而降低了学习难度。
我们学电气专业的,结合学生的相关专业,老师给我们补充一些与实际紧密结合的问题,用课堂所学内容予以解决,既能激发我们学习复变函数与积分变换这门课程的兴趣,又能使我们更好的了解本专业方向,为以后专业课的学习打下良好的数学基础。
复变函数与积分变换 杂环

复变函数与积分变换:穿越杂环的奇妙旅程在数学世界里,有一种神奇的关系被称作复变函数与积分变换。
它们的联合力量不仅能穿越空间的维度,还能穿越杂乱的环形结构,为我们揭示出更加深奥的数学真理。
在这篇文章中,我们将带领您踏上一段奇妙的旅程。
首先,我们需要理解复变函数的概念。
复变函数,指的是某个复平面上的点映射到另一个复平面上的点,也就是z到w的映射关系。
如果我们将z看作平面上的点(x,y),则复变函数可以被看作由(x,y)到(u,v)的映射关系。
复变函数通常具有解析性、可微性、连续性等性质,这些性质使得它在解决数学问题中具有广泛的应用。
接下来,我们可以探讨积分变换。
积分是数学中重要的运算之一,它可以将一个函数映射为另一个函数。
积分变换则将一个函数空间映射到另一个函数空间,其中经典的积分变换有拉普拉斯变换、傅里叶变换等。
积分变换虽然看似简单,却对于各种函数之间的变换关系进行了重要的研究。
如果将复变函数和积分变换结合起来,则会产生非常奇妙的性质。
例如,利用解析函数的性质,我们可以将一个连通域上的曲线变形成为单位圆上的曲线。
这种性质被称作共形映射,它使得我们能够针对一些特定的函数,找到完全相同的函数,从而简化了复杂问题的计算。
还有一个非常有趣的应用,就是在穿越杂环的时候。
杂环几乎无法被展开成为直线或圆形,所以一般来说我们很难通过传统的计算方式得到相应的解析式。
但是,如果我们利用共形映射的方法,我们就能够将这些杂环编码为单位圆上的曲线,进而进行求解。
这种方法不仅可以用于计算复杂电路的传输函数,还能够被应用到图像处理、信号处理等领域。
总的来说,复变函数与积分变换是非常有趣的数学领域,它们的联合力量使得我们能够穿越空间的维度、穿越杂乱的结构,真正意义上发现数学的奥妙。
如果您对于这些概念感到陌生,我们建议您先在基础数学理论的基础上,逐渐深入学习。
相信,在您掌握这些知识之后,您一定会有很多新的想法和创新。
浅谈复变函数与积分变换在电气工程及其自动化专业学习中的应用
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复变函数论文浅谈复变函数与积分变换在电子信息工程专业学习中的应用专业名称:电子信息工程班级:0934091-75*名:**摘要:“复变函数与积分变换”既是一门理论性较强的课程,又是解决实际问题的强有力的工具复变函数起源于分析、力学、数学物理等理论与实际问题,具有鲜明的物理背景。
“复变函数与积分变换”课程是电气工程及其自动化专业必修的专业基础课,是学习“电路理论”、“电机学”、“信号与系统”等多门后继专业课的基础,学习这门课程对于培养学生的专业能力、创新精神以及未来的业务素质都是非常重要的。
建立在复变函数理论之上的积分变换方法,通过特定形式的积分建立函数之间的对应关系,既能简化计算,又具有明确的物理意义,在电力工程、通信和控制领域、信号分析和图像处理、语音识别与合成等领域中有着广泛的应用。
关键词:复变函数;积分变换;电工程及其自动化;应用《复变函数与积分变换》这门课程主要是两大部分的内容, 一是复变函数的相关知识, 二是傅里叶变换与拉普拉斯变换这两个主要的积分变换。
在电气工程及其自动化专业中, 对信号处理时的传递函数理论分析、各类信号处理中的时- 频域理论分析等内容要应用复变函数中的方法与拉普拉斯变换进行处理; 对线性系统的理论分析要应用拉普拉斯变换进行。
因此《复变函数与积分变换》这门课程对该专业的学习起着重要作用,下面仅就几个简单问题进行分析。
