第二章 解析函数积分
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第2章、解析函数第⼆章解析函数本章介绍复变函数中⼀个重要的概念:解析函数,并给出⼀个重要的判定⽅法:柯西黎曼条件。
最后分别介绍⼀些重要的单值初等解析函数及多值初等函数的分⽀解析。
第⼀节解析函数的概念与柯西-黎曼条件1、复变函数的导数:设()w f z =是在区域D 内确定的单值函数,并且,0z D ∈。
如果极限()000()lim z z f z f z z z →-- 存在,为复数a ,则称)(z f 在0z 处可导或可微,极限a 称为)(z f 在0z 处的导数,记作0()f z ',或0z z dw dz =。
2、解析函数:定义:如果)(z f 在0z 及0z 的某个邻域内处处可导,则称)(z f 在0z 处解析;如果)(z f 在区域D 内处处解析,则我们称)(z f 在D 内解析,也称)(z f 是D 的解析函数。
解析函数的导(函)数⼀般记为)('z f 或z z f d )(d 。
注1、此定义也⽤εδ-语⾔给出。
注2、可导必连续注3、解析必可导性,在⼀个点的可导不⼀定解析,可导性是⼀个局部概念,⽽解析性是⼀个整体概念;解析函数的四则运算:()f z 和()g x 在区域D 内解析,那么)()(z g z f ±,)()(z g z f ,)(/)(z g z f (分母不为零)也在区域D 内解析,并且有下⾯的导数的四则运算法则:(()())()()f z g x f z g z '''±=±[()()])()()()()f zg x f z g z f z g z ''=+2()()()()()()(()0)()()f z f z g z f z g z g z g z g z ''-'=≠复合求导法则:设)(z f =ζ在z 平⾯上的区域D 内解析,)(ζF w =在ζ平⾯上的区域1D 内解析,⽽且当D z ∈时,1)(D z f ∈=ζ,那么复合函数)]([z f F w =在D 内解析,并且有z z f F z z f F d )(d d )(d d )]([d ζζ=求导的例⼦:(1)如果()f x a =(常数),那么;()0df z dz= (2)z 的任何多项式 n n z a z a a z P +++=...)(10在整个复平⾯解析,并且有 121...2)('-+++=n n z na z a a z P(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z 是实变量时相同。
11 27、第二章 解析函数习题详解1、(1) f 1(z )= z 4在定义域(-,+) 内连续;2) f 2(z ) =4z +5在定义域(-,+)内连续; 1在定义域-, 3,3, +内连续。
- 4, v = 16u + 64, 为一抛物线。
4、(1)w = z 3,则w = (2i )3= -8i , w =( 2+2i )3=2 2+12i -12 2-8i =-10 2+4i ;5、 f (z )=Re z =x ,当 y →0时, f (z )→1;当x →0时, f (z )→0,因为极限不等, z x + iy 所以当z →0时, f (z )极限不存在。
1在原点处不连续,故 w =i arg z +1 在负实轴上与原点 zz3) f 3 (z )= 22、w = z2u =x 2-y 2v = 2 xy u =x 2 -4,把直线C :y =2映射成:u =x -4v = 4 xvx = ,代入第一个式子,4u =3、1zw = = = z zzx - iy22,x + yv =x 22 x + y-y 22 x + y把直线C :x =1映射成,:vu =v =1 1+y 2-y 1+y 21-u u 2u= (1- u ) u v 2 + u 22)w = z 3,像域为0arg w 26、i arg z 在负实轴上与原点处不连续, 处不连续。
f (z +z )- f (z )z →0z= limz →0(z +z )2zy 2 = 1 -1 = u为一个圆周。
uz 2-(z +z )2z 2(z +z )2z 2 -z 2 -2z z -z 22= lim = lim = - 。
z →0 z z →0z 2(z +z )2zz 38、(1) f (z ) =5-3z +5z 2,在(-,+)内解析,且导数为 f (z ) = -3+10z ;12、(1) z =e 1-2i =ecos -i sin=-ei ;1222) f (z )=1 1 1z 4 -1 (z 2 -1)(z 2 +1) (z -1)(z +1)(z +i )(z -i )在(-,+)内除z =1,5z +431 1 5 3) f (z )= z +4,在(-,+)内除z = - 3外解析, f (z )=1+ 2 =1+ 52z + 32 2 2z +32 2(2z +3)且导数为: f(z )= 1(2z +3)-2(-2)=-5 (2z +3)29、(1) f (z )=Im z = y 在z 平面上的点点不可导,不解析(因柯西-黎曼条件不满足);2) f (z )= z 4 ,在平面上的点解析。