说课(复变函数与积分变换)

《复变与积分变换教案》第一次课1 教学目标： 使学生重温复数概念，熟练掌握复数及共轭下的运算法，了解复平面，学会运用复数的三角表示出理问题。

2 讲课段落：复数产生的背景，特点； 平面向量和复数的关系； 共轭复数的作用； 三角表示； 复方根求法；复数定义与平面向量变换的内在联系。

3 知识要点：22y x z +=||||,z z z z ==2121z z z z +≤+z z z =22Re ,z z z +=z i z z Im 2=-θθθsin cos i ei +=()θθθθθi re i r ir r z =+=+=sin cos sin cosArg arg 2π,z z k θ==+z z y x yz Im )sin(arg 22=+=212121z z r r z z ==121212Arg()Arg Arg arg arg 2π,z z z z z z k k =+=++∈θϕρi n in n rez w e===nr1=ρ，()2π,k k nθϕ+=∈()nk iner w πθ21+=，1,,2,1,0-=n k4. 例：例1-1 设 ii i i z -+-=11，求z z z ,Im ,Re 。

例1-2 设i z i z 21,4321-=+=，求21z z ，⎪⎪⎭⎫⎝⎛21z z 例1-3 设1z 及2z 为两个复数，试证：2221212122Re()z z z z z z +=++并用此等式证明三角不等式 推导，当0Im =z ,Re 0arg Re 0;z z z π>⎧=⎨<⎩当0Im >z ,Im arcsin Re 0arg Im arcsin Re 0;z z z z z z z π⎧≥⎪⎪=⎨⎪-<⎪⎩当0Im <z ,Im arcsin Re 0arg Im arcsin Re 0z z z z z z z π⎧≥⎪⎪=⎨⎪--<⎪⎩例1-4 求)22a r g(i -和A r g (34i -+例1- 6（较难） 设,0≠z 则有1||1arg z z z z-≤-+例1-7 试求ii -+11的模和主幅角● 见解， 2i 相当于将向量｛0，1｝逆时针旋转2π度角，从而得到向量{}0,1-，而此向量对应复数1-，这也可解释i 为012=+z 的根。

《复变函数与积分变换》课程简介及教学大纲课程代码：112000531课程名称：复变函数与积分变换/Function of a Complex Variable and interal transformation课程类别：公共基础课总学时/学分：48/3开课学期：第三或四学期适用对象：非数学专业本科生先修课程：高等数学内容简介：本课程包括复数与复变函数、解析函数、复变函数的积分、级数、留数、傅里叶变换、拉普拉斯等内容。

一、课程性质、目的和任务本课程是理工科学生继高等数学后的又一门数学基础课。

本课程主要讲授复变函数与积分变换的基本理论和方法。

通过本课程的学习，学生不仅能够学到复变函数与积分变换的基本理论和数学物理及工程技术中常用的数学方法，同时还可以巩固和复习高等数学的基础知识，提高数学素养，为学习有关的后续课程和进一步扩大数学知识面奠定必要的数学基础。

在培养学生的抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力和科学计算能力等方面起着特殊重要的作用。

二、课程教学内容及要求本课程包括复数与复变函数、解析函数、复变函数的积分、级数、留数、傅里叶变换、拉普拉斯共七章。

第1章复数与复变函数主要内容：1复数的概念、运算及几何表示。

2 复平面上区域、曲线的概念及它们的复数表示。

3 复变函数的概念及其复变函数的极限与连续性。

基本要求：1熟悉复数概念及各种几何表示。

2掌握复数的四则运算、乘幂方根共轭等运算并能简单应用。

3了解复平面上区域、曲线的概念，掌握用复数表示它们的方法。

4 了解复变函数与实二元函数的关系及复变函数的极限与连续性，熟悉复变函数极限与连续性的运算法则及性质，熟悉复变函数与实变函数的极限与连续性之间的联系与区别。

重点：复数的运算及各种几何表示法，复变函数的概念。

难点：用复数方法表示平面区域、曲线。

第2章解析函数主要内容：1 复变函数的导数及解析函数的概念。

2 复变函数可导与解析的充要条件，柯西-黎曼方程及解析函数的性质。

《复变函数与积分变换》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：0911009课程中文名称：复变函数与积分变换课程英文名称：Complex Function and Integral Transformation课程性质：公共基础理论必修课考核方式：考试开课专业：全校理工科各专业开课学期：3总学时：48学时(全部为理论学时)总学分：3学分二、课程目的复变函数与积分变换是工科类及应用理科类有关专业的基础课。

通过本课程的学习，使学生初步掌握复变函数的基本理论和方法，掌握保形映射的理论和方法，傅里叶变换与拉普拉斯变换的特性与应用，为学习相关专业课程及以后实际应用提供必要的数学基础。

三、教学基本要求1．熟练掌握复数的各种表示方法及其运算；了解点集、区域的概念；理解复变函数的概念，了解复变函数的极限和连续性的概念。

2．理解复变函数的导数概念及求法，理解解析函数的概念，掌握柯西—黎曼条件判断解析性，了解某些初等解析函数的基本性质；了解调和函数与解析函数的关系，掌握从解析函数的实（虚）部求其虚（实部）的方法。

