复变函数与积分变换

复变函数与积分变换 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:上海交通大学出版社
作者:刘西民
出品人:
页数:188
译者:
出版时间:2010-4
价格:22.00元
装帧:平装
isbn号码:9787313062727
丛书系列:
图书标签:
  • 复变函数
  • 积分变换
  • 数学分析
  • 高等数学
  • 复分析
  • 工程数学
  • 数学物理
  • 信号处理
  • 图像处理
  • 数值分析
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具体描述

《21世纪普高等教育规划教材:复变函数与积分变换》共分8章,内容包括:复数与复变函数,解析函数,复变函数的积分,解析函数的级数表示,留数理论,保形映射,傅里叶变换,拉普拉斯变换等。

《21世纪普高等教育规划教材:复变函数与积分变换》条理清晰,层次分明,通俗易懂,注重解题方法的训练和能力的培养.每节后配备了丰富的习题,有利于学生掌握基本内容。

《21世纪普高等教育规划教材:复变函数与积分变换》可供高等工科院校各专业师生作为教材使用,也可供有关工程技术人员参考。

经典力学原理与应用 第一章 质点运动学 本章系统阐述了描述物体运动的基本概念和数学工具。首先引入空间直角坐标系、柱坐标系和球坐标系,作为研究三维空间运动的数学框架。详细讨论了位矢、速度和加速度的定义,并推导出它们在不同坐标系下的分量形式。重点分析了直线运动、圆周运动以及任意曲线运动的运动学规律,包括瞬时速度、角速度和角加速度的精确计算。通过对运动轨迹的分析,理解运动状态随时间变化的内在联系,为后续动力学分析奠定坚实的运动学基础。 第二章 牛顿运动定律 本章聚焦于经典力学最核心的基石——牛顿三大定律。详细解析了质量的概念及其在不同参考系下的保持性。深入探讨了力是改变物体运动状态的原因这一核心思想,并系统分类了常见的力,如重力、弹力、摩擦力等。第一定律(惯性定律)的物理意义被细致剖析,强调了惯性参考系的选择至关重要。第二定律 ($mathbf{F} = mmathbf{a}$) 是本章的重点,通过大量实例,展示了如何建立物体的受力分析图并求解运动方程。第三定律(作用与反作用定律)则阐述了力的相互性,并辨析了作用力和反作用力的关键区别。本章包含丰富的应用案例,如斜面上的平衡与运动、连接体问题等。 第三章 功与能量 能量是描述系统状态的重要物理量。本章从功的概念出发,定义了瞬时功率,并推导了恒力和变力做功的计算方法,特别是沿曲线路径的功(线积分)。在此基础上,引入了动能的概念及其变化与外力做功的关系。重点阐述了保守力和非保守力的区别,并由此引出势能的概念,如重力势能和弹性势能。系统地推导了机械能守恒定律,并严格证明了在只有保守力做功的系统内,机械能总量保持不变。最后,讨论了动量定理和能量定理在解决复杂动力学问题中的普适性与优越性。 第四章 动量与角动量 本章关注描述物体运动状态改变的另一个关键量——动量。定义了冲量,并基于牛顿第二定律推导出动量定理,阐明了冲量与动量的关系。着重分析了系统动量守恒的条件(合外力为零),并将其应用于碰撞问题(弹性碰撞与非弹性碰撞)的分析。随后,引入了角动量的概念,定义了力矩,并推导了力矩与角动量的关系式——转动定律的微分形式。深入探讨了角动量守恒定律的应用,特别是在绕定点转动的体系中,如行星运动和冰上旋转等现象的解释。 第五章 刚体的定轴转动 本章将研究范围从质点推广到具有确定形状和大小的刚体。首先,建立了刚体的转动参考系,并定义了转动惯量(二次面积矩)作为刚体转动难易程度的量度。详细推导了转动惯量的计算方法,包括平行轴定理和刚体转动惯量的积分求法。核心是阐述了刚体的转动动力学方程:$mathbf{M} = Ioldsymbol{alpha}$。本章还讨论了转动过程中所做的功和转动动能的计算。通过实例分析(如飞轮、圆盘的加速与减速),加深对刚体转动特性的理解。 第六章 刚体的平面运动 刚体的运动可以分解为定点转动和平移运动的叠加。本章系统分析了刚体同时具有平动和转动的情况,即平面运动。关键在于建立瞬心概念,将复杂运动分解为围绕瞬心的纯转动。推导了动能的普遍表达式 $E_k = frac{1}{2}Mv_c^2 + frac{1}{2}I_comega^2$,其中包含质心平动动能和平动参考系下的转动动能。重点分析了在平面上滚动的系统,如理想滚动条件(无滑动),并结合能量守恒原理解决滚体下滑类问题。 第七章 微分方程与振动 本章开始探讨涉及时间导数的动力学问题,特别是简谐振动(SHM)。首先,以一维简谐振动为例,推导出其基本微分方程 $ddot{x} + omega^2 x = 0$,并给出其通解形式。详细讨论了简谐振动的相位、频率和周期等特征量。随后,将分析推广到阻尼振动,引入阻尼力,推导出二阶常系数线性微分方程,并分析了无阻尼、欠阻尼、临界阻尼和过阻尼四种情况下的解的特性和物理意义。最后,引入受迫振动和共振现象,揭示了外界周期性激励对系统行为的显著影响,这是理解诸多物理和工程现象的基础。 第八章 相对运动与非惯性系 经典力学的框架建立在惯性系之上,本章旨在处理在加速参考系中的动力学问题。首先定义了惯性系和非惯性系。通过对不同参考系下运动学微分关系的转换,推导了牛顿第二定律在加速坐标系中的修正形式。重点引入了假想力——科里奥利力(Coriolis Force)和离心力(Centrifugal Force)。详细分析了科里奥利力在地球参考系中对运动物体(如抛体、河流的侵蚀)的偏转效应,这对于理解地球上的宏观运动至关重要。 第九章 经典力学中的守恒定律 本章是对前面章节中引入的守恒定律进行系统和深入的总结与提升。明确阐述了诺特定理(Noether's Theorem)的物理哲学意义:每一种连续的对称性对应一个守恒量。具体分析了:时间平移对称性对应能量守恒;空间平移对称性对应动量守恒;空间转动对称性对应角动量守恒。通过对守恒量的分析,加深对物理定律内在结构和谐性的理解。同时,对比研究了耗散系统中的近似守恒现象。 第十章 经典场论基础 本章引入了场(Field)的概念,将力视为通过空间媒介传递。初步介绍了引力场和电磁场的基本概念。在引力方面,回顾了万有引力定律,并以牛顿引力为例,描述了场的描述方式(矢量场或标量场)。在电磁场方面,简要介绍了静电场的基本定律,为后续深入学习电磁学做准备。本章旨在搭建从粒子力学到连续介质力学的过渡桥梁,强调场的概念在描述相互作用中的不可替代性。