一、拉普拉斯变换在互感电路分析中的应用互感在工程中应用极其广泛,因此对互感电路进行分析非常必要. 常见的基本分析方法有时域分析法、频域分析法、复频域分析法. 由于互感电路本身的复杂性,采用时域或频域进行分析都很繁琐. 本文从复频域角度,首先对互感元件进行s域变换,然后对互感电路进行复频域分析.(1)拉普拉斯变换对于具有多个动态元件的复杂电路,用直接求解微分方程的方法比较困难. 例如对于一个n阶方程,直接求解时需要知道变量及其各阶导数在t = 0 +时刻的值,而电路中给定的初始状态是各电感电流和电容电压在t = 0 +时刻的值,从这些值求初始条件的工作量很大. 拉普拉斯变换和傅立叶变换都是积分变换,但它比傅立叶变换有更广泛的适应性,是求解高阶复杂动态电路的有效而重要的方法之一[1 - 4 ]. 在傅立叶变换中, 引入衰减因子e-σt (σ为实常数) ,根据不同信号的特征,适当选取σ的值, 使乘积信号f ( t) e-σt当t→±∞时信号幅度趋近于0,从而使f ( t) e-σt的定义式积分收敛.∞- ∞∫f ( t) e-σt e- jωt d t = f ( t) e- (σ+jω) t d t (1)其积分结果为s ( s =σ+ωj )的函数,则F ( s) = f ( t) e- st d t即为双边拉普拉斯变换对或复傅立叶变换对. 引入拉普拉斯变换后,傅立叶变换中不能解决的零初始状态下的系统响应也可迎刃而解.(2)电路的s域模型分析电路的基本依据是基尔霍夫定律(KCL 和KVL)和元件端电压与其电流的约束关系. 在时域分析中,利用微分方程研究电路,当电路的网络结构复杂(支路和节点较多)时利用微分方程显得相当繁琐. 为简化分析过程,可先对电路进行s域变换,再把变换后的电压与电流用KVL和KCL联系起来.2. 1 s域元件模型[1 - 2 ]R、L、C元件的s域关系为VR ( s) = R IR ( s) , VL ( s) = sL iL ( s) - L iL (0) ,VC ( s) =1/sC I C ( s) +1/sv C (0) .其中sL,1/sC,因具有阻抗的量纲,称为电感和电容的等效阻抗. L iL (0) ,1/s v C (0)是由初始条件引起的附加电源. R、L、C元件的s域模型,可用电压源与等效阻抗的串联表示,如图1所示.图1R、L、C元件的s域模型也可以用电流源与等效阻抗的并联表示,如图2所示.图2 R、L、C元件的s域模型2. 2 互感元件的s域模型互感元件时域模型如图3所示,其时域关系为u1 ( t) =L1*di1 ( t)/dt+M *di2 ( t)/dt,u2 ( t) =L2*di2 ( t)/dt+M *di1 ( t)/dt.对以上两式两边进行拉普拉斯变换可得到其s域关系.V1 ( s) =L1 [ sI1 ( s) - i1 (0 - ) ] +M [ sI2 ( s) - i2 (0 - ) ], V2 ( s) =L2 [ sI2 ( s) - i2 (0 - ) ] +M [ sI1 ( s) - i1 (0 - ) ]. 互感元件s域模型如图4所示.也可以用互感化除后的电路, 其s域模型如下图5所示.图5互感化除后互感元件s域模型2. 3 电路定理的推广时域中的KCL 定理为Σi ( t) = 0 , 变换到s域为ΣI ( s) = 0 ;时域中的KVL 定理为ΣV ( t) = 0 , 变换到s域为ΣV ( s) = 0 ;在线性稳态电路中各种分析方法在进行s域分析时均适用.(3) 利用元件s域模型求响应根据上面的讨论,我们可以求图6所示电路开关闭合后的电流i1 ( t) . 当t≥0时该电路的s域等效电路图如图7所示. 当t < 0时, i1 ( t) = i2 ( t) = 0 A, 即i1 ( 0 - ) = i2 ( 0 - )= 0A .由图7即可根据KVL定理,求出I1 ( s) =0. 1s + 1/(s (0. 75 ×10 - 2 s2 + 0. 2s + 1),可求出其逆变换: i1 ( t) = 0. 5 ( e- 6. 67t - e- 20t )A.在互感电路分析中,动态元件(如L、C)的电压和电流间的约束关系是电压或电流变量间的导数或微分,所以基于这种约束关系的关系式一般是以时间t 为自变量的高阶微分方程,对其求解相当困难.但利用s域的代数方程式,即可方便地对网络进行分析求解;另外,拉普拉斯变换将电压和电流变量的初始值自动引入到代数方程式,而不必像时域分析时对初始条件要单独考虑. 可见,拉普拉斯变换亦是分析复杂动态电路的有效工具.二、描述线性系统的微分方程一个物理系统, 如果可以用常系数线性微分方程来描述, 那么这个物理系统称为线性系统.例如, 在RC 串联电路中( 如图1) , 电容器的输出端电压Uc ( t) 与R、C 及输入端电压e( t) 之间的关系可以用微分方程RCdu/dt=e(t)来描述,它就是一个线性系统。
