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复变函数论 Complex Analysis
第四篇 解析函数
第四篇 解析函数
日期:
2023-11-18 10:16
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子目录
1. 导数与微分
2. 可导与可微以及连续之间的关系
3. 求导法则
4. 点解析与奇点
5. 柯西-黎曼方程
6. 区域解析的充要条件
7. 历史知识 —— 解析函数的由来
8. 调和函数
9. 共轭调和函数
10. 构造解析函数
11. 历史知识- $\nabla$ 算子与 $\Delta$ 算子
12. 指数函数(复数)
13. 对数函数(复数)
14. 幂函数(复数)
15. 三角函数(复数)
16. 反三角函数(复数)
17. 双曲函数与反双曲函数(复数)
1. 复变函数的导数 定义 设函数 $w=f(z)$ 在 $z_0$ 点的某邻域内有定义, $z_0+\Delta z$ 是 $z_0$ 的邻域内的任意一点, $\Delta w=f\left(z_0+\Delta z\right)-f\left(z_0\right)$, 如果 $$ \lim _{\Delta z \rightarrow 0} \frac{\Delta w}{\Delta z}=\lim _{\Delta z \rightarrow 0} \frac{f\left(z_0+\Delta z\right)-f\left(z_0\right)}{\Delta z} $$ 存在有限的极限值 $\boldsymbol{A}$, 则称 $\boldsymbol{f}(\boldsymbol{z})$ 在 $\boldsymbol{z}_0$ 处可导, 且称 $\boldsymbol{A}$为 $f(z)$ 在 $z_0$ 处的导数, 记作 $f^{\prime}\left(z_0\right)$. - 如果函数 $f(z)$ 在区域 $D$ 内的每一点都可导, 则称 $f(z)$在 $D$ 内可导, 此时即得 $f(z)$ 的导(函) 数 $f^{\prime}(z)$. 2. 复变函数的微分 定义 设函数 $w=f(z)$ 在 $z$ 点的某邻域内有定义, $z+\Delta z$ 是 $z$ $$ \Delta w=f(z+\Delta z)-f(z)=A \Delta z+o(|\Delta z|), $$ 则称 $f(z)$ 在 $z$ 处可微, $A \Delta z$ 为微分, 记作 $\mathrm{d} w=A \Delta z$.特别地, 有 $\mathbf{d} z=\Delta z$. (考虑函数 $w=f(z)=z$ 即可) $$ \Rightarrow \mathrm{d} w=A \mathrm{~d} z \text {. } $$ - 若 $f(z)$ 在区域 $D$ 内处处可微, 则称 $f(z)$ 在 $D$ 内可微。 ○导数反映的是 “变化率”;而微分更能体现 “逼近” 的思想。 3. 可导与可微以及连续之间的关系 (1) 可导 $\rightleftarrows$ 可微 如果可导 $\Rightarrow \lim _{\Delta z \rightarrow 0} \frac{\Delta w}{\Delta z}=f^{\prime}(z) \Rightarrow \lim _{\Delta z \rightarrow 0} \frac{\Delta w-f^{\prime}(z) \Delta z}{\Delta z}=0$ $\Rightarrow \Delta w-f^{\prime}(z) \Delta z=o(|\Delta z|) \Rightarrow$ 可微; 如果可微 $\Rightarrow \Delta w=A \Delta z+o(|\Delta z|) \Rightarrow \frac{\Delta w}{\Delta z}=A+\frac{o(|\Delta z|)}{\Delta z}$ $\Rightarrow \lim _{\Delta z \rightarrow 0} \frac{\Delta w}{\Delta z}=A=f^{\prime}(z) \Rightarrow$ 可导。 由此可得 $\mathrm{d} w=f^{\prime}(z) \mathrm{d} z$ 即 $f^{\prime}(z)=\frac{\mathrm{d} w}{\mathrm{~d} z}$.
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