大学应用数学丛书-应用复分析

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出版者:复旦大学出版社
作者:任福尧
出品人:
页数:370
译者:
出版时间:1993-12
价格:12.00元
装帧:
isbn号码:9787309012781
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

《应用复分析:概念、方法与实践》 本书旨在为数学、物理、工程及计算机科学等领域的学生和研究人员提供一套全面而深入的应用复分析教程。复分析作为数学的一个重要分支,以其优雅的理论和广泛的应用在现代科学技术中扮演着不可或缺的角色。本书着重于复分析的实际应用,通过清晰的讲解和丰富的示例,帮助读者掌握解决实际问题的关键方法和工具。 核心内容与特色: 本书结构紧凑,内容严谨,同时注重启发性与实用性,以下是本书的主要内容和特色: 复数基础与复变函数: 深入阐述复数及其运算,包括复平面、复数的极坐标表示、欧拉公式等。在此基础上,系统介绍复变函数,如指数函数、对数函数、三角函数和反三角函数在复数域上的性质和推广。本书将特别强调复变函数的几何意义,如映射和变换,这对于理解复分析的许多概念至关重要。 解析函数与柯西-黎曼方程: 详细介绍解析函数的定义、充要条件(柯西-黎曼方程)及其重要性质。我们将从直观的角度解释解析性为何如此重要,以及它如何保证了函数在复平面上的“光滑性”和“可微性”。本书还将探讨调和函数及其在物理学中的应用,例如稳态热传导和静电场问题。 复积分与柯西定理: 重点讲解复积分的定义、性质以及计算方法。核心内容将围绕柯西积分定理和柯西积分公式展开,阐释它们在求解复积分和函数性质方面的强大威力。本书将通过多种积分路径和区域的例子,帮助读者熟练运用这些基本定理。 级数展开与留数理论: 深入探讨泰勒级数和洛朗级数在复变函数分析中的应用,以及如何利用它们来理解函数的奇点。本书的重点之一是留数理论,它提供了一种强大的工具来计算复积分,并广泛应用于求解各种积分,包括实积分。我们将详细介绍留数的计算方法以及它在信号处理、控制理论等领域的应用。 保角映射与应用: 详细介绍保角映射的概念、性质及其在解决边值问题中的应用。保角映射在流体力学、弹性力学以及电磁场理论中具有广泛的用途,例如模拟流体的流动、分析应力分布以及设计天线等。本书将通过具体的例子,展示如何利用保角映射将复杂的几何区域映射到简单的区域,从而简化问题的求解。 复分析在工程与科学中的应用案例: 本书的另一大亮点是提供了大量贴近实际的应用案例,涵盖了数学、物理、工程和计算机科学等多个领域。例如: 物理学: 解释如何在量子力学中使用复数和复变函数描述波函数,以及在电磁学中如何利用复分析求解电磁波的传播和分布问题。 工程学: 展示如何应用复分析解决电路分析中的稳态和瞬态问题,例如交流电路的阻抗计算和系统响应分析。在控制理论中,复分析是分析系统稳定性和频率响应的基石。 信号与系统: 阐述傅里叶变换、拉普拉斯变换等与复分析密切相关的概念,以及它们在信号处理和系统分析中的核心作用。 数值方法: 介绍如何利用复分析的思想改进数值算法,例如在求解微分方程和积分方程时。 计算机科学: 探讨复分析在计算机图形学中的应用,例如纹理映射和几何变换。 学习目标: 通过学习本书,读者将能够: 熟练掌握复数和复变函数的各种运算和性质。 深刻理解解析函数的概念及其重要性。 灵活运用柯西积分定理和柯西积分公式求解复积分。 掌握泰勒级数、洛朗级数和留数理论,并将其应用于函数分析和积分计算。 理解保角映射的原理及其在解决边值问题中的应用。 认识复分析在不同科学和工程领域中的广泛实际应用,并能初步运用复分析方法解决相关问题。 本书语言通俗易懂,逻辑清晰,每章都配有适量的习题,帮助读者巩固所学知识,提高解题能力。我们相信,《应用复分析:概念、方法与实践》将成为您深入理解和运用复分析理论的得力助手,助您在各自的专业领域取得更大的成就。

