复变函数发展历程
西安交大西工大 考研备考期末复习 工程数学复变函数 复数与复变函数
z z z 2
Re
z
z
说明:证明时遇到 z的问题,首先考虑
z2 zz
例3.求下列方程所表示的曲线
1) z i 2 2) z 2i z 2
3) Im i z 4
复变函数
§3 复数的乘幂与方根
一.复数的乘积与商
复变函数
定理一:两个复数乘积的模等于它们的模的乘积;
两个复数乘积的幅角等于它们的幅角的和。
z2
z2 z1
z1
定理二 两个复数的商的模等于它们模的商;
两个复数的商的幅角等于被除数与除数的幅角的差。
例1.一个复数乘以-i,它的辐角、模如何变化?
二.复数的幂与根
复变函数
1.幂 n个相同的复数z的乘积称为z的n次幂,记作 zn
设z rei r(cos i sin ), 则
zn r n (cos n i sin n ) r nein
说明:1) z 0 若z=0,则辐角不定
复变函数的产生及发展意义
复变函数产生及意义
班级:1434200102
学号:143403030801
姓名:胡玉秀
千百年来,人们日日探索数学的奥妙,从几何到代数。数学的魅力,梦幻了一代代的人。从算筹的产生开始,从方程的出现开始,解决方程的答案的方法让众位数学家早早白了头发。终于,一个名叫复数的东西诞生了,耀眼的光芒照耀着数学这片广袤的土地。
意大利米兰学者卡当也许可以称作复数的始祖了,把负数的平方根应用与三次方程,但不能算作最开始的那位,考虑金字塔的不可能问题的希腊数学家海伦或许是最初。不管怎样,复数,虚数就这么产生了,一个伟大事物的出现总带着各种不可能,不对,不赞同的反对声。如同日心说一般,真理慢慢就会被大众所接受,时间和空间的考验下,它有了四则运算,有了著名的各种定理公式,符号,生机勃勃的出现在了世人的眼球之下,旺盛的生命力让人为之倾服。
十八世纪末,复数渐渐被大多数人接受,当时卡斯帕尔·韦塞尔提出复数可看作平面上的一点。数年后,高斯再提出此观点并大力推广,复数的研究开始高速发展。诧异的是,早于1685年约翰·沃利斯已经提出此一观点。卡斯帕尔·韦塞尔的文章发表在1799年,以当今标准来看,也是相当清楚和完备。他又考虑球体,得出四元数并以此提出完备的球面三角学理论。1804年,以来表示平面上与实轴垂直的单位线段被提出。1806年,罗贝尔·阿尔冈亦发表文章,复平面成了标准。1831年高斯认为复数不够普及,次年他发表了一篇备忘录,奠定复数在数学的地位。柯西及阿贝尔的努力,扫除了复数使用的最后顾忌,后者更是首位以复数研究著名的。
复变函数-复分析历史
一,复数和复变函数
1.复数
在数学中,最早为人们所研究的一个纯数学问题,就是求解二次方程.四千多年前,古代巴比伦人就掌握了二次方程的解法.那时所发现的技巧,还基本上与今天在中学数学教科书中所用的方法相同.例如,解方程寸- 2x-15 = 0*用。配方”法,将这个方程写成矛-2为+ 1 -16的形式,也就是(x-1)」16 = 0,即得到(x-1)3 = 16,所以X-l = 4或一牝因此x = 5或x= -3.但是,对有些二次方程,这个《配方”法就失灵了. 例如要解简单的二次方程屮+ 1 = 0,这导致我们要找这样的数礼它的平方等于- It x2= -1.这似乎是不可能的,因为一个数的平方好像不应是负的・
想像如果有一个数,它的平方是「1,这将会发生什么情况呢?这个数,今天已习惯上采用亍来表示,并称之为“虚”单位;当有m出现时,就用-1代替之.这样,方程x' + i = o 就变成有解了,其解为x = i和 X=-礼另外,如方程 JC3-10^+ 40 = 0,即(*-5),
= -15也变成有解了,其解为为二5+"商和x = 5- 5/场.要验证它,我们只须计算
(5±10 (5± v'lBO + 40
=(5± V15C(5 +VlSi) - 10(5+ + 40
=25 士 5、/'套,± 5^/15® 十 15讣一 50 干 10*1京 + 40
=25- 15- 50+ 40 = 0,
但是,一个二次方程有一个* = 5 + "15i或X = 5 - 、/応的解,究竟有什么好处呢?归根结底i是一个“虚” 数.