作者简介

目录信息

目录
1复数与复变函数(1)
1.1复数与复平面(1)
1.2复平面上的点集(10)
1.3复变函数(15)
2解析函数(21)
2.1解析函数(21)
2.2初等函数(26)
2.3解析函数的物理意义(34)
3复变函数的积分(39)
3.1复积分的概念(39)
3.2柯西(Cauchy)积分定理(45)
3.3柯西积分公式及其应用(52)
3.4调和函数(60)
4解析函数的级数表示(64)
4.1复级数(64)
4.2幂级数(69)
4.3泰勒(Taylor)级数(73)
4.4罗朗(Laurent)级数(79)
5留数理论(85)
5.1孤立奇点(85)
5.2留数定理(92)
5.3留数定理在实积分计算中的应用(98)
6保形映射(110)
6.1保形映射的几何意义(110)
6.2分式线性变换(113)
6.3初等函数构成的保形映射(124)
6.4施瓦茨-克里斯托费尔(Schwarz•Christoffel)变换(128)
7傅里叶变换(134)
7.1傅里叶(Fourier)积分(134)
7.2傅里叶变换(139)
7.3单位脉冲函数(148)
8拉普拉斯变换(155)
8.1拉普拉斯(Laplace)变换的概念(155)
8.2拉普拉斯变换的性质(160)
8.3拉普拉斯变换的应用(168)
8.4梅林(Mellin)变换与z变换(173)
附录1傅里叶变换简表(180)
附录2拉普拉斯变换简表(183)
参考文献(188)
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本关于复变函数与积分变换的教材,拿到手里就有一种厚重感,封面设计朴实无华,透露着一股严谨的学风。我印象最深的是它对基础概念的阐述,不是那种教科书式的干巴巴的堆砌公式,而是花了大量篇幅去剖析每一个定理背后的几何意义和物理直觉。比如讲到柯西-黎曼方程时,作者没有急于展示各种复杂的推导,而是先用二维平面上的向量场变化来直观解释为什么解析函数具有“保角性”,这种循序渐进的引导,让初学者也能很快建立起对复变函数世界的初步认知。书中对各种积分变换(傅里叶、拉普拉斯)的介绍也相当到位,特别是对收敛性和唯一性问题的讨论,处理得非常细致,避免了许多其他教材中为了简化而牺牲严谨性的问题。对我这种需要将理论应用于工程实践的人来说,书后附带的大量应用实例,尤其是涉及信号处理和流体力学的部分,简直是如虎添翼,让人能清晰地看到这些抽象数学工具在现实世界中的强大威力。

