数学物理方法学习资料
数学物理方法第一章
(或微商)，以 f '(z) 或 df/dz 表示
讨论：
1、从形式上看，复变函数导数的定义与实变函数的定义相同，
因而实变函数论中关于导数的规则和公式往往可以适用于实变 函数。
则
x cos y sin
z (cos i sin )
z e
i
指数式
讨论：i)复数的辐角不能唯一地确定。如果 0 是其中一个辐角， 则
0 2k (k 0,1,2,) 也是其辐角，把属于 [0,2 ) 的辐角称为主值辐角，记为arg z .
存在，且连续，并
且满足柯西-黎曼条件。 证明：由于这些偏导数连续，二元函数 u 和 v 的增量可分别写为
各 个
，于是有
根据柯西-黎曼条件，上式即
这一极限是与 z 0 无关的有限值。证毕。
讨论：复变函数与实变函数的导数有本质上的差别，复变函数 可微，不但要求复变函数的实部与虚部可微，而且还要求其实 部与虚部满足柯西-黎曼条件。
单连通区域：在区域 B 做任何简单的闭曲线，曲线包围 的点全属于 B。否则为多连通区域。
三、复变函数例
多项式
a0 a1 z a2 z an z
2
n
n 为正整数
有理分式
a0 a1 z a2 z 2 an z n b0 b1 z b2 z 2 bm z m
ii)当 1时，z cos i sin ei 称为单位复数。
iii)复数 z 的共轭复数
z x iy (cos isin ) e
数学物理方法期末复习
f
(x)
k 0
bk
sin
(k
1 )
2 l
x
bk
2 l
(k 1) x
l
f (x)sin
2 dx
0
l
12
(4)、边界条件为 f (0) 0, f (l) 0
根据边界条件 f (0) 0应将函数f(x)对区间(0,l)的端点 x=0作偶延拓。又根据边界条件f (l)=0 ，应将函数f(x) 对区间(0,l)的端点x=l作奇延拓，然后以4l为周期向整
ak
k 1
cos k x l
a0 ak
1 l
2 l
l
f (x)dx
0 l
f (x) cos
0
k x
l
dx
g(x) g(x)
4l f (0) f (l) 0
g(2l x) g(x)
f
(
x)
k 0
ak
cos
(2k
1)x 2l
ak
2 l
l 0
f (x)cos(2k 1)x dx 2l
z1 x1 iy1 z2 x2 iy2
z1 z2 (x1 x2 ) i( y1 y2 )
(2)、乘法和除法
z1z2 (x1 iy1 )( x2 iy2 )
(x1x2 y1 y2 ) i(x1 y2 x2 y1 )
z1
z1
z
* 2
z2
z2
z
* 2
(x1 iy1)(x2 iy2 )
x22
y
数学物理方法知识点总结数学物理方程知识点归纳
数学物理方法知识点总结数学物理方程知识点归纳一、力学1.物质的运动和静止是相对参照物而言的。
2.相对于参照物，物体的位置改变了，即物体运动了。
3.参照物的选取是任意的，被研究的物体不能选作参照物。
4.力的作用是相互的，施力物体同时也是受力物体。
5.力的作用效果有两个：使物体发生形变。
使物体的运动状态发生改变。
6.力的三要素：力的大小、方向、作用点。
7.重力的方向总是竖直向下的，浮力的方向总是竖直向上的。
8.重力是由于地球对物体的吸引而产生的。
9.一切物体所受重力的施力物体都是地球。
10.两个力的合力可能大于其中一个力，可能小于其中一个力，可能等于其中一个力。
11.二力平衡的条件(四个)：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在同一个物体上。
12.用力推车但没推动，是因为推力小于阻力(错，推力等于阻力)。
13.影响滑动摩擦力大小的两个因素：接触面间的压力大小。
接触面的粗糙程度。
14.惯性现象：(车突然启动人向后仰、跳远时助跑、运动员冲过终点不能立刻停下来)。
15.物体惯性的大小只由物体的质量决定(气体也有惯性)16.司机系安全带，是为了防止惯性(错，防止惯性带来的危害)。
17.判断物体运动状态是否改变的两种方法：速度的大小和方向其中一个改变，或都改变，运动状态改变。
如果物体不是处于静止或匀速直线运动状态，运动状态改变。
18.物体不受力或受平衡力作用时可能静止也可能保持匀速直线运动。
二、热学1.实验室常用温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的2.人的正常体温约为36.5℃。
3.体温计使用前要下甩，读数时可以离开人体。
4.物质由分子组成，分子间有空隙，分子间存在相互作用的引力和斥力。
5.扩散现象说明分子在不停息的运动着;温度越高，分子运动越剧烈。
6.密度和比热容是物质本身的属性。
