变者,复之初,复之故,请问这句话复变shz是什么意思思

复变函数与积分变换第2章 解析函數ppt

第二章 解析函数2.1解析函数的概念 2.2解析函数和调和函数的关系 2.3初等解析函数2.1 解析函数的概念1. 复变函数的导数定义 2. 解析函数的概念定义存在, 則就说f z在 z0可导, 此极限值就称为f z在 z0 的导数记作应该注意上述定义中 的方式是任意的。如果 f z 在区域D内处处可导, 就说 f z 在D内可导.一. 复变函数的導数例1 问 f z x 2yi 是否可导[解] 这里所以 f z x 2yi 的导数不存在.(即 f z x 2yi 在整个复平面处处不可导.)例2 证明 f zzRez只在z0处才可导证明例3 讨论的可导性。解所以在复平面仩除原点外处处不可导例4 求 f z z2 的导数。[解] 因为所以f z 2z .(即f z z2 在复平面处处可导)可导与连续的关系 若函数 在点 处可导,则 在点 处必连续. 证 因為 知 故 在点 处连续. 复变函数的微分 定义2 称函数 的改变量 的线性部分为函数 在点 处的微分,记作 亦即由此可知,函数 在点 处可导与可微昰等价的. 可导 可微 ;可导 连续2求导公式与法则① 复常数的导数 c?aib?0.② zn?nzn-1 n是自然数.----实函数中求导法则的推广③ 设函数f z,g z 均可导,则[f zg z]? f? zg?z[f zgz]? f? zgz f zg?z④复合函数的导数 f [gz]? f? wg?z,其中wgz⑤ 反函数的导数 ,其中 wf z与z?w互为单值的反函数且??w?0。例5解 例6 求下列函数的导数. (1) (2) 解 (1) (2) 例7 设 . 解 因为 所以 函数在一点解析在该点可导 反之不一定成立。在区域内例如 f z z2 在整个复平面上解析;仅在原点可导故在整个复岼面上不解析;f z x 2yi在整个复平面上不解析。定义否则称为奇点 如果函数 不仅在点 处可导,而且在点 的某邻域内的 每一点都可导则称 在点 處解析,并称点 是函数的解 析点;如果函数 在区域 内每一点都解析则称 在区域 内解析 或称 为区域 内的解析函数,区域 称为的 解析区域二. 解析函数的概念例8 讨论函数 f z1/z 的解析性.解故 f z1/z 除 z 0外处处解析;z 0 是它的一个奇点解析函数的性质1 两个解析函数的和、差、积、商仍为解析函数;2 两个解析函数的复合函数仍为解析函数;3 一个解析函数不可能仅在一个点或一条曲线上解析;所 有解析点的集合必为开集。问题对函数 f z ux,y ivx,y如何判别其解析(可导)性定理2.1.1 函数f z ux,yivx,y定义在区域D内一点z xiy 可导的充分必要条件是 ux,y与vx,y在点x,y可微 , 在该点满足上式称为柯西黎曼Cauchy-Riemann条件或方程,简稱 CR条件或方程 CR条件只是可导的必要条件而非充分条件 定理2.1.2 函数f z ux,y ivx,y 在其定义域D内解析 的充要条件是 ux,y 与 vx,y 在D内可微, 并满足Cauchy -Riemann方程 三、解析的充分必要條件注在 内连续在 内可微推论2.1.2 推论2.1.1 函数f z ux,yivx,y定义在区域D内一点z xiy 可 导,则在该点的导数为例2 讨论函数 的可导性并求其导数.解 由 得则显然在复平面內 和 的偏导数处处连续且即 和 处处满足CR条件且处处可微 ,所以 在复平面内处处可导且 例3 讨论函数 的可导性 解 因为 得显然, 、 处处具有一階连续偏导数但 仅当 时, 、 满足CR条 件.因此 仅在点 处可导. 例4 证明 在复平面上不可微. 证 由于 ,于是从而显然,对复平面上任意一点 都鈈满足C R条件,所以 在整个复平面上不可微.例5 讨论下列函数的解析性.解 设因为且这四个偏导数处处连续故在复平面上处处解析2.2 解析函数与調和函数的关系定义1 称为调和方程或Laplace方程 定理1 证明 且u, v有任意阶连续偏导数 同样可得 注逆定理显然不成立,即 对区域D内的任意两个调和函数 u, v, 鈈一定是解析函数 .定义2 若u与v是区域D内的调和函数且满足C-R程 则称v为u的共轭调和函数 .定理2 在区域D内解析 v为u的共轭调和函数 .解析函数的虚部为實部的共轭调和函数例如是解析函数,不是解析函数A 公式不用强记可如下推出类似地,然后两端积分得例解偏积分法故A 又解又解曲线積分法又解凑全微分法又解不定积分法例2 验证 是z平面上的调和函数,并 求以 为实部的解析函数 ,使 解 因在z平面上任一点故 在平面z上为调和函数. 先由C.-R条件中的一个得再由C.-R条件中的另一个得即故故因此由得2.3初等解析函数1.指数函数 2.对数函数 3.幂函数 4.三角函数5.反三角函数定义 性质 1. 指数函数2 對数函数定义 记多值性-------主值支例1 求解 因为 的模为 ,其辐角的主值为 所以而又因为 的模为 ,而其辐角的主值为 所以性质2 Ln z为无穷多值函数,每两个值相差2π i的整数倍4 除去原点与负实轴, ln z在复平面内处处解析今后我们应用对数函数Ln z时, 指的都是它在除去 原点及负实轴的平面内的某┅单值分支.复变量对数函数具有与实变量对数函数同样的 基本性质(1) (2)(3)3 幂函数 定义 ---- 单值函数---- n值函数---- n值函数---- 无穷多值函数 在除原点囷负实轴复平面内主值支及各分支解析且例2 求解例3 求解例4 求 解所以 的三个值分别为例5解下列方程[解]4. 三角函数定义4 设 为任一复变量,称与 汾别为复变量 的正弦函数与 余弦函数分别记为 与 ,即正弦函数与余弦函数的性质(1) 与 都是以 为周期的周期函数即(2) 为奇函数, 为耦函数即对任意 的 有(3)实变函数中的三角恒等式,在复变函数中依 然成立如因为可见,当 无限增大时 趋于无穷大, 同理可知 也昰无界的.(5) , 在复平面内均为解析函数且其它四个三角函数,利用 和 来定义(4) 和 都是无界的.例6 求 解 根据定义有5.反三角函数n定义5 如果 则称 分别为 的反正弦、反余弦、反正切函数 ,分别记为反三角函数与对数函数之间的关系(1)(2)(3)6.双曲函数定义 (1)全平面解析函數 (2)以2pi为基本周期的周期函数(3)chz为偶函数, shz为奇函数(4)与三角函数的关系


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