《复变函数论》教学大纲

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《复变函数论》教学大纲

一、课程基本信息

中文名称:复变函数论

英文名称:Theory of Functions of Complex Variable

课程编号:06109B

课程类别:专业基础课

总学时数:48(理论42,实践6)

学 分:3

适用专业:数学与应用数学专业

开课系部:应用数学系

先修课程:数学分析

二、课程性质与教学目的

复变函数是数学、物理及电子类各专业必修的一门基础课,其理论随着它的应用领域不断扩大而发展成为一门庞大的数学分支。一方面讲述复变函数的基本理论与方法,另一方面渗透复分析领域内的相关内容。教学目的使学生掌握复变函数的基本内容和方法,为进一步学习复分析,从事工程和电子应用、科研及其它工作打好坚实基础。

三、 课程教学基本要求

第一部分 复数与复变函数

1、复数及其几何表示

内容:复数域、复平面、复数的模与辐角。

要求:明确幅角的概念,会用模与幅角的性质解决一些集合问题。

2、复平面上的点集

内容:基本概念、区域。

要求:了解其基本概念,明确有关概念。

3、复变函数

内容:复变函数概念、极限与连续。

要求:理解复变函数概念、极限、连续性及其性质。

4、复球面与无穷远点

内容:复球面、扩充复平面 。 要求:掌握扩充复平面上的几个基本概念。

第二部分 解析函数

1、解析函数概念及C_R条件。

内容:复变函数的导数、复变函数、C_R条件。

要求:深刻理解解析函数概念,掌握C_R条件,会用其判断函数的解析性。

2、初等解析函数

内容:指数函数、三角函数与双曲函数。

要求:熟悉指数函数、三角函数与双曲函数及其映照性质。

3、初等多值函数

内容:根式函数、对数函数、幂函数与反三角函数。

要求:了解初等多值函数。能将初等多值函数分解为若干个单值函数。

第三部分 复变函数的积分

1、复变函数积分的概念及其性质

内容:复变函数积分的定义、复变函数积分的计算、复变函数积分的性质。

要求:理解并掌握复变函数积分的概念及其性质。

2、柯西积分定理

内容:柯西积分定理、不定积分、柯西积分定理的推广。

要求:熟练掌握柯西积分定理,并能灵活应用。

3、柯西积分公式及其推论

内容:柯西积分公式、解析函数的无穷可微性、柯西不等式与刘维尔定理、摩勒拉定理。

要求:灵活运用柯西积分公式,深刻理解解析函数的无穷可微性,掌握摩勒拉定理。

4、解析函数与调和函数的关系

内容:解析函数与调和函数的关系。

要求:明确解析函数与调和函数的关系。

第四部分 解析函数的幂级数表示法

1、复级数的基本性质

内容:复数项级数、一致收敛的复函数项级数、解析函数项级数。

要求:掌握复函数项级数的基本概念与性质,能将解析函数表示为函数项级数。

2、幂级数

内容:幂级数的敛散性、收敛半径R的求法、幂级数和的解析性判断。 要求:掌握幂级数的收敛半径求法及其性质,判断幂级数和的解析性。

3、解析函数的泰勒(Taylor)展式

内容:泰勒定理、幂级数的和函数在其收敛圆周上的状况、一些初等函数的泰勒展式

要求:掌握解析函数的泰勒展式,会求初等函数的泰勒展式。

4、解析函数零点的孤立性及唯一性定理

内容:解析函数零点的孤立性、唯一性原理、最大模原理

要求:明确解析函数零点的孤立性及唯一性定理

第五部分 解析函数的洛朗展式与孤立奇点

1、解析函数的洛朗展式

内容:双边幂级数、解析函数的洛朗展式、洛朗级数与泰勒级数的关系、解析函数在孤立奇点邻域内的洛朗

展式

要求:会求解析函数的洛朗展式,理解洛朗展式和泰勒展式的关系。

2、解析函数的孤立奇点

内容:孤立奇点的三种类型、可去奇点、施瓦茨(Schwarz)引理、极点、本性奇点、皮卡(Picard)定理。

要求:切实掌握孤立奇点的三种类型及其判断方法和性质,了解皮卡(Picard)定理。

3、解析函数在无穷远点的性质

