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数学物理方法


作者:
张文生 编著
定价:
98.00 元
版面字数:
620.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
页数:
512
最新
印次时间:
2026年02月
ISBN:
978-7-04-065702-9
物料号:
65702-00
出版时间:
2026-02-24
读者对象:
高等教育
一级分类:
数学与统计学类
二级分类:
数学与应用数学专业课
三级分类:
其他课程

本书内容主要包括复变函数、积分变换、数学物理方程这三部分。第一部分是复变函数,内容包括解析函数、复变函数的积分与级数展开、留数理论及其应用、解析延拓。第二部分内容包括常微分方程的求解方法、积分变换、广义函数。第三部分是数学物理方程,介绍三类典型偏微分方程的几种求解方法(分离变量法、积分变换法、Green函数法、行波法),此外,本书对变分法也作了初步介绍。全书力求理论严谨,证明完整,阐述清晰。书中有一定数量的例题和较多的难易程度不同的习题,可用于不同层次学习的需要。

本书可作为理工科专业特别是物理专业本科生数学物理方法课程的教学用书,也可供有关专业的研究生、教师和科技人员参考。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第一章 复变函数与解析函数
        • 1.1 复数及其运算
          • 1.1.1 复数的概念
            • 1.1.2 复数的表示
              • 1.1.3 复数的代数运算
                • 1.1.4 复数序列的极限
                  • 习题1.1
                  • 1.2 复变函数的极限与连续性
                    • 1.2.1 区域
                      • 1.2.2 复变函数的极限
                        • 1.2.3 复变函数的连续性
                          • 习题1.2
                          • 1.3 复变函数的导数
                            • 1.3.1 导数与微分
                              • 1.3.2 复变函数可导的条件
                                • 1.3.3 复变函数导数的几何意义
                                  • 习题1.3
                                  • 1.4 解析函数
                                    • 1.4.1 解析函数的定义
                                      • 1.4.2 函数解析的条件
                                        • 1.4.3 解析函数的共轭性、调和性和保角性
                                          • 习题1.4
                                          • 1.5 初等复变函数
                                            • 1.5.1 指数函数
                                              • 1.5.2 对数函数
                                                • 1.5.3 幂函数
                                                  • 1.5.4 三角函数
                                                    • 1.5.5 双曲函数
                                                      • 1.5.6 反三角函数
                                                        • 1.5.7 反双曲函数
                                                          • 习题1.5
                                                          • 1.6 多值函数
                                                            • 1.6.1 根式函数√z−a
                                                              • 1.6.2 无穷远点∞作为支点
                                                                • 1.6.3 对数函数w=Lnz
                                                                  • 习题1.6
                                                                  • *1.7 分式线性变换
                                                                    • 1.7.1 解析映射的几何特征
                                                                      • 1.7.2 典型的分式线性变换
                                                                        • 1.7.3 分式线性变换的确定
                                                                          • 1.7.4 典型区域的分式线性变换
                                                                            • 习题1.7
                                                                            • *1.8 解析函数在平面向量场中的应用
                                                                              • 1.8.1 解析函数与平面向量场
                                                                                • 1.8.2 复势在流体力学中的应用
                                                                                  • 1.8.3 复势在静电场中的应用
                                                                                    • 1.8.4 复势在热流场中的应用
                                                                                      • 1.8.5 总结
                                                                                        • 习题1.8
                                                                                      • 第二章 复变函数的积分
                                                                                        • 2.1 复变函数积分的定义与性质
                                                                                          • 2.1.1 复变函数积分的定义
                                                                                            • 2.1.2 复变函数积分的性质
                                                                                            • 2.2 复变函数积分的计算
                                                                                              • 2.2.1 化成两个实变量积分计算
                                                                                                • 2.2.2 化成曲线参数的积分
                                                                                                  • 2.2.3 Jordan引理
                                                                                                    • 习题2.2
                                                                                                    • 2.3 解析函数的Cauchy定理
                                                                                                      • 2.3.1 单连通区域的Cauchy定理
                                                                                                        • *2.3.2 Cauchy定理的Goursat证明
                                                                                                          • 2.3.3 原函数与定积分公式
                                                                                                            • 2.3.4 多连通区域的Cauchy定理
                                                                                                              • 2.3.5 小圆弧引理和大圆弧引理
                                                                                                                • 习题2.3
                                                                                                                • 2.4 解析函数的Cauchy积分公式
                                                                                                                  • 2.4.1 Cauchy积分公式
                                                                                                                    • 2.4.2 高阶导数公式
                                                                                                                      • 2.4.3 最大模原理
                                                                                                                        • 2.4.4 Cauchy型积分
                                                                                                                          • 2.4.5 含参量积分的解析性
                                                                                                                            • 习题2.4
                                                                                                                            • 2.5 Cauchy积分公式的应用
                                                                                                                              • 习题2.5
                                                                                                                              • *2.6 Poisson公式
                                                                                                                                • 2.6.1 上半平面的Poisson公式
                                                                                                                                  • 2.6.2 圆内区域的Poisson公式
                                                                                                                                    • 习题2.6
                                                                                                                                  • 第三章 复变函数的级数
                                                                                                                                    • 3.1 复数项级数
                                                                                                                                      • 习题3.1
                                                                                                                                      • 3.2 复变函数项级数
                                                                                                                                        • 3.2.1 复变函数项级数的收敛性
                                                                                                                                          • 3.2.2 绝对收敛级数的判别法和性质
                                                                                                                                            • 3.2.3 一致收敛级数的判别法和性质