评分☆☆☆☆☆

从阅读体验上讲,这本书的排版和符号使用简直是教科书级别的典范。在处理涉及到高阶微分和路径积分时,很多书籍的公式挤在一起,阅读起来非常吃力,尤其是在使用连积分符号和希腊字母较多时。这本书的版式设计非常注重“呼吸感”,行间距和字号的搭配恰到好处,使得那些长长的积分表达式和复杂的张量符号都显得井井有条,极大地降低了阅读疲劳感。更值得称赞的是,作者在引入新的数学符号时,总是在首次出现的地方就用加粗或者斜体清晰地标注出来,并且在附录中提供了详尽的符号索引,这对于需要频繁查阅的读者来说,简直是救星。唯一美中不足的是,个别章节的习题难度跨度稍微有点大,有的非常基础,有的则直接跳到了研究生级别的研究问题,建议初学者在做题时要有所侧重。

评分☆☆☆☆☆

我更偏向于这本书在处理复杂定理证明时的那种“庖丁解牛”式的清晰度。很多参考书在引入留数定理或共形映射时,推导过程总是跳跃性很大,让人感觉像在走钢丝,每一步都得自己脑补很多中间环节。然而,这本《复变函数与积分变换》的作者似乎非常体贴读者的思维习惯,对于那些关键的、容易产生混淆的证明步骤,总会用非常细致的批注或者补充说明来加以澄清。例如,在处理布洛赫不扩散原理的证明时,作者分别给出了直接证明法和反证法的两种路径,并详细对比了它们各自的优势和难点,这极大地拓宽了我的理解深度。此外,书中对厄尔米特函数的引入和应用也比我之前接触的任何一本教材都要深入和系统,它没有仅仅将其作为拉普拉斯反演的辅助工具,而是深入探讨了其性质及其在特定微分方程求解中的独特作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到惊喜的是它对“变换”这一核心概念的哲学性探讨。它不满足于仅仅教授如何计算傅里叶变换或Z变换的公式,而是深入挖掘了为什么在不同的函数空间之间进行变换是有效的,以及不同变换之间的内在联系。作者巧妙地将泛函分析的某些思想融入到复变函数的讨论中,比如将函数空间视为一个“舞台”,复变函数操作就是在这个舞台上的“几何动作”。这种超越传统教材的视野,使得我对积分变换的理解从“一种计算工具”上升到了“一种看待问题的全新视角”。书中对于狄拉克$delta$函数的处理也极具启发性,它没有简单地将其视为一个“符号”,而是将其置于 Schwartz 分布理论的框架下进行讨论,这对于我理解广义函数理论打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一本汇集了“复变函数”与“积分变换”两大核心模块的著作,它在内容的平衡性上做得非常出色。很多教材要么偏重理论推导,导致积分变换部分沦为附庸,要么就是过度偏重应用,使得复变函数的基础不够扎实。但这本书似乎找到了一个完美的平衡点。它在讲解留数定理时,不仅详细介绍了如何选取积分路径,还通过对经典物理问题(如静电场分布)的建模,展示了留数定理如何优雅地解决边界条件下的特定积分。而在积分变换章节,作者则非常注重从时域到频域的直观映射过程,例如,通过剖析一个简单的方波信号,展示了傅里叶级数如何通过增加高次谐波成分来逐步逼近原始信号,这种图文并茂的解释方式,远比纯粹的代数展开来得有效和令人信服。

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