复变函数与积分变换在电路中的应用
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<<复变函数与积分变换>>结业论文复变函数与积分变换在电路中的应用系别:电气与电子工程系专业:自动化姓名: 444444444学号: ***************指导教师:***摘要:众所周知,复变函数在众多专业课程中都有着非常重要的作用,就如在正弦稳态电流分析中,将复杂的三角函数方程利用欧拉公式转化为复平面内求解(相量法)或利用运算法(拉斯变换),从而把正弦稳态问题归结为以相量或象函数为变量的线性代数方程。
关键词:相量法,拉斯变换,正弦稳态,电路分析,复变函数,运算法。
相量法是分析研究正线电流稳定状态的一种简单易行的方法,它是在数学理论和电路理论的基础上建立的一种系统的方法。
根据电路的基本定律VCR 、KCL 和KVL ,编写含有储能原件的线性非时变电路的电路方程时,将获得一组常微(积)分方程.现以如图一所示电路RLC 为例 例1 已知:R =15Ω, L =12mH, C =5μF, 1002cos(5000)u t s =, 求电路中的电流i 和各元件的电压相量,以及电路的等效导纳和并联等效电路。
解;求出相关变 01000u s ⋅=∠60z j l j lω==-Ω 140z j j c c ω=-=-Ω 15604015202553.13z z z z j j j eq r l c=++=+-=+=∠Ω 1000453.132553.13u s A I z eq ⋅⋅∠===∠-∠ 42cos(500053.13)i t A =-15453.136053.13U R V I R⋅⋅==⨯∠-=∠-14090453.13160143.13U j V I C cω⋅⋅=-=∠-⨯∠-=∠- 6090453.1324036.87U j C V I Lω⋅⋅==∠⨯∠-=∠11153.13(0.0240.032)252553.13Y S j S eq z eq ===∠-=-∠0.024G S =11 6.250.0325000l mH eq B ω===* 正弦稳态电路方程是一组同频正弦函数描述的代数方程,电路基本定律所涉及的正弦电流,电压的运算,不会改变电流电压同频正弦量的性质,即正弦量乘常数(Ri )、正弦量的微分,正弦量的微分和同频正弦量的代数和(KCL )、(KVL )等运算,其结果仍是同频正弦量。
复变函数与积分变换 电装
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复变函数与积分变换电装复变函数与积分变换在电路领域中扮演着重要的角色。
复变函数是一种在复平面上取值的函数,其实部和虚部分别代表了信号的实部和虚部,可以用来描述电路中的频率响应、传输函数等。
而积分变换则是对信号进行积分操作的一种数学方法,可以用来处理电路中的阻抗、电压、电流等问题。
本文将探讨复变函数与积分变换在电路设计与分析中的应用。
复变函数在电路设计中有着广泛的应用。
通过复变函数,我们可以将电路中的各种元件、信号进行数学建模,进而分析电路的性能。
例如,通过复变函数可以方便地计算电路中的频率响应,从而评估电路在不同频率下的表现。
此外,复变函数还可以用来描述电路中的传输函数,帮助工程师设计滤波器、放大器等电路。
积分变换在电路分析中也扮演着重要的角色。
通过对信号进行积分变换,我们可以求得信号的积分值,从而计算电路中的电压、电流等参数。
积分变换可以帮助工程师分析电路中的动态响应,比如电路的瞬态响应、稳态响应等。
此外,积分变换还可以用来求解电路中的阻抗,帮助工程师设计匹配电路、调整电路的阻抗匹配。
综合利用复变函数与积分变换,工程师可以更加深入地理解电路的性能,并进行更为精确的设计与分析。
通过对电路中信号的复变函数建模,工程师可以直观地了解电路的频率特性、传输函数等重要参数,从而指导电路设计。
而积分变换则可以帮助工程师分析电路中的动态响应、阻抗匹配等问题,提高电路的性能与稳定性。