                                                                                                                                              • 习题3.2
                                                                                                                                              • 3.3 幂级数
                                                                                                                                                • 3.3.1 Abel定理
                                                                                                                                                  • 3.3.2 幂级数在收敛圆内的性质
                                                                                                                                                    • 3.3.3 幂级数收敛半径的计算
                                                                                                                                                      • 习题3.3
                                                                                                                                                      • 3.4 解析函数的Taylor级数展开
                                                                                                                                                        • 3.4.1 Taylor定理
                                                                                                                                                          • 3.4.2 解析函数展开成Taylor级数的方法
                                                                                                                                                            • 习题3.4
                                                                                                                                                            • 3.5 解析函数的Laurent级数展开
                                                                                                                                                              • 3.5.1 Laurent定理
                                                                                                                                                                • 3.5.2 解析函数展开成Laurent级数的方法
                                                                                                                                                                  • 习题3.5
                                                                                                                                                                  • 3.6 解析函数的零点和孤立奇点
                                                                                                                                                                    • 3.6.1 解析函数的零点与零点的孤立性
                                                                                                                                                                      • 3.6.2 解析函数的唯一性
                                                                                                                                                                        • 3.6.3 孤立奇点与非孤立奇点
                                                                                                                                                                          • 3.6.4 孤立奇点的分类
                                                                                                                                                                            • 3.6.5 作为孤立奇点的无穷远点
                                                                                                                                                                              • 习题3.6
                                                                                                                                                                            • 第四章 留数及其应用
                                                                                                                                                                              • 4.1 留数定理
                                                                                                                                                                                • 4.2 无穷远点的留数
                                                                                                                                                                                  • 习题4.2
                                                                                                                                                                                  • 4.3 利用留数定理计算实函数的积分
                                                                                                                                                                                    • 4.3.1 三角有理函数
                                                                                                                                                                                      • 4.3.2 计算∫∞−∞P(x)/Q(x)dx型的有理函数积分
                                                                                                                                                                                        • 4.3.3 计算∫∞−∞P(x)/Q(x)eiλxdx型的积分
                                                                                                                                                                                        • 4.4 积分路径上有奇点的情况
                                                                                                                                                                                          • 习题4.4
                                                                                                                                                                                          • 4.5 涉及多值函数的复变积分
                                                                                                                                                                                            • 4.5.1∫∞0xs−1Q(x)dx型积分
                                                                                                                                                                                              • 4.5.2∫∞0f(x)lnxdx型积分
                                                                                                                                                                                                • 习题4.5
                                                                                                                                                                                                • *4.6 辐角原理和Rouché定理
                                                                                                                                                                                                  • 习题4.6
                                                                                                                                                                                                • 第五章 解析延拓
                                                                                                                                                                                                  • 5.1 解析延拓的概念
                                                                                                                                                                                                    • 5.2 用Taylor级数进行解析延拓
                                                                                                                                                                                                      • 5.3 用函数关系进行解析延拓
                                                                                                                                                                                                        • 5.4 Γ函数的性质
                                                                                                                                                                                                          • 5.5 B函数
                                                                                                                                                                                                            • 习题5