7.沿海地区早晚、四季温差较小是因为水的比热容大(暖气供水、发动机的冷却系统)。
8.物体温度升高内能一定增加(对)。
9.物体内能增加温度一定升高(错，冰变为水)。
数学物理方法知识点
数学物理方法知识点数学物理方法是物理学中的重要工具，它涉及到了许多数学概念和方法的应用。
在物理学的研究中，数学物理方法可以帮助我们更好地理解物理现象，推导物理定律，解决物理问题。
本文将介绍一些数学物理方法的知识点，希望能够对读者有所帮助。
1. 微积分。
微积分是数学物理方法中的基础，它包括了微分和积分两个部分。
微分可以帮助我们求出函数的导数，从而得到函数的变化率；而积分可以帮助我们求出函数的不定积分和定积分，用来计算曲线下的面积、求解定积分方程等。
在物理学中，微积分常常被用来描述物理量的变化、计算物理量之间的关系等。
2. 线性代数。
线性代数是研究向量空间和线性变换的数学分支，它在物理学中有着广泛的应用。
在量子力学中，线性代数被用来描述量子态和算符的性质；在电磁学中，线性代数被用来描述电场和磁场的分布和变化。
因此，掌握线性代数的知识对于理解物理学中的许多问题至关重要。
3. 偏微分方程。
偏微分方程是描述多变量函数之间关系的数学方程，它在物理学中有着广泛的应用。
在热传导、波动方程、量子力学等领域，偏微分方程被用来描述物理系统的演化规律和性质。
因此，掌握偏微分方程的求解方法对于理解物理学中的许多现象至关重要。
4. 变分法。
变分法是一种数学工具，它在物理学中被用来寻找能量最小值或者最优路径。
在经典力学、量子力学、场论等领域，变分法被广泛应用。
通过变分法，我们可以得到物理系统的运动方程、稳定性条件等重要结果。
5. 特殊函数。
特殊函数是一类在物理学中经常出现的函数，如贝塞尔函数、勒让德多项式、超几何函数等。
这些特殊函数在解决物理问题时起着重要的作用，它们有着独特的性质和应用。
掌握特殊函数的性质和求解方法对于理解物理学中的许多问题至关重要。
总结：数学物理方法是物理学中不可或缺的工具，它涉及到了许多数学概念和方法的应用。
微积分、线性代数、偏微分方程、变分法、特殊函数等知识点在物理学中有着广泛的应用，掌握这些知识对于理解物理学中的许多问题至关重要。
数学物理方法讲义
《数学物理方法》（Methods of MathematicalPhysics）《数学物理方法》是物理类及光电子类本科专业学生必修的重要基础课，是在《高等数学》课程基础上的一门重要的应用数学类课程，为专业课程的深入学习提供所需的数学方法及工具。
课程内容：复变函数（18学时），付氏变换（20学时），数理方程（26学时）第一篇复变函数（38学时）绪论第一章复变函数基本知识4学时第二章复变函数微分4学时第三章复变函数积分4学时第四章幂级数4学时第五章留数定理及应用简介2学时第六章付里叶级数第七章付里叶变换第八章拉普拉斯变换第二篇数学物理方程（26学时）第九章数理方程的预备知识第十章偏微分方程常见形式第十一章偏微分方程的应用绪 论含 义使用数学的物理——（数学）物理 物理学中的数学——（应用）数学Mathematical Physics方 程1=x{222111c y b x a c y b x a =+=+()t a dtdx= ⎰=)(t a xdt常微分方程0222=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+x dt x d ω ()C t A x +=ωcos偏微分方程——数学物理方程0222222=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂z y x ψψψ ()z y x ,,ψψ=12=x()ψψψψψz y x U zy x m h t h i ,,22222222+⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂-=∂∂()t z y x ,,,ψψ=复 数1. 数的概念的扩充正整数（自然数） 1，2，…运算规则 ＋，－，×，÷，()2，－ 121-=-负 数 0，-1，-2，…整 数 …，-2，-1，0，1，2，…÷ 5.021= 333.031=有理数（分数） 整数、有限小数、无限循环小数414.12=无理数 无限不循环小数 实 数 有理数、无理数i =-1 虚 数y i复 数 实数、虚数、实数＋虚数 yi x y x +,,2. 负数的运算符号12-=xi x ±=i 虚数单位，作为运算符号。
数学物理方程复习资料
∞ n=1
bn
sin= nπl x (x ∈ C), 其中 bn
2= l f (x) sin nπ xdx (n 1, 2,3, ).