拉普拉斯变换在自动控制领域中的应用
复变函数的发展史及laplace变换在自控领域中的应用
摘要:复变函数经历了150多年的发展历程,在不断发展和更新的过程中愈来愈完善并不断向各个领域延伸,特别是在自动控制领域的作用愈来愈重要。复变函数中的Laplace变换是近一世纪来迅速发展起来的一种有效的数学方法。借助于Laplace变换可把微积分的运算转化复平面的代数运算,因此,可利用它解常微分方程、偏微分方程、积分方程及差分方程,简化了求解过程,是解线性系统的重要工具,。通过在自动控制理论中建立系统的动态数学模型,根据拉普拉斯变换及其反变换的定义式,求解得到系统的动态过程,从而阐明其计算具有快速、简洁和方便的特点,在现代自控理论中得到广泛的应用。
关键词:复变函数拉普拉斯变换原函数象函数传递函数
Abstract : Complex function has experienced 150 years of development,and it became be more perfect and constantly to the various fields in the process of developing and updating, especially it palys a more and more important role in the field of automatic place transform is nearly a century to rapidly develop an effective mathematical method. Using Laplace transform can turn calculus operations in the plane of the transformation of complex arithmetic, therefore, can use it to solution of differential equation, partial differential equations and integral equations and difference equation, simplified the solving process, is an important tool for solving linear system, in the modern theory of automatic widely applied. These contents in relevant tutorial or monographs, already common occurance. This paper will give out Laplace transform another new applications, namely using Laplace transform calculating generalized integrals, thus obtains the calculation kind of generalized integrals of new methods.
复变函数第一章 1-2
1.1.1 复数的基本概念
设 x ,y 为两个任意实数,称形如 x + iy 的数 z = x + iy,其中 i 满足 i 2 = −1,称 为复数,记为 为虚数单位.实数 x 和 y 分别称为复数 z 的实 部和虚部,记为 x = Re z ,y = Im z . 各数集之间的关系可表示为
复数 有理数 实数 无理数 纯虚数 虚数 非纯虚数
1.1.2 复数的四则运算
