复变函数 钟玉泉 第三版 第五章第二节
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复变函数钟玉泉讲义大学复变函数课件复变函数第一节解析函数的概念及C.-R.方程1、导数、解析函数定义2.1:设是在区域内确定的单值函数,并且。
如果极限存在,为复数,则称在处可导或可微,极限称为在处的导数,记作,或。
定义2.2:如果在及的某个邻域内处处可导,则称在处解析;如果在区域内处处解析,则我们称在内解析,也称是的解析函数。
解析函数的导(函)数一般记为或。
注解1、语言,如果任给,可以找到一个与有关的正数,使得当,并且时,,则称在处可导。
注解2、解析性与连续性:在一个点的可导的函数必然是这个点的连续函数;反之不一定成立;注解3、解析性与可导性:在一个点的可导性是一个局部概念,而解析性是一个整体概念;注解4、函数在一个点解析,是指在这个点的某个邻域内解析,因此在此点可导;反之,在一个点的可导性不能得到在这个点解析。
解析函数的四则运算:和在区域内解析,那么,,(分母不为零)也在区域内解析,并且有下面的导数的四则运算法则:。
复合求导法则:设在平面上的区域内解析,在平面上的区域内解析,而且当时,,那么复合函数在内解析,并且有求导的例子:(1)、如果(常数),那么;(2)、,;(3)、的任何多项式在整个复平面解析,并且有(4)、在复平面上,任何有理函数,除去使分母为零的点外是解析的,它的导数的求法与是实变量时相同。
2、柯西-黎曼条件可微复变函数的实部与虚部满足下面的定理:定理2.1 设函数在区域内确定,那么在点可微的充要条件是:1、实部和虚部在处可微;2、和满足柯西-黎曼条件(简称方程)证明:(必要性)设在有导数,根据导数的定义,当时其中,。
比较上式的实部与虚部,得因此,由实变二元函数的可微性定义知,,在点可微,并且有因此,柯西-黎曼方程成立。
(充分性)设,在点可微,并且有柯西-黎曼方程成立:设则由可微性的定义,有:令,当()时,有令,则有所以,在点可微的。
定理2.2 设函数在区域内确定,那么在区域内解析的充要条件是:1、实部和虚部在内可微;2、)和在内满足柯西-黎曼条件(简称方程)关于柯西-黎曼条件,有下面的注解:注解1、解析函数的实部与虚部不是完全独立的,它们是方程的一组解,它们是在研究流体力学时得到的;注解2、解析函数的导数形式更简洁:公式可避免利用定义计算带来的困难。
(完整版)复变函数习题答案第5章习题详解第五章习题详解1.下列函数有些什么奇点?如果是极点,指出它的级:1) ()2211+z z解:2)31z z sin3)1123+--z z z4)()z z lz 1+5)()()z e z z π++1126)11-z e7)()112+z e z 8) n nzz +12,n 为正整数9)21z sin2.求证:如果0z 是()z f 的()1>m m 级零点,那么0z 是()z f'的1-m 级零点。
3.验证:2i z π=是chz 的一级零点。
4.0=z 是函数()22--+z shz z sin 的几级极点?5.如果()z f 和()z g 是以0z 为零点的两个不恒等于零的解析函数,那么()()()()z g z f z g z f z z z z ''lim lim 00→→=(或两端均为∞)6.设函数()z ?与()z ψ分别以z =为m 级与n 级极点(或零点),那么下列三个函数在z =处各有什么性质:1) ()()z z ψ?;2)()()z z ψ?;3) ()()z z ψ?+;7.函数()()211-=z z z f 在1=z 处有一个二级极点;这个函数又有下列洛朗展开式:()()()()345211111111-+---+=-z z z z z Λ,11>-z ,所以“1=z 又是()z f 的本性奇点”;又其中不含()11--z 幂,因此()[]01=,Re z f s 。
这些说法对吗?8.求下列各函数()z f 在有限奇点处的留数:1)zz z 212-+ 2) 421z e z-3)()32411++z z4)zz cos5) z -11cos6) z z 12sin7) z z sin 18) chz shz9.计算下列各积分(利用留数;圆周均取正向)1) ?=23z dz z zsin2) ()?=-2221z zdz ze3) ?=-231z m dz z zcos ,其中m 为整数4)?=-12i z thzdz5) ?=3z zdz tg π6) ()()?=--11z n n dz b z z (其中n 为正整数,且1≠,1≠b ,b =r z13.计算下列积分:1)?+∞+0351??d sin2)?∞++02???d b cos sin ,()0>>b3)()?+∞∞-+dx x 2211 4) ?∞+∞-+dx x x 4215)?+∞∞-++dx x x x 542cos6)?+∞∞-+dx x x x 21sin 14.试用图5.10中的积分路线,求例4中的积分:?+∞0dx x x sin15.利用公式()145..计算下列积分:1) ?=31z dz z 解:2)?=-321z dz z z3)?=3z tgzdz4)()?=+311z dz z z16.设C 为区域D 内的一条正向简单闭曲线,0z 为C 内一点。