l0
l
∑ ∫ 当 f (x) 为偶函数时， f (x) = a20 + n∞=1 an cos= nπl x (x ∈ C), 其中 an
2= l f (x) cos nπ xdx (n
的常微分方程，并由齐边值条件可得固 有值问题。
二阶线常性微齐分次方微程分方程→
特征方程为 r2 + λ =0
求解固有值问题，即解出固有值以及固 有函数
结合定解条件讨论 λ 的取值范围
确定系数，由选定的固有值来求 T (t) ，
进而得到一系列特解，然后利用叠加原 理叠加特解得到一个无穷级数解，并由 初始条件确定无穷级数的系数。 M2 积分变换法 根据自变量的变化范围以及定解条件 的具体情况，选取适当的积分变换。然 后对方程两端取变换，把一个含两个自 变量的偏微分方程化为含一个参变量 的常微分方程。
（1） 固定端（第一边值条件= ）： u = x 0= 0, u =x l 0, t ≥ 0
（2） （3）
自由端（第二边值条件= ）： ∂∂ux = x 0= 0, ∂∂ux=x l 0, t ≥ 0
弹性支承端（第三边值条件= ）： (∂∂ux + σ u) x 0= =0, (∂∂ux + σ u) x l =0, t ≥ 0 ，其中σ = k / T 。
1.偏微分方程&数学物理方程：含有未知多元函数及其偏导数（也可仅含有偏导数）的方程称为偏微分方程； 描述物理规律的偏微分方程称为数学物理方程。 2.方程的阶：偏微分方程中未知函数的偏导数的最高阶数；
数学物理方法快速学习资料及练习题
现代远程教育《数学物理方法》课程学习指导书作者：先林08年2月课程学习方法指导为便于学员尽快进入本课程的学习，下面将简要介绍本课程的性质及基本要求，并给出学习方法指导。
一、课程的性质、目的和任务通过本课程的学习，使学生掌握复变函数、数学物理方程和特殊函数的基本理论、建模方法和计算方法，并能将数学结果联系物理实际，加深对物理理论的理解，为学习电动力学和量子力学等后继课程打下良好的基础。
二、课程教学的基本要求通过本课程的教学,学员应达到下列基本要求:1.掌握复变函数论的基本理论、微分和积分的方法、了解残数及其在积分中的应用2.掌握弦振动方程、热传导方程、电报方程的建模过程3. 初步学会确定边界条件和初始条件4.熟练掌握分离变量法、达朗贝尔法、付里叶变换法和拉普拉斯变换法5.了解特殊函数的导出和意义三、学习方法建议学习本课程最基本的方法是课前预习，课后复习，多做习题。
针对课前预习时存在的问题，通过上课时认真的学习，并尝试运用上课时所学容解决这些问题，或者通过课外指导书，仔细研究书中例题，在此过程中搞懂、会做课后习题，从而对课程容有进一步认识。
此外，每章结束后，做好阶段性总结。
还要制定学习计划，善于自主学习。
学习中，既重视知识的记忆，也重视对知识的反思。
此外，为方便大家自主学习，现将教材及参考书罗列如下：（一）教材：《高等数学》（第四册）．大学．高等教育（二）参考书：1、《数学物理方法》，梁昆淼，高等教育，第三版2、《数学物理方法教程》，志旺，高等教育3、《数学物理方法学习指导》，端正，科学希望各位学员善于这些教参书，能取得一个良好的成绩。
课程学习进度安排课程学习课时分配第一章复数和复变函数一、 章节学习目标1. 熟练掌握复数的运算。
2.掌握复数的几种表示法及互换关系，能正确地求出复数的实部、虚部、模与辐角，了解共轭复数的性质。
3.理解复数的几何意义。
4. 了解各种区域。
5. 理解复函的极限与连续。
数学物理方法第一章第一节
练习： 证明：e iθz 是将复向量 z 向逆时针方向旋转θ 度。
ur u 从原点 (0,0) 出发指向点 P (x,y) 矢量 — o 复矢量。 p
定义：x 轴—实轴，y 轴—虚轴
(2) 极坐标表示：复平面上的点用极坐标
表示
(
：z 的模，
：z 的辐角)
注：用极坐标表示一个复数 z 时，. 复球面
几何意义：z1、z2 为复平面上的矢量，且 z = z1 + z2 遵守平行四边形法则 平行四边形法则 2. 减法
z=z −z =(x+ 1) ( 2+ 2) ( 1- 2) i y −y ) 1 2 1 iy - x iy = x x +( 1 2
3. 乘法
z=z ×z =(x +iy )⋅(x +iy ) ( 1 2 −yy ) i xy +x y ) 1 2 1 1 2 2 = xx 1 2 +( 1 2 2 1
(模相乘，辐角相加)
4. 除法
(分母有理化)
(模相除，辐角相减)
5. 乘方: N 个 z 相乘，即 棣摩弗公式:
6. 开方: 令 已知 ，且设 ，求： ， 。
由
有