3．理解积分的定义与性质，会求复变函数的积分；掌握柯西定理，会用柯西定理和复合闭路定理计算定积分；掌握柯西积分公式和高阶导数公式计算积分。

4．理解复数项级数、幂级数（绝对收敛、条件收敛）的概念，了解幂级数的基本性质；了解收敛圆概念、会求收敛半径；了解泰勒定理及其初等函数的马克劳林展式，并利用它们将一些简单解析函数展开为幂级数；理解洛朗级数，掌握简单函数在不同圆环域内展开为洛朗级数的间接方法。

5．理解孤立奇点及其分类及函数在各类奇点邻域内的性质；留数的概念及留数定理；掌握极点处留数的求法及用留数求闭路积分和某些实积分的方法。

6．了解导数的几何意义及保角映射的概念；掌握分式线性映射的保圆性、保对称性等映射性质及幂函数、指数函数的映射特点；会求一些简单区域（如半平面、角形域、圆域、带形域等）之间的保形映射。

7．理解Fourier变换的概念,会求函数的Fourier变换，了解δ函数及其性质；掌握Fourier 变换性质和卷积定理。

《复变函数与积分变换》教学大纲一、课程基本信息课程名称：复变函数与积分变换英文名称：Complex Variable Functions and Integral Transformations课程编号：06209C课程类型：专业限选课课程总学时：48 （理论 40，实验 8 ）学分：2适用专业：信息与计算科学开课系部：应用数学系先修课程：数学分析(高等数学)二、课程的性质和任务复变函数与积分变换是数学分析(或高等数学)的后继课。

它的许多概念、理论和方法与数学分析有许多相似之处，但它又有许多独特的理论和方法，并不是数学分析理论在复数域中的简单平移。

它是本科院校理工科专业的重要专业课。

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，在流体力学、电磁学、热学、工程力学等领域中，都会遇到平面向量场的问题，对于这类场，复变函数是解决这类问题的有力工具，借助复变函数的理论和方法，可以较简捷、深刻、完美地研究这类具体问题。

积分变换的理论和方法不仅在某些数学分支中，而且在其它自然科学和工程技术中都有着广泛的应用。

如在数学上用积分变换可以很容易的解答一些微分方程和积分方程，还可以研究广义积分等难以解决的问题；在无线电技术中，当我们需要设计一个符合要求的放大器时，往往要利用傅里叶变换对信号进行频谱分析；在控制理论中，当我们需要进行系统分析时，可以通过拉普拉斯变换来分析系统的传递特性等。

因此，积分变换已成为现代科学技术领域中不可缺少的运算工具。

三、课程教学基本要求第一部分复数与复变函数教学内容：1.1 复数1.2 复数的三角表示1.3 平面点集的一般概念1.4 无穷大和复球面1.5 复变函数1、掌握复数的三种表示法，知道复平面的点集与区域。

2、理解复变函数的概念，了解其几何表示。

3、了解复变函数的极限与连续性的概念。

4、掌握复数的四则运算及乘方、开方运算及它们的几何意义，会进行一些不太复杂的运算第二部分解析函数教学内容：2.1 解析函数的概念2.2 解析函数和调和函数的关系2.3 初等函数基本要求：1. 理解复变函数导数的概念及其求法。

《复变函数与积分变换》课程教学大纲一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）课程性质：《复变函数与积分变换》的理论和方法广泛应用于电气工程、通讯工程、自动化等相关学科，并且已经成为解决众多理论和实际问题的强有力工具，成为了电气工程及其自动化专业一门重要的基础理论课程，而高等数学的是它的必须的先修课程。

对于本专业而言，是学习《自动控制原理》、《现代控制理论》、《线性系统理论》、《信号与系统》等许多相关课程的必须先修课程之一。

教学目标：通过本课程的讲授和学习，使学生在学习高等数学的基础上，系统的掌握《复变函数与积分变换》中必要的基础理论和常用的计算方法，培养学生比较熟练的运算能力，能比较熟练运用复变函数、积分变换的方法来有效地比较系统地解决一些问题。

并且逐步培养能够建立比较复杂系统数学模型的能力，在此基础上，进一步地提升分析问题、解决问题的水平和能力。

并为后续的专业基础课程、专业课程的学习，以及将来从事教学、科研及其它实际工作打下必要相当水准的理论知识基础。

本课程的具体教学目标如下：1.熟练掌握复数与复变函数、解析函数、复变函数积分、复级数、留数、傅里叶变换和拉普拉斯变换的基本概念、基本理论、基本方法和某些相关的应用，为进一步学习打下坚实的理论基础。

2.大致了解理想典型电子线性器件的时域和频域的数学模型，为后续课程比较复杂的线性电气系统或者比较复杂的线性力学系统的数学模型的建立、分析和控制做好理论、学识上准备。

3.基本理解时滞环节的频域表达形式，并且与上述的线性系统有机结合，构建相对更加复杂的非线性系统的数学模型，为以后专业课上对此非线性系统的数学模型的分析、控制做好基础的准备。