z 设复数 z = x + iy ,2 = x2 + iy 2,定义 z1 与 z2 的 四则运算如下: 加法: z1 + z 2 = ( x1 + x2 ) + i( y1 + y 2 ) 减法: z1 − z 2 = ( x1 − x2 ) + i( y1 − y 2 ) 乘法: z1 z 2 = ( x1 x2 − y1 y 2 ) + i( x1 y 2 + x2 y1 ) 除法: z1 = x1 + iy1 = x1 x2 + y1 y 2 + i x2 y1 − x1 y 2 ( z 2 ≠ 0)
y
z2 z1
o
z1 + z2
z2 z1
o
x
x
− z2
z1 − z2
基本不等式: 关于两个复数的和与差的模,有以下不等 式:
复变函数的产生及发展意义.doc
复变函数产生及意义
班级:1434200102
学号:143403030801
姓名:胡玉秀千百年来,人们HH探索数学的奥妙,从几何到代数。数学的魅力,梦幻了一代代的人。从算筹的产牛开始,从方程的出现开始,解决方程的答案的方法让
众位数学家早早白了头发。终于,一个名叫复数的东西诞牛了,峨眼的光芒照峨着数学这片广袤的土地。
意大利米兰学者卡当也许可以称作复数的始祖了,把负数的平方根应用与三次方程,但不能算作最开始的那位,考虑金字塔的不可能问题的希腊数学家海伦或许是最初。不管怎样,复数,虚数就这么产牛了,一个伟大事物的出现总带着各种不可能,不对,不赞同的反对声。如同日心说一般,真理慢慢就会被大众所接受,时间和空问的考验下,它有了四则运算,有了著名的各种定理公式,符号, 牛机勃勃的出现在了世人的眼球之下,旺盛的牛命力让人为之倾服。
十八世纪末,复数渐渐被大多数人接受,当吋卡斯帕尔•韦塞尔提出复数可看作平面上的一点。数年后,高斯再提出此观点并大力推广,复数的研究开始高速发展。诧异的是,早于1685年约翰•沃利斯已经提出此一观点。卡斯帕尔•韦塞尔的文章发表在1799年,以当今标准來看,也是相当清楚和完备。他又考虑球体,得出四元数并以此提出完备的球面三角学理论。怡04年,以来表示平面上与实轴垂直的单位线段被提岀。1806年,罗贝尔•阿尔冈亦发表文章,复平面成了标准。1831年高斯认为复数不够普及,次年他发表了一•篇备忘录,奠定复数在数学的地位。柯西及阿贝尔的努力,扫除了复数使用的最后顾忌,后者更是首位以复数研究著名的。
复变函数科普知识
复变函数科普知识
1.简介复数的概念起源于求方程的根,在二次、三次代数方程的求根中就出现 了负数开平方的情况。在复变函数 复变函数很长时间里,人们对这类数不能理解。但随着数学的发展,这类数的重要性就日益显现出来。复数的一般形式是:a+bi,其中i是虚数单位。
2.历史复变函数 复变函数复变函数论产生于十八世纪。1774年,欧拉在他 的一篇论文中考虑了由复变函数的积分导出的两个方程。而比他更早时,法国数学家达朗贝尔在他的关于流体力学的论文中,就已经得到了它们。因此,后来人们提到这两个方程,把它们叫做“达朗贝尔-欧拉方程”。到了十九世纪,上述两个方程在柯西和黎曼研究流体力学时,作了更详细的研究,所以这两个方程也被叫做“柯西-黎曼条件”。
复变函数论的全面发展是在十九世纪,就像微积分的直接扩展统治了十八世纪的数学那样,复变函数这个新的分支统治了十九世纪的数学。当时的数学家公认复变函数论是最丰饶的数学分支,并且称为这个世纪的数学享受,也有人称赞它是抽象科学中最和谐的理论之一。
为复变函数论的创建做了最早期工作的是欧拉、达朗贝尔,法国的拉普拉斯也随后研究过复变函数的积分,他们都是创建这门学科的先驱。
后来为这门学科的发展作了大量奠基工作的要算是柯西、黎曼和德国数学家维尔斯特拉斯。二十世纪初,复变函数论又有了很大的进展,维尔斯特拉斯的学生,瑞典数学家列夫勒、法国数学家彭加勒、阿达玛等都作了大量的研究工作,开拓了复变函数论更广阔的研究领域,为这门学科的发展做出了贡献。
复变函数论在应用方面,涉及的面很广,有很多复杂的计算都是用它来解决的。比如物理学上有很多不同的稳定平面场,所谓场就是每点对应有物理量的一个区域,对它们的计算就是通过复变函数来解决的。
复变函数的应用以及发展史