在实际工程中,工程师们经常会利用复变函数与积分变换对电路进行建模与分析。
通过计算复变函数的实部、虚部,工程师可以得到电路的频率响应曲线,进而评估电路的性能。
而通过积分变换,工程师可以求解电路中的电压、电流等参数,帮助设计师更好地理解电路的特性。
总的来说,复变函数与积分变换在电路设计与分析中发挥着重要的作用。
工程师们通过这些数学方法,可以更加深入地理解电路的性能与特性,指导电路的设计与优化。
因此,掌握复变函数与积分变换的知识,对于电路工程师来说是至关重要的。
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复变函数与积分变换论文
题目:阐述复变函数与积分变换对电气自动化专业的作用
阐述复变函数与积分变换对电气自动化专业的作用
复变函数论是数学中一个基本的分支学科,它的研究对象是复变数的函数。
复变函数论历史悠久,内容丰富,理论十分完美。
它在数学许多分支、力学以及工程技术科学中有着广泛的应用。
复数起源于求代数方程的根。
通过学习《复变函数与积分变换》这门课程,我了解到它既是一门理论性较强的课程,又是解决实际问题的强有力的工具,它的理论和方法在数学、自然科学和工程技术中有着广泛的应用,同时老师也给我们了解到了更多关于复变函数的历史知识,让我更加对这门产生浓厚的学习兴趣。
《复变函数和积分变换》课程本身应该是一种将数学知识如何应用于工程的学科,是培养创新思维的非常重要的课程。
这门课程对于培养创新人才具有特殊作用,而创新能力的基础是创新思维。
复变函数和积分变换作为我们学校的电气工程自动化专业大
学生专业必修课,除了要求我们掌握复变函数和积分变换课程的基础知识、基本方法外,更重要的是要培养创新型的思维能力。
让学生强化应用、重视实践、淡化专业、消灭书呆子,重视创新能力和实践能力的培养。
我们在复变函数和积分变换课程的学习中面对的处处都是创新模式,没有创新就不能学好该课程。
复数域打破了实数域的限制、解析函数突破了二元函数和一元实函数的禁锢、洛朗级数克服了幂级数的局限性、拉普拉斯积分变换是傅里叶积分变换应用方面的创新等等。
在复变函数和积分变换的学习中,我们得到的不仅有作为科学创新基础的数学原理,还有一些创新思想方法,如解析函数高阶导数和积分变换中导数公式的归纳法思想、复数几何意义的直观性在初等几何中的应用思想、保形变换和积分变换中对称思维、两类积分变换应用的同中求异和理论中的异中求同、复势应用中的猜想与证明,观察与实验等等都体现了创新思维的火花。
我们在学习中掌握了这些方法,有利于在今后的工作和生活中发挥巨大的作用。
因此,复变函数和积分变换课程的教学,有助于学生创新思维能力的训练和培养。
培养我们运用基本理论和方法解决实际问题的意识、兴趣和能力,尤其是解析函数在平面向量场中的应用,留数理论的应用,积分变换在解微分方程中的应用和求广义积分,培养我们打破思维定式,打破常规惯例,用新的眼光看复变函数和积分变换,就是说变量从实数到复数,积分从直线到曲线,尤其是封闭曲线。
我们从这门课程上可以学到傅里叶变换是一种对连续时间函数的积分变换。
通过我们专业课的实验学习,深刻了解到傅里叶变换在处理和分析工程实际中的一些问题的重要作用。
通过变换技术,从另一个角度对问题进行处理和分析,使问题的性质更清楚、更便于分析,也使问题的求解更方便,更便于解决。
我以前总认为学这些东西没有用处,只是一些很落后和过时的理论,通过实验学习,我看到了它的重大作用。
在我以后的学习中,也要在掌握基本理论的同时,去挖掘生活中的问题,并努力用所学的知识去解决,那样才能更好的理解和运用。
我还学到积分变换可以把微分方程变换为初等方程,求解方便。
另外求线性系统的响应,用积分变换不用考虑初始状态,非常方便。
可以实现时域和频域的变换,方便对谐波进行分析计算。
使用复频域的状态变量解法可以方便的用计算机对系统进行求解。
通过课程的学习,我们可以了解到,复数可以应用到现实中的数学建模,其在很多运算中都有者不可思议的性质和规律。
复数的引入为人们解决实数域和物理科学提供了许多新的途径,打开了很多原本无法畅通的道路,无论是神奇的留数,还是保角映射,都为人类在解决非复领域上的问题提供了全新的思路与方便。
复变函数给我们一个新的概念,让我们不局限于实数的学习范围,给我们一个创新思维的学习。