为以后解决实际复杂工程问题做好知识上的储备。

教学目标与毕业要求的对应关系：二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容。

第二章 解析函数§1 复变函数一 、复变函数的概念1． 定义：设D 为复平面上的点集，对∀点D z ∈，按某种法则，总有另一复数W 与之对应，则称W 是Z 的复变函数,记为)(z f w =。

其中，称W 为像；Z 为原像。

若W Z 与是一一对应，则称)(z f w =为单值函数，若W Z 与 是相互一一对应，则称)(z f w =为单叶函数；Z 对应多个W ， 则称)(z f w =为多值函数。

2、复变函数与实变函数的关系设iy x z +=，iv u y x iv y x u z f W +=+==),(),()(，即有⎩⎨⎧⋅=⋅=)()(y x v v y x u u 这说明了一个复变函数可以用两个二元实变函数 ),(),,(y x v y x u 来表示。

例：xy i y x Z W 2)(222+-==⎩⎨⎧=-=⇒xy v yx u 222。

⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=+=⇒+-+=+-===22222222221y x y v y x x u y x y i y x x y x iy x z z z z w3．关于映射的慨念复变函数在几何上又称为映射（或变换）。

这种函数关系要用两个平面来表示。

函数)(z f w =在几何上可以看成是把z 平面上的一个点集G 映射到w 平面上的一个点集*G 。

例 z w =，显然，它将z 平面上的点i z 321+=映射成w 平面上的 点i w 321-=，将点i z 212-=映射成w 平面上的点i w 212+=， 将三角形ABC 映射成w 平面上的三角形'''C B A .见下图：例2 问：函数2z w =将z 平面上的曲线C x =映射成w 平面上的何种曲线？解 ⎩⎨⎧=-=⇒+-=+==xyv y x u xy i y x iy x z w 22)(222222xy v 2=可得22242C v C u c x x v y -=⇒==是w 平面上 关于以u 轴为对称的抛物线。

《复变与积分变换教案》第一次课1 教学目标： 使学生重温复数概念，熟练掌握复数及共轭下的运算法，了解复平面，学会运用复数的三角表示出理问题。

2 讲课段落：复数产生的背景，特点； 平面向量和复数的关系； 共轭复数的作用； 三角表示； 复方根求法；复数定义与平面向量变换的内在联系。

3 知识要点：22y x z +=||||,z z z z ==2121z z z z +≤+z z z =22Re ,z z z +=z i z z Im 2=-θθθsin cos i e i +=()θθθθθi re i r ir r z =+=+=sin cos sin cosArg arg 2π,z z k θ==+z z y x y z Im )sin(arg 22=+=212121z z r r z z ==121212Arg()Arg Arg arg arg 2π,z z z z z z k k =+=++∈θϕρi n in n rez w e===nr1=ρ，()2π,k k nθϕ+=∈()nk iner w πθ21+=，1,,2,1,0-=n k4. 例：例1-1 设 iii i z -+-=11，求z z z ,Im ,Re 。

例1-2 设i z i z 21,4321-=+=，求21z z ，⎪⎪⎭⎫⎝⎛21z z 例1-3 设1z 及2z 为两个复数，试证：2221212122Re()z z z z z z +=++并用此等式证明三角不等式 推导，当0Im =z ,Re 0arg Re 0;z z z π>⎧=⎨<⎩当0Im >z ,Im arcsin Re 0arg Im arcsin Re 0;z z z z z z z π⎧≥⎪⎪=⎨⎪-<⎪⎩当0Im <z ,Im arcsin Re 0arg Im arcsin Re 0z z z z z z z π⎧≥⎪⎪=⎨⎪--<⎪⎩例1-4 求)22arg(i -和Arg(34)i -+例1- 6（较难） 设,0≠z 则有1||1arg z z z z-≤-+例1-7 试求ii -+11的模和主幅角● 见解， 2i 相当于将向量｛0，1｝逆时针旋转2π度角，从而得到向量{}0,1-，而此向量对应复数1-，这也可解释i 为012=+z 的根。

复变函数与积分变换
FunctionsofComp1exVariab1eandIntegra1Transforms
总学时：32 理论32 实验0
学分：2
课程主要内容：
复变函数在工程技术的各个领域有着广泛的应用，也是培养学生学会用复变函数方法解决实际问题能力的一门重要的课程，积分变换（拉普拉斯变换）是机电类等专业常用的工具。

学生通过本课程学习能够运用本课程知识解决专业中有关问题。

为有关后继课程和进一步扩大数学知识面打好基础。

先修课程：
高等数学
适用专业：
电气工程与自动化
教材：
苏变萍、陈东立，夏变函数与积分变换（第2版），高等教育出版社，2010.3
教学参考书：
1.《复变函数》第四版西安交大高等数学教研室编高等教育出版社，2001
2.《积分变换》第三版南京工学院数学教研室编高等教育出版社
3.《复变函数全程学习指导与解题能力训练》谭欣欣等大连理工大学出版社与专业相关的英文资料。