复变函数的应用以及发展史
复变函数是以复数域为自变量和取值域的函数,是数学分析和应用数
学中的重要分支之一、它的应用广泛,涉及到物理、工程、计算机科学、
经济学等众多领域。本文将介绍复变函数的应用以及其发展史。
复变函数在物理学中有广泛的应用。例如电动力学中的电场、磁场等
可以用复变函数表示。薛定谔方程是量子力学中的基本方程,它的解也是
一个复变函数,描述了量子粒子的运动和性质。另外,复变函数也在流体
力学、声学、光学等领域中有重要应用。
在工程领域,复变函数常用于电气工程、电子工程等领域中。例如,
交流电路中的电流和电压可以用复变函数表示。在电子电路中,利用拉普
拉斯变换和复变函数的性质,可以进行系统的分析和设计。在通信工程中,复变函数可以用于描述信号的频谱特性,以及信号的传输和处理过程。
在计算机科学中,复变函数在图像处理、计算机图形学等领域有广泛
应用。例如,图像处理中的傅里叶变换可以将图像转化为频域表示,从而
进行图像的增强、去噪等处理。在计算机图形学中,复变函数可以用于描
述和生成复杂的形状和图案,例如分形图形的生成。
在经济学中,复变函数常用于描述经济现象和经济模型。例如,在宏
观经济学中,复变函数可以用于描述经济增长、通货膨胀等现象。在微观
经济学中,利用复变函数可以描述市场供求关系、消费者和生产者的行为等。
复变函数的发展史可以追溯到18世纪。法国数学家欧拉是复变函数
理论的奠基人之一、他提出了欧拉公式,将复数的指数函数表示为三角函
数和指数函数的组合。随后,由于研究热传导方程等问题,人们开始对复
变函数进行更系统的研究。法国数学家庞加莱、德国数学家魏尔斯特拉斯
复变函数的应用及发展史
复变函数的应用及发展史
作者:杨慧贤
来源:《数学大世界·下旬刊》2019年第05期
【摘要】复变函数在我国数学与物理学发展中有着重要的应用,通过复变函数的应用能够解决实际生活中遇到的许多问题,不过,目前人们在对复变函数进行研究时,仍旧有许多问题亟需解决。为此,本文对复变函数进行了简要的介绍,并明确了复变函数的相关应用,阐述了复变函数的发展史,以期能够帮助人们更加深入地了解复变函数的内涵及发展,使复变函数能够在更多领域中得到有效应用。
【关键词】复变函数;应用;发展史
近些年来,数学的快速发展使复变函数变得越来越重要,这也使越来越多的专家与学者投入到复变函数的研究中。复变函数在各个领域中发挥着重要作用,通过复变函数的应用,有助于对实际生活中所遇到的各种问题进行有效解决,从而大大推动各个领域的技术发展。随着人们对复变函数研究的不断深入,复变函数的重要性也日益凸显出来,人们更加迫切地需要解决复变函数研究中存在的问题。为此,以下便对复变函数的相关应用及其介绍进行了阐述与分析。
一、复变函数介绍
复数这一概念是人们在求解方程根时无意中发现的,长期以来,人们一直无法理解复数,不过,随着数学学科的不断发展,复数在各个领域中的重要性也逐渐凸显出来,这也使人们将复数的形式通常定义为a+bi,在该定义中,虚数单位由i表示。单复变函数起源于数学中的多复分析,由于多复分析过于复杂,而且分析难度较大,这也使人们在多复分析中所研究出的方法和单复变函数存在很大差异,这是因为定义区域所具有的拓扑性质与几何性质会在很大程度上影响多复变全纯函数的性质。因此,人们在研究过程中,需要从局部性质逐渐向着整体性质转移,并利用微分几何学、拓扑学等学科中的方法及概念,从而为复变函数的发展拓宽道路。在20世纪90年代,复变函数论得到了高速的发展,并在当时成为重要的研究热门,在那时,大多数数学家都认为复变函数论具有广阔的研究前景,并将其誉为抽象科学中和谐性最强的数学理论。欧拉达朗贝尔最早创建了复变函数论,在随后的几年里,拉普拉斯也投入到复变函数积分的研究中,从而为复变函数学科的发展做出了卓越的贡献。
复变函数发展及应用背景
的概念, 从而建立了复变函数理论. Gauss应用复变
函数理论证明了 代数基本定理 .
