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第二章:解析函數基礎-文庫吧

2025-08-25 14:00 本頁面


【正文】 后它為實軸的傾角 要近似地旋轉一角 而成為 ,而這個旋轉角度當 時精確的 為 . 0??z 0z0?? ?039。 zf ? ?zf?? 0z? ?039。a rga rga rga rg zfzz ??????? ??????? 2a r g0,2a r g0 ?? ?????? z? ?039。arg zf ?? ? z??? ? ? ?039。arg zf? 0??z? ?039。arg zf 例如從 出發(fā)的一條曲線 L如經映射成為 平面上從 出發(fā)的一條曲線 C,則 L在 處的切線方向經旋轉 后就是 C在 處的切線方向 .由此還可推知,從 處出發(fā) 的兩條曲線 經映射成 平面上從 出發(fā)的兩條 曲線 時,它們之間的夾角不變 .此性質稱為映射 在 處的保角性 . 0z? 0?0z ? ?039。arg zf0? 0z21,LL?0?21,CC? ?zf??0z 綜合起來可見:以 為中心的無窮小圓經映射后成為 以 為中心、半徑延伸了 倍、且旋轉了 角的無窮小圓 .這樣, 的幾何意義就很清楚了 .這常 常稱為 在 處的共形性(或稱為保形性) . 的情況比較復雜,以后再討論 . 我們同樣可定義高階導數,并有類似的計算法則,例如,關于函數乘積的高階倒數的萊布尼茲( Leibniz)公式 . 0z0?? ?039。 zf ? ?039。arg zf? ?039。 zf? ?zf 0z? ? 0039。 ?zf2. 解析函數概念 在復分析中,我們更感興趣的是一個區(qū)域中處處可導的函數 . 定義 在復平面 C中一個(開)區(qū)域 D內處處可導的函數 ,稱為 D中的 解析函數 . 于是,由定理 ,相應的又有: 定理 復函數 在域 D中解析的必要充 分條件是 在 D內可微,且處處滿足 : , .( ) fivuf ??vu,yvxu?????xvyu?????? 以后我們還常常考慮在復平面 C中某點 的一領域 (包括 在內)中的解析函數 .為簡便起見,稱這種函 數 在 處解析。千萬不要和 在 處可導混淆。例如,設 ,易證 ,但因這時 , 它們在點 的領域內不滿足 ,所以 在 處不解析 . 我們也說 在一閉區(qū)域 解析,如果它在 的每一點都解析 .換句話說, 在 上解析實際上表示 在包含 于其內部的某個區(qū)域上解析 .同樣,說 在某個線段或弧段上解析,是指它在包含這個線段或弧段于其內部的某區(qū)域上解析 . 0z0z ff 0zf0z? ? zzzf ? ? ? 0039。 ?f 22 yxxu ??22 yxyv ?? ? ?0,0f 0z? ?zf D D? ?zf D ? ?zfD ? ?zf 我們指出一種方便的記號 .一個復函數 (不一定要求其解析)實際上也可看成兩實變元 的復值函數 .因為 , , ( ) 所以 又可看作 的復值函數,因此我們可作形式的運算定義如下: , ( ) ? ? ? ?iyxfzf ????yx,? ? ??yxf ,:? ?zzx ?? 21 ? ?zziy ?? 21f zz,??????????????????????????yfixfzyyfzxxfzf21..??????????????????????????yfixfzyyfzxxfzf21.. 由于 ,故有 . 因此, , ( ) . 由此可見,如果 (在某區(qū)域內)解析,由 件( ),可得 . ivuf ??xvixuxf???????? yviyuyf ??????????????????????????????????????yuxviyvxuzf221??????????????????????????????yuxviyvxuzf221? ?zf0???zf 反之,如果 ,則 .這樣,函數 解析的充要條件為 可微且 .另一方面,如果 解析,由 .可見, 如果 解析,則 . 以上這種形式運算對檢驗函數的解析性和求導非常方便 . 例如,設 ,則由于表達式中不出現 , 故 , .因此得知 在全平面解析, 且 ,這我們早知道 . 0???zf ? ?zfvu, 0???zf? ?zf ? ?zfxvixuzf 39。?????????? ?zf ? ?zfzf 39。???? ? 2zzf ? z0???zf zzf 2??? 2z? ? zz 239。2 ? 確切說來,應寫 再以( )代入右端,又 得到 而不含 ,所以 , .如 就不能 說“不含 ,所以 ”,實際上可如上算出 , 故 ,所以 不是解析函數,也不能說它的導 數是 . 由于歷史原因,解析函數也稱為 全純函數 或 正則函數 .這些是因為最初研究者出發(fā)點不同而引起的各種名稱,它們實際上是等價的 .因此,我們以后將不加以區(qū)別的使用這些名稱 . ? ?22 iyxz ??2z z 0???zf zzf 2??? ? ? 2zzf ?z 0???zf ? ? zzzf ?0???? zzf 2zz 一些初等解析函數 和實分析一樣,也有復的初等(解析)函數,它們也由一些最基本的初等函數經四則運算和復合而成,但復的初等函數中,既有單值的,也有多值的 .對于多值的,運算時要特別小心 . 首先,多項式 ( ) 顯然是全平面 C中的解析函數(其中 為 常數) .在全面 C中解析函數稱為 整函數 ,多項式 是最簡單的整函數 . ? ? nn zazaazP ???? ?10naaa , 10 ? 有理數 (其中 都是多項式)在除去 的點以外處處解析,這是一種最簡單的 亞純函數 ,意即比“全純”稍次之意 .亞純的一般定義見后 . 多項式和有理函數我們早已很熟悉,包括其求導方法等 .這些就不多說了 . 在實分析中我們已熟悉指數函數 .現在我們要把它推廣成復變 的指數函數 . 回想泰勒( Taylor)展式: ? ? ? ?zQzP ? ? ? ?zQzP ,? ? 0?zQzez ze? ( ) ? 它對任何實數 成立 .現在就把 改為 作為 的定 ? 義: ? ( ) ? 由于 ? ? 對任何 收斂(于 ),可見( )中的級數對任何 絕對收斂 .因此 對任何 是有意義的 . ,!!212?? ????? nxxxenxx x z ze,!!212?? ????? nzzzenz,!!212?? ???
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