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目录信息

读后感

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用户评价

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初拿到这本《大学应用数学丛书-应用复分析》,我内心是怀揣着一丝忐忑与期待的。毕竟“复分析”这三个字,在许多本科生心中,往往与抽象的概念、繁复的计算以及高难度的证明划上等号。然而,本书的副标题“应用”二字,犹如黑暗中的一盏明灯,预示着它并非枯燥的理论堆砌,而是将这门精妙的数学分支与实际应用紧密结合,这对于我这样一位希望将数学理论应用于科学研究的学子来说,无疑具有极大的吸引力。 翻开书页,我立刻被其清晰的逻辑和流畅的叙述所吸引。作者并没有一开始就抛出令人望而生畏的定义和定理,而是从一些直观的例子入手,比如复数在二维平面上的几何意义,以及复变函数如何映射几何图形。这种由浅入深的讲解方式,极大地降低了学习门槛。我尤其欣赏作者在引入每一个新概念时,都会给出其背后的数学思想和物理意义,这使得我不再是死记硬背公式,而是能够理解为什么要有这些概念,它们解决了什么问题。例如,在讲解柯西积分定理时,作者不仅展示了其严谨的数学证明,还巧妙地将其与环路积分在物理学中的应用联系起来,让我深刻体会到数学工具的强大之处。

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对于那些希望深入理解复分析理论并将其应用于实际研究的读者而言,这本书无疑是一本宝贵的财富。它的内容涵盖了复变函数论的经典内容,如柯西积分定理、留数定理、解析延拓等,同时又强调了这些理论在工程和科学计算中的具体应用。我尤其欣赏作者在介绍这些理论时,总会联系到实际的例子,例如在电磁场理论中,复变函数可以用来分析波的传播和电场的分布;在信号处理中,傅里叶变换的复变形式是不可或缺的工具。 我个人在阅读过程中,对于求解特定类型的积分,比如涉及三角函数的积分,一直感到有些力不从心。而本书对留数定理的讲解,以及其在求解这类积分上的应用,给了我全新的视角和高效的方法。通过书中详细的步骤解析,我能够清晰地看到如何将一个复杂的积分转化为在复平面上进行积分,并利用留数定理巧妙地求出结果。这不仅节省了我大量的时间,更重要的是,让我对积分的理解上升到了一个新的高度。

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在学习这本书的过程中,我最大的收获之一是对数学工具的理解发生了根本性的转变。过去,我可能更关注公式的推导和证明的严谨性,而忽略了这些数学工具的“用途”。但本书通过大量的应用实例,让我深刻体会到,数学的价值在于其解决问题的能力。复分析这门学科,因为有了这些“应用”的支撑,变得更加鲜活和有意义。 我特别喜欢书中对复变函数性质的几何直观解释。例如,共形映射如何保持角度不变,这在图像处理和计算机图形学中有着重要的应用。这种将抽象概念与具体图像联系起来的讲解方式,极大地加深了我对这些概念的理解,也让学习过程更加有趣。这本书让我看到了数学之美,不仅在于其逻辑的严谨,更在于其能够描绘和解决现实世界中的各种问题。

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这本书在数学建模方面的应用价值也让我赞叹不已。许多实际问题,如热传导、流体流动等,都可以通过建立偏微分方程来描述,而复分析中的许多工具,例如保形映射,能够有效地简化这些方程的求解过程。书中关于保形映射在二维势流分析中的应用,就提供了一个非常生动和直观的例子,让我能够理解如何将复杂的物理过程用数学语言来刻画和分析。 此外,在信号处理领域,复分析在傅里叶分析和Z变换等方面扮演着核心角色。本书对这些内容的介绍,以及它们在滤波器设计、系统稳定性分析等方面的应用,为我提供了一个坚实的理论基础。通过书中提供的例子,我能够看到如何运用复数域的工具来理解和优化信号处理系统,这对于我在该领域进行进一步的研究非常有帮助。

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这本书的另一个亮点在于它对一些高级主题的引入,虽然这些主题可能超出了基础复变函数的范畴,但作者的介绍仍然做到了清晰易懂,并且指明了进一步学习的方向。例如,在介绍黎曼曲面时,作者并未深入到复杂的拓扑学证明,而是着重于其几何直观以及在多值函数处理上的重要性。这种“点到为止”的策略,既激发了读者的兴趣,又不会让初学者感到 overwhelming。 我一直对数值计算中涉及到的复变函数有很深的兴趣,尤其是在解决偏微分方程时,边界积分方程方法等常常需要用到复分析的工具。本书中关于解析函数在数值方法中的应用,虽然篇幅不长,但却为我打开了一扇新的窗户。它让我认识到,抽象的数学理论并非空中楼阁,而是能够为解决实际计算问题提供强大的支持。比如,在处理某些具有奇点的边界条件时,复分析的方法往往能够提供比传统数值方法更优越的解决方案。