Carl Friedri
(2) 复变函数理论可以应用于计算某些复杂的实函 (1777.4.30-1 数的积分. J. Hadama复r系d数n(次代数阿方程达马Ja)cqu说es:H实ad域am中ard两个 伟大的德国数 真(等3)理问复之题变间的函的研数最究理短. 论路可在程复以数是域应必zn有通na用个1用zRn根过1.i于复em复变法流aan1n域(函z国1n体a8n数数.6 0的函5理学.1数青平论2家.8证年.面-(1z他明9时)平6在了3代.0行11当,08.从流91x76=而)和 异年动1习时证应物常,, 1理,17曾79学96被5年家~誉发.1为7幼现9数8时正年学
作有《天体力学》(1(71929)-1小82波5, 5分卷析本的)和应用领域十分广泛, 如信号分析和 理论》(1812). 图象处理、语音识别与合成、医学成像与诊断、 太变阳换系和生La成pl的ace星方云程假地有说广质. 泛勘以的探他应的与用名地. 字震命预报等等. ,是很微小的;我们不(知13道)的复,变是函无限数的与. 积分变换的计算可以使用为科学和 工程计算设计的软件 MATLAB基础
论等领域做了一些出色的工作. Camille Jordan (1838.1.5-19221.21)
法国数学家. 在分析学、代数学和几何学等方 面都有很大的成就. 1887 年给出曲线的第一个定义.
复变函数历史沿革
课程发展历史沿革
复变函数论是一门古老而富有生命力的学科。复变函数理论产生于十八世纪,Euler、D’ Alembert、Laplace等都是创建这门学科的先驱。十九世纪,复变函数理论得到了全面发展,Cauchy、Weierstrass及Riemann等人为这门学科的发展作了大量奠基性的工作。
复变函数论这个新的数学分支统治了十九世纪的数学,当时的数学家公认复变函数论是最丰饶的数学分支,并且称为是这个世纪的数学享受,也有人称赞它是抽象科学中最和谐的理论之一。二十世纪初,复变函数理论又有了很大的进展,瑞典数学家Leffler、法国数学家Poincare、Hadamard等都作了大量的研究工作,开拓了复变函数理论更广阔的研究领域,为这门学科的发展做出了重要贡献。
复变函数论不仅是我们所学实变函数微积分《数学分析》的理论推广,而且作为一种强有力的工具,已经被广泛地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理论等,目前还被广泛应用于信号处理、电子工程、智能计算等领域。更重要的是,有很多复杂的计算都是以复变函数为工具来解决的。比如物理学上有很多不同的稳定平面场,对它们的计算就是通过复变函数来解决的。俄国的Жуковский
在设计飞机的时候,就采用复变函数理论解决了飞机机翼的结构问题,他在运用复变函数论解决流体力学和航空力学方面的问题上也做出了贡献。俄国数学家Ляпунов在研究天体运动问题时就以复变函数为工具,获得了天体运动的稳定性,从此奠定了微分方程稳定性理论基础,直至今日稳定性理论仍然是微分方程领域的一个研究热点。
复数与复变函数
wn z n (cos n i sin n ) r (cos i sin ) (棣莫弗公式) n r
即
cos n cos , sin n sin
n r
亦即
n 2 k , k 0, 1, 2,
2k 2 k r (cos i sin ), n n k 0,1, 2, , n 1
1/ n
几何上, z1/n的n个值就是以原点为中心, r1/n为半径的 圆内接正n边形的n个顶点.
工程数学---------复变函数
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例3. 求下列根式的值.
