電磁場數學方法複習

2022-09-29 11:27:02 字數 2970 閱讀 2167

孫正忠一、復變函式複習重點

(一)複數的表示

1)模 2)幅角 3)三角表示 4)指數表示

(二)復初等函式(掌握最基本的這幾個,尤其是多值性)

指數函式:,在平面處處可導,處處解析;且。注:是以為週期的週期函式。(注意與實函式不同)

對數函式: (多值函式);

主值:。(單值函式)

的每乙個主值分支在除去原點及負實軸的平面內處處解析,且;

乘冪與冪函式:;

三角函式:

在平面內解析,且

(三)解析函式的概念

1)點解析:在及其的鄰域內可導,稱在點解析;

2)區域解析:在區域內每一點解析,稱在區域內解析;

3)若在點不解析,稱為的奇點;

(四)函式可導與解析的充要條件(一定要分清什麼是解析,什麼是可導)

1.函式可導的充要條件:在可導

和在可微,且在處滿足條件: 此時, 有。

2.函式解析的充要條件:在區域內解析

和在在內可微,且滿足條件:;

此時。(五)關於復變函式積分的重要定理與結論(記住公式,並學會如何運用)

1.柯西—古薩基本定理:

設在單連域內解析,為內任一閉曲線,則

2. 柯西積分公式:設在區域內解析,為內任一正向簡單閉曲線,的內部完全屬於,為內任意一點,則

3.高階導數公式:解析函式的導數仍為解析函式,它的階導數為

4.重要結論:

。 (是包含的任意正向簡單閉曲線)

(六)已知解析函式的實部或虛部,求解析函式的方法。(掌握此型別)

1)偏微分法:若已知實部,利用條件,得;

對兩邊積分,得

再對(*)式兩邊對求偏導,得(**)

由條件,,得,可求出 ;

代入(*)式,可求得虛部 。

2)線積分法:若已知實部,利用條件可得,故虛部為;

由於該積分與路徑無關,可選取簡單路徑(如折線)計算它,其中與是解析區域中的兩點。

3)不定積分法:若已知實部,根據解析函式的導數公式和條件得知

將此式右端表示成的函式,由於仍為解析函式,

(七)冪級數的斂散性

1.冪級數的概念:表示式或為冪級數。

2.收斂半徑的求法:收斂圓的半徑稱收斂半徑。

● 比值法如果,則收斂半徑;

● 根值法 ,則收斂半徑;

● 如果,則;說明在整個復平面上處處收斂;

如果,則;說明僅在或點收斂;

(八)冪函式的泰勒展開

1. 泰勒展開:設函式在圓域內解析,則在此圓域內可以展開成冪級數;並且此展開式是唯一的。

2.常用函式在的泰勒展開式(牢記以下展開公式,並注意收斂域)

1)23)4(九)冪函式的洛朗展開

1. 洛朗級數的概念:,含正冪項和負冪項。

2.洛朗展開定理:設函式在圓環域內處處解析,為圓環域內繞的任意一條正向簡單閉曲線,則在此在圓環域內,有,且展開式唯一。

(十)孤立奇點的判別方法

1.可去奇點:常數;

2.極點:

3.本性奇點:不存在且不為。

(十一)留數的概念

1.留數的定義:設為的孤立奇點,在的去心鄰域內解析,為該域內包含的任一正向簡單閉曲線,則稱積分為在的留數(或殘數),記作

2.留數的計算方法

若是的孤立奇點,則,其中為在的去心鄰域內洛朗展開式中的係數。

1)可去奇點處的留數:若是的可去奇點,則

2)級極點處的留數

若是的級極點,則

特別地,若是的一級極點,則

3.留數基本定理

設在區域內除有限個孤立奇點外處處解析,為內包圍諸奇點的一條正向簡單閉曲線,則(重點掌握應用留數定理計算實變函式定積分的書上那三種型別,並能夠計算)

小結:注意重點掌握多值函式,解析函式定義,柯西定理,柯西公式,以及洛朗級數展開,留數定理計算定積分。(紅色標註容易出大題)

溫馨提醒:復變函式其實更重要的是理解那些概念和公式,學會認真思考各定理及公式的內在含義及關係,掌握什麼樣的題該用什麼樣的方法,靈活運用,看懂課本,其實這一部分並不是很難,有信心就好!

2、數學物理方程複習重點(只列重要知識點)

前言:數學物理方程這一部分,確實頭痛,個人感覺需要比較強的數學功底,自己學的也不是很好,總體感覺還是需要花功夫才能學好。如果考前突擊的話,就要抓住重點,學會取捨,分析出題人心理,最重要的還是牢牢掌握各類形式的方程典型例題解法,最好能動手算一遍,加深印象,到時候能做到依葫蘆畫瓢,把題做出來就行。

以下總結以知識點羅列為主,具體可參見楊顯清老師數學物理方程總結的那個課件。

(1)數學模型與定解條件

記住波動方程、熱傳導方程和拉普拉斯方程的形式,區分三種邊界條件。掌握直角座標系的那4個本徵值和本徵函式的問題。(牢記)

(2)分離變數法(大題)

學會用分離變數法解方程,結合書中相應分離變數法的例題分析掌握,並學會處理各類非齊次條件(一般不會太難處理)。

(3)貝塞爾函式(大題)

貝塞爾方程的級數解。貝塞爾函式的遞推公式,正交關係。函式展成貝塞爾函式的級數。虛宗量的貝塞爾函式。以及應用貝塞爾函式解方程(重點)。

(4)勒讓德函式(大題)

勒讓德方程和勒讓德多項式。勒讓德多項式的微分表示。正交關係(掌握證明方法)。

勒讓德多項式的遞推公式。函式展成勒讓德多項式的級數。連帶勒讓德函式。

以及應用勒讓德函式解方程(重點)。

(5)邊值問題(參考例題掌握)

長方體上的拉普拉斯問題和熱傳導問題。圓柱體上的拉普拉斯問題和熱傳導問題。球體上的拉普拉斯問題和熱傳導問題。

(6)格林函式,達朗貝爾公式(理解,一般不會考大題)

小結:做數學物理方程這類題,最重要的還是克服自己心裡的畏懼感,相信自己可以學會,並且可以學好。解數學物理方程,其實最基本的也就那麼幾種方法,本徵函式展開法,特解法,衝量法等。

其中最重要的是本徵函式展開法,特解法最好掌握下,衝量法就可以不掌握,同時要清楚認識各種方法適用於哪些問題,最好能記住那些常用的通解。考試應該不會出過於複雜的題目,那就需要我們把最基本的一些書上的例題真正掌握好,考試時對症下藥。

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