(k：整数)
即 w 的模 与 z0 的模一一对应，而 w 的辐角与 z0 的辐 角不是一一对应。仅有 n 个不同 不同的值满足 不同 ，即
7. 模运算
(两边之和不小于第三边) (一边不小于两边之差)
8. 共轭复数运算
9. 关于 ∞ 的四则运算 若α≠∞，则
设： z1 = x1 + i y1 、z2 = x2 + i y2 则：以下的交换律、结合律、分配律成立 (加法交换律) (乘法交换律) (加法结合律) (乘法结合律) (分配律)
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数学物理方法
（Methods of Mathematical Physics）
48学时
李清旭
办公室：2523
E-mail: liqx@
1
¾上课时间地点周四（双周）
上课时间、地点(周二、四（双周）、3204)
¾教材(高等数学第四册，高等教育出版社)
数学物理方法,姚端正,武汉大学出版社
数学物理方法,吴崇试,北京大学出版社
¾=(30%)+
最终成绩平时成绩(30%) + 期末考试成绩(70%)
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二篇数学物理方程(Chp.7-14)
学物方程
学时，66%)
(32学时
特殊函数(Chp.15-17)第三篇(Chp15-17)
学，)
(16学时，33%)
数学物理方程
考。
质点的运动规律。
由物理学规律出发得到的数学物理方程是某类（或几类）
数学物理方程是某一类（或几类）物理现象所必需遵循的，并不能唯一地、确定地描写某一个具体
；完全确定质点的运动还需要有初始条件。
一地确定质点的运动完全确定质点的运动还需要有初始条件一般地，要完全描写一个具有确定解的物理问题，在数学上
必须有边界条件和初始条件。
边界条件用于确定体系和外界的相互作用；初始条件用于确定体系的历史状况。
初始条件用于确定体系的历史状况，当所考察的物确定地描述该现象。
（稳定问题不需要初始条件）对于需要确定体系的初始状态：
传导或扩散过程，需要确定体系的初始状态：()()0,,,|,,.
t u x y z t x y z ϕ==)()0,,,|,,,
t u x y z t x y z ϕ==()()0,,,|,,.
t t u x y z t x y z ψ==
起构成了定解问题。
根据定解条件的不同，又可以
根据定解条件的不同又可以
：
把定解问题分为三类：
初值问题：定解条件仅有初值条件；
：定界条件有初值条件也有边值条件。
混合问题定界条件有初值条件也有边值条件
考察如下两变量的阶线性齐次偏微分方程考察如下两变量的二阶线性齐次偏微分方程：
,)(,)(,)(,)(,)0.
xx yy x y a x y u b x y u c x y u d x y u e x y u ++++=试确定方程如形式的解
下形式的解：()().
u X x Y y =将该解代入方程可得：：
′′′′′′0.aX Y bXY cX Y dXY eXY ++++=
研究两端固定的均匀弦的即定解问题：自由振动，即定解问题：(2
⎧=)()()()0, 0,0,0, ,
00;tt xx u a u x l t u t u l t t <<>⎪==≥⎨)()()()(),0, ,0, 0.t u x x u x x x l ϕψ⎪==≤≤⎩程的通解。
解决这一问题的办法是程的通解。
解决这问题的办法是直接求满足定解条件的特解。
边界条件变为
相应地，边界条件变为：(000)()()(()0000,0u t X T t u l t X l l t X X T ==⎫⎪⇒⎬===⎧=⎪⎨)()()(),⎪⎭⎪⎩
这样就得到如下常微分方程：：
''−=⎧000, 0X X X X l λ⎪⎨==⎪⎩
经典力学中的在量子力学中都对应于一个
物理量在量子力学中都对应于个Hermitian operator。
任意一个Hermitian operator的
Hermitian operator的本征函数都可以用这而其他任意H iti t
，而展开式是唯的每个
个完备基展开，而且展开式是唯一的。
每个Hermitian operator的本征值对应于该物理量可能的观测值；每次
概率由测量时体系的波函数决定。
，然后将问题的解用该完备基展开，某一种完备基函数然后将问题的解用该完备基展开
，从而确定问题的解。
再利用定解条件确定展开系数从而确定问题的解。
，尤其是在利用数这一做法在量子力学中被广泛使用尤其是在利用数。
值方法求解薛定谔方程的时候。