内容:解析函数在无穷远点的性质。

要求:了解解析函数在无穷远点的性质,会判断无穷远点孤立奇点类型。

4、整函数与亚纯函数的概念

内容:整函数、亚纯函数

要求:了解整函数与亚纯函数的概念及其性质

第六部分 留数理论及其应用

1、留数

内容:留数的定义及留数定理、留数的求法、函数在无穷远点的留数

要求:掌握留数定理及其留数求法,理解无穷远点留数和有限点留数的关系,理解留数和复变函数积分的关系。

2、用留数定理计算实积分

内容:计算dR20sin,cos型积分、计算dxxQxP型积分、计算dxexQxPimx

型积分、积分路径上有奇点的积分、应用多值函数的积分。 要求:会用用留数定理计算实积分,了解积分路径上有奇点的积分和应用多值函数的积分。

3、辐角原理及其应用

内容:对数留数、辐角原理、儒歇定理。

要求:理解辐角原理,掌握儒歇定理。

第七部分 共形映射

1、解析变换的特性

内容:解析变换的保域性、解析变换的保角性---导数的几何意义、单叶解析变换的共形性。

要求:掌握解析变换的特性,深刻理解导数的几何意义,明确共形映射的概念。

2、分式线性变换

内容:分式线性变换及其分解、分式线性变换的共形性、分式线性变换的保交比性。

要求:掌握分式线性变换及其性质。

3、某些初等函数所构成的共形映射

内容:幂函数与根式函数、指数函数与对数函数、由圆弧构成的两角形区域的共形映射、儒可夫斯基函数的单叶性区域

要求:深刻理解某些初等函数所构成的共形映射。

4、关于共形映射的黎曼存在定理和边界对应定理

内容:黎曼存在定理、边界对应定理。

要求:了解黎曼存在定理和边界对应定理。

第八部分 解析延拓

1、解析延拓的概念与幂级数延拓

内容:解析延拓的概念、解析延拓的幂级数方法

要求:了解解析开拓的概念和一般原理。

2、透弧解析延拓、对称原理

内容:透弧直接解析延拓、黎曼--施瓦茨对称原理。

要求:了解透弧解析延拓,了解对称原理。

3、完全解析函数及黎曼面的概念

内容:完全解析函数、单值性定理、黎曼面的概念。

要求:了解完全解析函数及黎曼面的概念。

第九部分 调和函数

1、平均值定理与极值原理

内容:平均值定理、极值原理。

要求:了解平均值定理与极值原理。

2、泊松积分公式与狄利克雷问题

内容:泊松积分公式、狄利克雷问题、单位圆内狄利克雷问题的解、上半平面内狄利克雷问题的解。

要求:了解泊松积分公式与狄利克雷问题。

四、有关教学环节的要求

1、以课堂教学与多媒体教学为主,自学为辅,教学形式以理论教学为主。

2、解题练习时数学课教学的一个重要环节,每次课布置作业一次。

3、组织学生2-3次课外实践活动。培养学生科研意识。

考核方式:考试;采用闭卷考试形式进行,考试内容覆盖考试大纲80%以上内容,难易程度适中,客观题占40%左右,主观题占60%左右。题型要求灵活,具有一定的应用性,注重实践性题目逐年增加,比重要逐步增加,提高学生创新和实践的能力。

五、学时分配

课程学时分配表

部分节序号 主要内容 讲授学时 习题课 小计

第一部分 复数与复变函数 4 0 4

第二部分 解析函数 6 0 6

第三部分 复变函数的积分 8 0 8

第四部分 解析函数的幂级数表示法 6 0 6

第五部分 解析函数的洛朗展式与孤立奇点 8 0 8

第六部分 留数理论及其应用 8 0 8

第七部分 共形映射 4 0 4

第八部分 解析延拓 2 0 2

第九部分 调和函数 2 0 2

总 计 48 0 48

六、使用教材与主要教学参考书

1.钟玉泉编.复变函数论.北京:高等教育出版社,2004.

2.余家荣编.复变函数.北京:高等教育出版社,2008.

七、大纲编写依据和说明

根据2012年4月修订的《数学与应用数学专业培养方案》的要求,以及我院地方性、教学型、应用型的特色,并参考了其他国内同类高校相同专业的课程设置,制定了该课程的教学大纲.

执笔教师:刘俊俏 教研室主任:常敏慧 教学系(部)主任:姚喜妍