                                                                                                                                                                                                            • 第六章 常微分方程
                                                                                                                                                                                                              • 6.1 可分离变量的方程
                                                                                                                                                                                                                • 6.2 可化为分离变量方程的一阶方程
                                                                                                                                                                                                                  • 习题6.2
                                                                                                                                                                                                                  • 6.3 一阶线性方程
                                                                                                                                                                                                                    • 习题6.3
                                                                                                                                                                                                                    • 6.4 全微分方程
                                                                                                                                                                                                                      • 习题6.4
                                                                                                                                                                                                                      • 6.5 二阶线性方程
                                                                                                                                                                                                                        • 6.5.1 二阶线性齐次常微分方程通解的结构
                                                                                                                                                                                                                          • 6.5.2 常数变易法
                                                                                                                                                                                                                            • 6.5.3 二阶常系数线性齐次常微分方程的特征根解法
                                                                                                                                                                                                                              • 6.5.4 特殊非齐次项的二阶常系数线性非齐次常微分方程的求解
                                                                                                                                                                                                                              • *6.6 高阶线性齐次常微分方程的n个线性无关解
                                                                                                                                                                                                                                • 习题6.6
                                                                                                                                                                                                                              • 第七章 二阶线性常微分方程的幂级数解法
                                                                                                                                                                                                                                • 7.1 方程的常点与奇点
                                                                                                                                                                                                                                  • 7.2 常点邻域内的幂级数解法
                                                                                                                                                                                                                                    • 7.3 正则奇点邻域内的幂级数解法
                                                                                                                                                                                                                                      • *7.4 非正则奇点邻域内的幂级数解法
                                                                                                                                                                                                                                        • 习题7
                                                                                                                                                                                                                                        • 第八章 积分变换
                                                                                                                                                                                                                                          • 8.1 Fourier变换
                                                                                                                                                                                                                                            • 8.1.1 Fourier级数
                                                                                                                                                                                                                                              • 8.1.2 复数形式的Fourier级数
                                                                                                                                                                                                                                                • 8.1.3 Fourier积分
                                                                                                                                                                                                                                                  • 8.1.4 Fourier变换
                                                                                                                                                                                                                                                    • 8.1.5 Fourier变换的性质
                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题8.1
                                                                                                                                                                                                                                                      • 8.2 Laplace变换
                                                                                                                                                                                                                                                        • 8.2.1 Laplace变换的定义
                                                                                                                                                                                                                                                          • 8.2.2 常用函数的Laplace变换
                                                                                                                                                                                                                                                            • 8.2.3 Laplace变换的性质
                                                                                                                                                                                                                                                              • 8.2.4 Laplace反演展开定理
                                                                                                                                                                                                                                                                • 习题8.2
