# 复变函数 (Complex Variables)

# 基础概念与解析函数

  • 几个初等复变函数
  • 复变函数的导数:定义与相关条件
    • 复变函数可导的定义。
    • 柯西-黎曼(C-R)条件及其极坐标形式。
    • 复变函数可导的充要条件及其证明。
  • 解析函数与调和函数
    • 解析函数的定义。
    • 解析函数与调和函数的关系。
    • 由实部计算解析函数虚部的方法。
    • 支点的定义。

# 复变函数的积分

  • 积分定义与柯西定理
    • 复变函数积分的定义。
    • 单连通区域的柯西定理及其证明。
    • 复连通区域的柯西定理。
  • 柯西积分公式及其应用
    • 柯西积分公式、证明引理与证明。
    • 无界区域的柯西积分公式及其证明。
    • 柯西积分公式的导函数形式。
    • 利用柯西积分公式计算曲线积分。
  • 其他重要定理
    • 最大模定理及其证明。
    • 刘维尔定理及其证明。
    • 代数学基本定理的证明。

# 级数与奇点

  • 复数域级数
    • 复数域级数收敛与绝对收敛的定义。
    • 幂级数的绝对收敛条件与收敛圆。
  • 泰勒级数与洛朗级数
    • 泰勒级数及其构造性证明与唯一性证明。
    • 计算泰勒展开式与收敛半径。
    • 解析延拓。
    • 洛朗级数及其构造性证明。
    • 计算洛朗展开式。
  • 孤立奇点
    • 孤立奇点的分类及其性质。
    • 极点的阶与单极点。
    • 无穷远点为孤立奇点的情况。

# 留数理论

  • 留数定义与计算
    • 留数的定义。
    • 无穷远点为奇点时留数的定义。
    • 单极点留数的求法。
    • 高阶极点留数的求法。
    • 留数的分式求法。
  • 留数定理及其应用
    • 留数定理。
    • 无穷远极点的留数定理。
    • 有限孤立奇点的留数和求法。
    • 留数定理在三类积分计算中的应用。

# 积分变换 (Integral Transforms)

  • 傅里叶变换(参考相关笔记,包含 δ\delta 函数部分)。
  • 拉普拉斯变换(参考相关笔记)。
  • 积分变换在解方程中的应用。

# 偏微分方程 (Partial Differential Equations, PDE)

# PDE 基础理论

  • 方程的分类:线性、半线性、拟线性、完全非线性。
  • 定解问题的分类:初值问题、定解问题、混合问题、边值问题。
  • 方程的类型:双曲型、抛物型、椭圆型偏微分方程。

# 经典方程的求解方法

  • 特征线法:求解运输方程。
  • 波动方程
    • 齐次化原理及其公式与灵活应用。
    • 一维波动方程的初值问题。
    • 依赖区间、决定区域、影响区域。
    • 一维半无界波动方程与对称开拓法。
    • 三维波动方程与球对称假设。
    • 二维初值问题与降维法(将低维情况延拓到高维)。
  • 热传导方程
    • 热传导方程与积分变换法、卷积的变换。
    • 热传导方程的泊松(Poisson)公式。
    • 泊松核的性质。
    • 热传导方程的基本解。
  • 位势方程
    • 三维与二维位势方程的基本解。
    • 格林(Green)函数。

# 高级求解技术

  • 分离变量法
    • 应用分离变量法求解。
    • 特征函数的正交性、以特征函数为基底的展开式。
  • 非齐次问题
    • 非齐次波动方程解的形式:利用特征函数为基底分解原方程,将其转化为求解关于 TT 的常微分方程,并利用齐次化原理求解。
    • 求解非齐次边界条件问题的辅助函数:满足非齐次边界条件且对 XX 求二阶导为 0。
    • 求解位势方程的非齐次边界条件问题:先引入辅助函数,再分离变量。
  • 不同坐标系下的算子
    • 球对称下的拉普拉斯算子。
    • 柱对称下的拉普拉斯算子。

# 特殊函数 (Special Functions)

  • 贝塞尔(Bessel)方程
    • 贝塞尔方程。
    • 贝塞尔方程的级数解与通解。
    • 第一类贝塞尔函数的递推关系。
    • 第一类贝塞尔函数的特征值、特征函数、正交性与模值。
    • 特征值非负的证明。
  • 勒让德(Legendre)方程
    • 勒让德方程。