数学物理方法知识点归纳

1、数学物理方法知识点归纳第一章 复述和复变函数连续 若函数在的领域内（包括本身）已经单值确定，并且，则称f(z)在点连续。导数若函数在一点的导数存在，则称函数在该点可导。f(z)=u(x,y)+iv(x,y)的导数存在的条件(i) 、在点不仅存在而且连续。(ii)C-R条件在该点成立。C-R条件为解析若函数不仅在一点是可导的，而且在该点的领域内点点是可导的，则称该点是解析的。 解析的必要条件：函数f(z)=u+iv在点z的领域内(i) 、存在。(ii)C-R条件在该点成立。解析的充分条件：函数f(z)=u+iv在领域内(i) 、不仅存在而且连续。(ii)C-R条件在该点成立。解析函数和调和函数的

2、关系拉普拉斯方程的解都是调和函数：+=0由此可见解析函数的实部和虚部都是调和函数。但是任意的两个调和函数作为虚实两部形成的函数不一定是解析函数，因为它们不一定满足CR条件。当知道f(z)=u(x,y)+iv(x,y)中的u(x,y)时，如何求v(x,y)通过CR条件列微分方程第二章 复变函数的积分解析函数的积分柯西定理：若函数f(z)在单连区域D内是解析的，则对于所有在这个区域内而且在两个公共端点A与B的那些曲线来讲，积分的值均相等。柯西定理推论：若函数f(z)在单连区域D内解析，则它沿D内任一围线的积分都等于零。二连区域的柯西定理：若f(z)在二连区域D解析，边界连续，则f(z)沿外境界线(

3、逆时针方向)的积分等于f(z)沿内境界线(逆时针方向)的积分。n+1连区域柯西定理：推论：在f(z)的解析区域中，围线连续变形时，积分值不变。柯西公式若f(z)在单连有界区域D内解析，在闭区域D的边界连续，则对于区域D的任何一个内点a，有其中是境界线。柯西导数公式第三章 级数复变函数项级数外尔斯特拉斯定理：如果级数在境界上一致收敛，那么(i)这个级数在区域内部也收敛，其值为F(z)(ii)由它们的m阶导数组成的级数在区域内也收敛，而且它们的和等于F(m)(z)。幂级数阿贝尔(Abel)定理：如果幂级数在点z0处收敛，则在任一圆|z-a|<=p|z0-a|，0<p<1内，幂级数

4、一致收敛，并且绝对收敛。达朗贝尔(DAlembert)判别法:对于幂级数，计算下列极限(i)当极限值小于1时，幂级数在点z处绝对收敛(ii)当极限值大于1时，幂级数在点z处发散(iii)当极限值等于1时，敛散性不能判断。柯西判别法：计算极限当极限值小于1时，幂级数在点z处绝对收敛;而当极限值大于1时，幂级数在点z处发散；极限值等于1时，不能判断解析函数与幂级数定理：幂级数的和是收敛圆内的解析函数。Taylor级数：解析函数与双边幂级数定理：双边幂级数的和是环形区域内的解析函数。环形区域内的解析函数可展成双边幂级数 称为Laurant系数孤立奇点非孤立奇点：若函数f(z)在z=a点的无论多么小的

5、领域内，总有除z=a以外的奇点，则z=a是f(z)的非孤立奇点。孤立奇点：若函数在z=a不可导(或无定义)，而在去心领域0<|z-a|<解析，则z=a是f(z)的一个孤立奇点。奇点分类有限远奇点极限性质洛朗级数可去奇点limf(z)=有限值不含负幂项极点limf(z)=含有限个负幂项本性奇点limf(z)=无定值含无限个负幂项无穷远点极限性质洛朗级数可去奇点limf(z)=有限值不含正幂项极点limf(z)=含有限个正幂项本性奇点limf(z)=无定值含无限个正幂项第四章 留数柯西公式的另一种形式一阶极点留数：若g(z)在单连区域D内解析，a在D内，在D内作一环绕点a的围线C。令f

6、(z)=g(z)/(z-a)则有：一阶极点留数的一种算法:如果那么m阶极点的留数公式用级数分析来分析留数定理则有Res多连区域的柯西定理:如果在围线C的内部包含n个孤立奇点，利用多连区域的柯西定理就有无限远点的留数定理1：如果当z时，若zf(z)0,则Resf()=0定理2：留数定理计算型积分第一种类型：型积分令 在单位圆内各个奇点的留数之和第二种类型：型积分注意，需要满足条件在上半平面的奇点留数之和 （界限上的乘以）第三种类型：型积分注意需要符合条件f(z)eimz在上半平面的奇点留数之和围线积分方法泊松积分：菲涅尔积分：第六章 积分变换傅里叶级数三角函数系的正交性2周期-展开定理：任意周期

7、2l-展开定理：傅立叶积分C(k)是偶函数，D(k)是奇函数傅里叶公式令则傅立叶变换线性定理导数定理积分定理延迟定理相似定理卷积定理拉普拉斯变幻 注意当t<0时，=0=L =L-1线性性质：导数的象函数：积分的象函数象函数的位移定理： 由此可得（用来求逆变换）延迟函数的象函数卷积定理象函数的导数积分公式：第八章 数学物理方程的导出弦的横振动方程u=弦的横向位移a2=FT/FT=张力=单位长度弦的质量弦的纵振动方程u=弦的纵向位移a2=E/E=杨氏模量=单位长度弦的质量扩散方程u=离子浓度，a2=DD=扩散系数热传导方程u=温度，a2=k/ck=导热系数，=质量密度c=比热容波动方程u=E

8、或B的任一分量 =真空电容率 =真空导磁系数E电场强度 B磁场强度拉普拉斯方程稳恒状态扩散方程u=粒子浓度稳恒状态传导方程u=温度静电场方程u=静电势线性算符与解的叠加初始条件扩散方程热传导方程波动方程边界条件 第九章 本征函数法弦振动方程的第一类边值问题定解问题 分离变量解本证方程本征值 本征函数解非本征方程 的通解为定解问题的解由初始条件和傅里叶级数确定系数热传导方程第二类边值问题定解问题 分离变量解本证方程本征值 本征函数解非本征方程 的通解为定解问题的解由初始条件和傅里叶级数确定系数本征值和本征函数系齐次边界条件本征值本征函数系第一类边界条件齐次化的一般方法非齐次边界条件齐次化方法非齐

9、次方程按本征函数系展开的解法定解问题本征函数非齐次项按本征函数展开定解问题试解Tn(t)的确定第十章 勒让德多项式微分方程的幂级数解法二阶齐次线性常微分方程将试解代入方程，求系数的递推公式，从而求出方程的解连带勒让德方程勒让德方程勒让德方程的通解系数递推关系勒让德多项式对y0(x)或y1(x)乘以适当常数，使得xl的最高项系数为时的多项式称为勒让德多项式，此时相应的Cl-2n为勒让德级数表达式导数表达式围线积分表达式定积分表达式性质勒让德方程的本征方程刘维尔方程勒让德方程权函数：w(x)=1本征函数：Pl(x)正交性：模：广义傅立叶级数展开母函数递推公式(n+1)-(2n+1)x+n=0=-2x+=x+(n+1) x-=n-=(2n+1) 具有轴对称性质的拉普拉斯方程非本征函数本征函数本征函数1,m=0第十一章 贝塞尔函数贝塞尔