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本书在内容编排上,我认为是相当人性化的。它并没有将所有内容一股脑地呈现,而是将复杂的概念拆解成一个个小节,并在每小节结束后都配有适量的例题和习题。这些例题的选择十分具有代表性,既能巩固课堂所学,又能引导读者思考更深层次的问题。而习题的设计,则兼顾了基础性和提高性,有些题目需要运用多种技巧才能解决,这极大地锻炼了我的分析和解决问题的能力。我记得有一个关于留数定理的应用题,涉及到求解一个非常复杂的定积分,我花了整整一个晚上才摸清思路,最终利用留数定理得到了简洁而优美的答案,那种成就感至今难忘。 此外,我非常赞赏作者对于数学史的简要介绍。在介绍某些重要定理时,作者会提及该定理的发现过程以及对其发展产生影响的人物,这使得我仿佛置身于那个数学思想碰撞的时代。这种人文关怀的引入,让这本纯粹的数学书籍增添了几分温度,也让我更加敬畏那些为数学发展做出杰出贡献的先辈们。它提醒我,数学并非孤立存在,而是人类智慧的结晶,是历史长河中的璀璨明珠。

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我特别喜欢作者在处理一些“ tricky ”的定义和证明时,所展现出的耐心和细致。例如,在定义解析函数时,作者不仅给出了极限的定义,还详细解释了为什么可导性比连续性更重要,以及它与复微分的几何意义之间的联系。这种深入浅出的讲解,帮助我真正理解了每个数学概念的本质,而不是仅仅停留在表面。 在学习过程中,我常常会遇到一些证明题,它们需要巧妙地运用一些不等式或者恒等式。本书在这方面的指引非常到位,它会给出证明的核心思路,并提示需要注意的关键步骤。我记得在证明柯西积分定理的一个变种时,作者就提供了一个非常巧妙的路径选择策略,这让我受益匪浅。这种“授人以渔”的教学方法,远比直接给出答案要更有价值。

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让我印象深刻的是,作者在讲解过程中,并未回避一些初学者可能会感到困惑的细节。比如,在讨论解析函数的性质时,作者会详细解释为什么某个条件是必须的,以及在什么情况下会发生例外。这种严谨的教学态度,对于培养严谨的数学思维至关重要。我曾经遇到过对某个函数是否具有某种性质感到迷茫,但通过仔细阅读本书的讲解,并参考其提供的详细论证,我最终能够清晰地理解其背后的原理。 本书在对复变函数与物理学、工程学等学科的联系方面,也做了相当深入的阐述。从傅里叶变换、拉普拉斯变换的复变函数表述,到流体力学中的保形映射,再到电磁场理论中的某些复杂计算,作者都给出了清晰的数学模型和具体的应用实例。这让我看到了复分析这门理论学科的强大生命力,以及它在解决现实世界问题中的不可或缺的作用。我尤其对书中关于“共形映射”的介绍感到着迷,它能够将复杂的几何形状映射到简单的形状上,从而简化分析过程,这在航空航天、材料科学等领域都有着广泛的应用。

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总而言之,《大学应用数学丛书-应用复分析》是一本兼具理论深度和实践广度的优秀教材。它不仅能够帮助读者扎实掌握复分析的核心概念,更重要的是,它能够激发读者将这些理论应用于解决实际问题的热情。对于有志于从事科学研究或工程开发的学习者来说,这本书无疑是不可或缺的参考书。 我曾一度认为复分析是一门“孤芳自赏”的学科,与现实世界联系甚少。然而,这本书彻底改变了我的看法。它让我看到了复分析在工程、物理、信息科学等诸多领域的强大生命力,以及其作为一门基础数学学科的普适性。它不仅仅是一本书,更像是一位循循善诱的导师,引领我一步步走进复分析的精彩世界,并教会我如何运用它去解决问题。

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我必须强调这本书的另一个优点是其内容的前沿性和拓展性。它并非仅仅停留在传统的复变函数知识上,而是触及了一些更现代的应用领域。例如,在讲解解析函数的零点和极点分布时,作者会将其与控制理论中的根轨迹分析联系起来,这对于理解系统的稳定性非常有启发。 另外,在统计物理和量子力学的一些领域,复数和复变函数也扮演着至关重要的角色。本书虽然不深入探讨这些高深的领域,但通过一些简短的提及和引导,我能够感受到复分析作为一门基础学科,其影响力是多么广泛。它就像一把万能钥匙,能够开启许多高级数学和物理学的大门。

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