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0.2 复变函数论的发展简况
• 为复变函数论的创建做了最早期工作的是欧 拉、达朗贝尔,法国的拉普拉斯也随后研究 过复变函数的积分,他们都是创建这门学科 的先驱。 • 后来为这门学科的发展作了大量奠基工作的 要算是柯西、黎曼和德国数学家维尔斯特拉 斯。 • 二十世纪初,列夫勒、彭加勒、阿达玛等都 作了大量的研究工作,开拓了复变函数论更 广阔的研究领域,为这门学科的发展做出了 贡献。
z 1 i,
z 2 , arg z . 4
(2) (1 2 i)(2 3 i) 2(1 3 ) i(4 3 )
Re z 2(1 3 ), Im z 4 3, z 2(1 3 ) i(4 3 ),
复变函数的起源与发展
复变函数的起源与发展
复变函数是数学中的一个重要分支,它的起源和发展可以追溯到18世纪末至19世纪初。
1.复数的引入:复变函数的起点可以追溯到复数的引入。在18世纪末,数学家们开始思考负数的平方根问题,这引发了对虚数单位i 的研究。通过引入虚数单位i,可以将负数的平方根问题转化为复数的平方根问题。
2.庞加莱的贡献:法国数学家亨利·庞加莱(Henri Poincaré)在19世纪末对复变函数做出了重要贡献。他研究了复数平面上的连续变换,并引入了庞加莱球面来描述复平面上的无穷远点。
3.韦尔斯特拉斯的全纯函数理论:19世纪中叶,德国数学家卡尔·韦尔斯特拉斯(Karl Weierstrass)提出了全纯函数的概念和理论。他定义了全纯函数的导数,并研究了全纯函数的级数展开和收敛性。韦尔斯特拉斯的工作奠定了复变函数理论的基础。
4.黎曼面和复析函数:德国数学家伯纳德·黎曼(Bernhard Riemann)在19世纪中叶提出了黎曼面的概念,并将复变函数的研究
推广到多复变量的情况。他定义了复析函数,并研究了它们的性质和特征。黎曼的工作开创了复变函数理论的新领域。
5.应用和发展:复变函数的理论和方法在数学和物理学的许多领域中得到了广泛应用和发展。它在解析几何、调和分析、偏微分方程、概率论等领域中发挥着重要作用。复变函数的研究也催生了许多重要的数学定理和概念,如黎曼曲面、黎曼积分、留数定理等。
综上所述,复变函数的起源和发展可以追溯到18世纪末至19世纪初,从复数的引入到全纯函数理论和黎曼面的提出,复变函数的研究为数学和物理学的发展做出了重要贡献,并在各个领域中得到了广泛应用。
工程数学 复数与复变函数
解
直接验证可知方程的根 z 1, 故方程可写成
1 z 令 w , 则 w5 1, w e 1 z
i
1 z 1 1 z
5
2 k i 5
i
, k 0,1, 2,3, 4.
百度文库
w 1 ei 1 e 2 ( e 2 e 2 ) i tan z i i i i 2 w 1 e 1 2 2 2 e (e e ) 2 4 6 8 其中 0, , , , . 5 5 5 5
工程数学---------复变函数
-2-
内容
复变函数论主要包括单值解析函数理论、 黎曼曲面理论、几何函数论、留数理论、 广义解析函数等方面的内容.
工程数学---------复变函数
-3-
应用 复变函数理论对数学领域的许多分支的发展 都很有影响,它已经深入到微分方程、积分方程、 概率论和数论等多个学科. 特别是在其他学科上,复变函数也得到了广 泛的应用. 比如物理学上有很多不同的稳定平面场, 对它们的计算就是通过复变函数来解决的;另外, 复变在流体力学和航空力学方面的问题上也做出 了贡献.
2
z2 1
o
2
x
定理二 两个复数的商的模等于它们的模的商,
两个复数的商的辐角等于被除数与除数的辐角之差.
