04第三章 复变函数级数
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复变函数级数收敛性复变函数级数是指形如$\sum_{n=0}^{\infty} a_n(z-z_0)^n$的级数,其中$a_n$为复数系数,$z$为复变量,$z_0$为复常数。
研究复变函数级数的收敛性是复分析中的一个重要课题。
本文将讨论复变函数级数的收敛条件及其在复平面上的收敛域。
一、幂级数的收敛性幂级数是复变函数级数的一种特殊情况,其系数$a_n$为常数。
对于幂级数$\sum_{n=0}^{\infty} a_n(z-z_0)^n$,其在某个复数$z_0$附近的收敛性由收敛半径$R$决定。
收敛半径$R$的计算公式为:$$R = \frac{1}{\lim\sup_{n\to\infty} \sqrt[n]{|a_n|}}.$$当$|z-z_0| < R$时,幂级数绝对收敛;当$|z-z_0| > R$时,幂级数发散;当$|z-z_0| = R$时,幂级数可能收敛也可能发散。
收敛半径$R$可用来确定幂级数的收敛域,即收敛的$z$的取值范围。
二、复变函数级数的收敛性对于一般的复变函数级数$\sum_{n=0}^{\infty} a_n(z-z_0)^n$,其中系数$a_n$为复数,我们可以通过Cauchy-Hadamard公式求解其收敛半径$R$。
公式如下:$$\frac{1}{R} = \lim\sup_{n\to\infty} \sqrt[n]{|a_n|}.$$类似于幂级数的情况,当$|z-z_0| < R$时,级数绝对收敛;当$|z-z_0| > R$时,级数发散;当$|z-z_0| = R$时,级数可能收敛也可能发散。
三、收敛域的性质1. 收敛域是开集:对于给定的收敛半径$R$,收敛域是以$z_0$为中心、半径为$R$的开圆盘,即$\{z\in\mathbb{C}: |z-z_0| < R\}$。
2. 边界上的收敛性:当$|z-z_0| = R$时,级数可能收敛也可能发散。