                                                                                                                                                                                                                                                              • 第九章 广义函数简介
                                                                                                                                                                                                                                                                • 9.1 δ函数的引入
                                                                                                                                                                                                                                                                  • *9.2 基本函数空间
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.2.1 广义函数的概念
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 9.2.2 常用基本函数空间
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 9.2.3 D′(Rn), S′(Rn), C′(Rn)广义函数
                                                                                                                                                                                                                                                                        • *9.3 广义函数的运算
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 9.3.1 广义函数的极限
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 9.3.2 广义函数的导数
                                                                                                                                                                                                                                                                            • *9.4 广义函数的Fourier变换
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 9.5 一维δ函数的常用性质
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 习题9
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 第十章 偏微分方程及其定解条件
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • *10.1 二阶线性偏微分方程的分类与化简
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.1.1 两个自变量的二阶线性偏微分方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.1.2 特征方程与方程的分类
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.1.3 三类方程的标准形式
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 习题10.1
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.2 波动问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.2.1 弦的横振动方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.2.2 杆的纵振动方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.2.3 定解条件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.3 输运问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.3.1 一维热传导方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.3.2 三维热传导方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.3.3 定解条件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.4 稳定场问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.4.1 静电场方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.4.2 定解条件
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.5 定解问题的适定性
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 习题10.5
                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 第十一章 分离变量法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.1 两端固定弦的自由振动问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.1.1 分离变量法求解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.1.2 级数解的物理意义
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.2 一维热传导问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.3 二维热传导问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.4 二维Laplace方程的定解问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题11.4
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.5 非齐次方程的齐次化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.5.1 齐次化方法一: Duhamel原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.5.2 波动方程的Duhamel原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.5.3 热传导方程的Duhamel原理
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.5.4 齐次化方法二: 辅助函数法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.5.5 齐次化方法三: 本征函数展开法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.6 非齐次边界条件的齐次化
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 习题11.6
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 第十二章 积分变换法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 12.1 Fourier变换法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 12.2 半无界问题: Fourier正弦变换和余弦变换
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 12.3 Laplace变换法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 习题12
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 第十三章 Green函数法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 13.1 Green公式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 13.2 基本解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 13.3 位势方程基本解的求法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 13.4 位势方程边值问题的Green函数法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 13.4.1 Green函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.4.2 Poisson方程边值问题之解的Green函数表示
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.5 位势方程Green函数的求法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 13.5.1 本征函数展开法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 13.5.2 镜像法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 13.6 热传导方程的Green函数法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 13.6.1 一维热传导方程在无界区域的Green函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 13.6.2 一维热传导方程在有界区域的Green函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 13.6.3 Green函数的求解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 13.7 波动方程的Green函数法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 13.7.1 无界空间的Green函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 13.7.2 有界空间的Green函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 13.7.3 Green函数的求解
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题13
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 第十四章 行波法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 14.1 一维无界弦的自由振动问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 14.1.1 d’Alembert公式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 14.1.2 物理意义
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 14.2 波的依赖区域、决定区域和影响区域
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 14.3 一维无界弦的受迫振动问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 14.4 三维无界空间的自由振动问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 14.4.1 Poisson公式
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 14.4.2 物理意义
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 习题14
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 第十五章 正交曲线坐标系中的分离变量法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 15.1 正交曲线坐标系
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 15.2 圆形区域的分离变量法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 15.3 Helmholtz方程在柱坐标系下的分离变量法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 15.4 Helmholtz方程在球坐标系下的分离变量法
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 习题15
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 第十六章 变分法初步
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 16.1 泛函的极值
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 16.1.1 最速降线问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 16.1.2 测地线问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 16.1.3 等周问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 16.2 变分及其性质
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 16.3 Euler方程
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 16.4 依赖于多个函数的泛函
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          • *16.5 依赖于高阶导数的泛函
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            • *16.6 依赖于含多个自变量函数的泛函
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 16.6.1 两个自变量的二元函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 16.6.2 n个自变量的多元函数
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                • *16.7 条件极值的变分问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 16.7.1 不含导数型的约束
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 16.7.2 含导数型的约束
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 16.7.3 一般等周问题
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 习题16
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 名词索引

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        相关图书