工程数学---------复变函数
复变函数
复数的故事
复数的概况
复数的概念起源于求方程的根,在二次、三次代数方程的求根中就出现了负数开平方的情况。在很长时间里,人们对这类数不能理解。但随着数学的发展,这类数的重要性就日益显现出来。复数的一般形式是:a+bi,其中i是虚数单位。以复数作为自变量的函数就叫做复变函数,而与之相关的理论就是复变函数论。解析函数是复变函数中一类具有解析性质的函数,复变函数论主要就是研究复数域上的解析函数,因此通常也称复变函数论为解析函数论。复变函数论的全面发展是在十九世纪,就像微积分的直接扩展统治了十八世纪的数学那样,复变函数这个新的分支统治了十九世纪的数学。当时的数学家公认复变函数论是最丰饶的数学分支,并且称为这个世纪的数学享受,也有人称赞它是抽象科学中最和谐的理论之一①。 16世纪意大利米兰学者卡当(Jerome Cardan1501—1576)在1545年发表的《重要的艺术》一书中,公布了三次方程的一般解法,被后人称之为“卡当公式”。他是第一个把负数的平方根写到公式中的数学家。德国数学家阿甘得(1777—1855)在1806年公布了虚数的图象表示法,即所有实数能用一条数轴表示,同样,虚数也能用一个平面上的点来表示。在直角坐标系中,横轴上取对应实数a的点A,纵轴上取对应实数b的点B,并过这两点引平行于坐标轴的直线,它们的交点C就表示复数a+bi。象这样,由各点都对应复数的平面叫做“复平面”,后来又称“阿甘得平面”。高斯在1831年,用实数组(a,b)代表复数a+bi,并建立了复数的某些运算,使得复数的某些运算也象实数一样地“代数化”。他又在1832年第一次提出了“复数”这个名词,还将表示平面上同一点的两种不同方法——直角坐标法和极坐标法加以综合。统一于表示同一复数的代数式和三角式两种形式中,并把数轴上的点与实数—一对应,扩展为平面上的点与复数—一对应。高斯不仅把复数看作平面上的点,而且还看作是一种向量,并利用复数与向量之间—一对应的关系,阐述了复数的几何加法与乘法。至此,复数理论才比较完整和系统地建立起来了。
复变函数第一讲
n1
(其中系数都是复数),在复数域内恒有n个解。 用复变函数理论来证明是非常简洁的。
柯西,黎曼,维尔斯特拉斯是复变函数论 的奠基者。
20
近几十年来,复变函数论又有了很大的进展, 维尔斯特拉斯的学生,瑞典数学家列夫勒、法国 数学家庞加莱、阿达马都做了大量的研究工作, 开拓了复变函数更广阔的领域。 我国数学家杨乐、张广厚在单复变函数的值 分布理论和渐进值理论的研究中取得了具有世界 水平的成果,他们的研究进一步充实了复变函数 论的理论。
22
第二部分
积分变换
傅立叶积分变换 (傅氏变换)
拉普拉斯积分变换 (拉氏变换)
23
积分变换简介
1、何为积分变换? 所谓积分变换,实际上就是通过积分算子,把 一个函数变成另一个函数的一种变换. 这类积分一般要含有参 变量,具体形式可写为 :
b
a
k ( t , ) f ( t )dt F ( ).
1 i 1 2 1 i 1 ln( ) arctan 1 ln 4i i 1 4 2i i 1 2 1 i 2i 1 1 ln 2 ln 1 0 矛盾! 4i i 2i 1 8i
12
因为上述一些问题,复数在历史上的很长一段 时间内被人们视为不可接受的虚数。直到十七、 十八世纪,有两个主要原因促使了这种状况的 改变:
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复变函数发展历程
复变函数论产生于十八世纪。1774年,欧拉在他的一篇论文中考虑了由复变函数的积分导出的两个方程。而比他更早时,法国数学家达朗贝尔在他的关于流体力学的论文中,就已经得到了它们。因此,后来人们提到这两个方程,把它们叫做“达朗贝尔-欧拉方程”。到了十九世纪,上述两个方程在柯西和黎曼研究流体力学时,作了更详细的研究,所以这两个方程也被叫做“柯西-黎曼条件”。
复变函数论的全面发展是在十九世纪,就像微积分的直接扩展统治了十八世纪的数学那样,复变函数这个新的分支统治了十九世纪的数学。当时的数学家公认复变函数论是最丰饶的数学分支,并且称为这个世纪的数学享受,也有人称赞它是抽象科学中最和谐的理论之一。
为复变函数论的创建做了最早期工作的是欧拉、达朗贝尔,法国的拉普拉斯也随后研究过复变函数的积分,他们都是创建这门学科的先驱。
后来为这门学科的发展作了大量奠基工作的要算是柯西、黎曼和德国数学家维尔斯特拉斯。二十世纪初,复变函数论又有了很大的进展,维尔斯特拉斯的学生,瑞典数学家列夫勒、法国数学家彭加勒、阿达玛等都作了大量的研究工作,开拓了复变函数论更广阔的研究领域,为这门学科的发展做出了贡献。
复变函数论在应用方面,涉及的面很广,有很多复杂的计算都是用它来解决的。比如物理学上有很多不同的稳定平面场,所谓场就是每点对应有物理量的一个区域,对它们的计算就是通过复变函数来解决的。
比如俄国的茹柯夫斯基在设计飞机的时候,就用复变函数论解决了飞机机翼的结构问题,他在运用复变函数论解决流体力学和航空力学方面的问题上也做出了贡献。
复变函数论不但在其他学科得到了广泛的应用,而且在数学领域的许多分支也都应用了它的理论。它已经深入到微分方程、积分方程、概率论和数论等学科,对它们的发展很有影响。
广义解析函数的应用范围很广泛,不但应用在流体力学的研究方面,而且象薄壳理论这样的固体力学部门也在应用。因此,近年来这方面的理论发展十分迅速。
从柯西算起,复变函数论已有170多年的历史了。它以其完美的理论与精湛的技巧成为数学的一个重要组成部分。它曾经推动过一些学科的发展,并且常常作为一个有力的工具被应用在实际问题中,它的基础内容已成为理工科很多专业的必修课程。现在,复变函数论中仍然有不少尚待研究的课题,所以它将继续向前发展,并将取得更多应用。
校内发展的历史
《复变函数论》,又称《复分析》,是在《数学分析》的基础上,应用分析与积分方法研究复变量复值解析函数的一门分析数学,它是学习与研究《泛函分析》、《微分方程》等课程的重要基础。复变函数论是数学专业的一门专业必修课程,是数学分析的后续课程。它的理论和方法,对于其它数学学科,对于物理、力学及工程技术中某些二维问题,都有广泛的应用。通过本课程的教学,使学生掌握复变函数论的基本理论和方法,提高分析问题和解决问题的能力,培养学生独立地分析和解决某些有关的理论和实际问题的能力。
随着学校的升本成功,该门课程已在本科层面授课两届。
针对学生普遍基础薄弱的特点,在教学中,着力要求任课教师将基本概念讲解正确清楚,基本理论阐述系统简明,对学生的基本运算能力的训练也严格要求。教材选用了国内较成熟且讲解较为简单明了的钟玉泉的复变函数论(第2版),方便学生学习。
实际教学中注意本课程和其它课程的联系,特别是与数学分析的衔接,相应内容在处理方法上的异同。在基本运算方面,应通过适当的例题和习题,加强习题课和练习,使学
生掌握主要方法。要求学生对本课程的基本概念和基本理论要加深理解,并通过大量习题的训练,培养学生的运算技能和对数学问题的思维、论证能力。
本课程的教学时数定为60学时,周3学时,15周。这样教学时数压缩了,教学要求提高了。所以在内容的选取上应突出基本理论和基本方法,把重点放在单复变函数的微分、积分、级数展开式和保形变换上。
为了突出院校的师范特征,使学生以后教师工作中学以致用。通过具体实例使学生了解到该课程在代数学、解析数论、微分方程、概率统计、计算数学和拓朴学等数学分支上的广泛应用,为其以后的工作学习提供必要的基础知识。