复变(07.12统)A

复变函数简单总结复变函数简单总结对于某些专业的工科学生，学习复变函数是非常有意义的。

复变函数的记号是w＝f（z）。

从几何的角度上看，复变函数是一个复平面上的点集到另一个复平面上的一个映射。

在直角坐标系复平面上，自变量记作z＝x＋iy，函数值记作w＝u＋iv。

那么复变函数w＝f（z）就等价于两个二元函数u=u（x，y）,v=v（x，y），即一个复变函数的映射，等同于两个二元实函数的映射。

在物理学或力学中，可以用复变函数来建立“平面场”的数学模型，例如在流体力学中，平面流速场的速度分布可用复函数V＝V（z）＝Vx（x，y）＋iVy（x，y）来表示，其中，Vx（x，y）和Vy （x，y）是坐标轴方向的速度分量（不是偏导数记号），V（z）则称为复速度。

在静电学中，平面静电场也可以用复函数E（z）＝Ex（x，y）＋iEy（x，y）来表示，Ex（x，y）和Ey（x，y）是坐标轴方向的场强分量，E（z）称为复场强。

对于理科的物理专业，以及工科与流体力学、电工电子学有关的各类专业，“复变函数与数学物理方法”课程（也有分为两门的，甚至三门的，即积分变换）都是很基础的一门课程。

复变函数泛谈首先，复变函数以复数为中心进行一系列讨论和分析，而复数的独特之处在于它的虚部，也就是虚数部分；之前对虚数域的认识，完全在于一个虚字。

而对于复变产生的意义，书中是这样给出的：由于解代数方程的需要，人们引出了复数。

复数的出现，使得基本运算中的开方运算不再存在无解情况，n此多项式也不再存在增根，这为人类在某些逻辑领域的运算提供了帮助。

复数的集合复平面是一个二维平面，但却并非我们所在的三维世界中的任何一个二维平面。

可以说复平面在现实世界中完全找不到具体的一一对应，是一个纯粹缔造出来的二维平面。

而就在最近我弄清了两个概念：数学与科学。

结论为：数学不是科学。

数学不属于科学的范畴，是一种逻辑学，作为工具的学科；而科学则是理论的集合。

哪怕是假命题如地心说，也是科学。

复变函数复习题详细答案复变函数复习题详细答案如下：1. 复数的代数形式和几何解释复数 \( z = a + bi \) 可以表示为平面上的一个点 \( (a, b) \)，其中 \( a \) 是实部，\( b \) 是虚部。

复数的模 \( |z| \) 表示该点到原点的距离，即 \( |z| = \sqrt{a^2 + b^2} \)。

2. 复数的运算两个复数 \( z_1 = a + bi \) 和 \( z_2 = c + di \) 的加法和乘法运算如下：\[ z_1 + z_2 = (a + c) + (b + d)i \]\[ z_1 \cdot z_2 = (ac - bd) + (ad + bc)i \]3. 复数的共轭和模复数 \( z = a + bi \) 的共轭为 \( \overline{z} = a - bi \)，模为 \( |z| = \sqrt{a^2 + b^2} \)。

4. 复数的指数形式复数 \( z \) 可以表示为指数形式 \( z = re^{i\theta} \)，其中\( r = |z| \) 是模，\( \theta \) 是 \( z \) 的辐角，满足\( \cos\theta = \frac{a}{r} \) 和 \( \sin\theta = \frac{b}{r} \)。

5. 复数的对数复数 \( z \) 的对数定义为 \( \log z = \log r + i\theta \)，其中 \( r = |z| \)，\( \theta \) 是 \( z \) 的主辐角。

6. 复数的导数设 \( f(z) = u(x, y) + iv(x, y) \) 是复函数，其中 \( z = x +iy \)，则 \( f(z) \) 的导数为：\[ f'(z) = \frac{\partial u}{\partial x} + i\frac{\partialv}{\partial x} \]前提是 \( u \) 和 \( v \) 的偏导数满足柯西-黎曼方程。

复变函数课后习题答案（全）习题一答案1.求下列复数的实部、虚部、模、幅角主值及共轭复数: (3) 13i(4).8 21 .i 4i ii 1 i13 2i 解： (1) z3 2i 131 3i .3 3i 3 5i(3) z -ii 1 i2 2 因此, Rez 35 Im z532(4).8 z i 4i 21 i1 4i i1 3i因此, Rez 1, Im z 3,2.将下列复数化为二角表达式和指数表达式:(1)i (2) 1 Vi (3)r(si ni cos )(4) r(cosisin )( 5) 1 cos i sin(02 )解： (1) i cosi sin - —i-e 22 22一i(2) 1 2(cosi..2 isin32e 3 (3) r(sin icos ) r[cos (-i sin(-)](1)13~2\(2) \ (\ 1)(\ 2)因此：Rez3 13 Im z2 13(2)zi (i 1)(i 2)i 1 3i 3 i 10因此，Rez3 10Im z 1 10(4) r(cos isin ) r[cos( ) i sin( )] re(5) 1 cos isin 2sin 2i sin — cos-2 23.求下列各式的值:(1) (\3 i)5(2)(1 100i) (1 100i)(3) (1 \3i)(cos(1 i)(cos isin )i sin ) 2(cos5 isin5 )3(cos3 isin 3(5) (6) d i解: (1) (七i)5[2(cos(舌)isin( -))]5 6(2) (1 100i) (1 100 50i) (2i) (2i)502(2)50251(3) (1 i sin ) (1 i)(cos isin )(4)2 (cos5 isin5 )(cos3 isin3 )3(5) cos— isin —2 2\ 2(cos —isin )44.设z-ii,试用三角形式表示z1z2与-ZZ2解：z1 cos i sin , z24 42[cos( ) i sin()]，所以6 6弓勺2[cosq g is"(4 6)]5.解下列方程:(1) (z i)5 1 (2) z4 a40 (a 0) 解：（1）z i 51,由此从而z由此，左端=右端，即原式成立。

复变函数习题总汇与参考答案(总21页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--复变函数习题总汇与参考答案第1章 复数与复变函数一、单项选择题1、若Z 1=（a, b ）,Z 2=(c, d),则Z 1·Z 2=（C ）A （ac+bd, a ）B (ac-bd, b)C （ac-bd, ac+bd ）D (ac+bd, bc-ad)2、若R>0，则N （∞，R ）={ z ：（D ）}A |z|<RB 0<|z|<RC R<|z|<+∞D |z|>R3、若z=x+iy, 则y=(D) A B C D4、若A= ，则 |A|=（C ） A 3 B 0 C 1 D 2二、填空题1、若z=x+iy, w=z 2=u+iv, 则v=（ 2xy ）2、复平面上满足Rez=4的点集为（ {z=x+iy|x=4} ）3、（ 设E 为点集，若它是开集，且是连通的，则E ）称为区域。

2zz +2z z -izz 2+iz z 2-)1)(4()1)(4(i i i i +--+4、设z 0=x 0+iy 0, z n =x n +iy n (n=1,2,……)，则{z n }以z o 为极限的充分必要条件是 x n =x 0，且 y n =y 0。

三、计算题1、求复数-1-i 的实部、虚部、模与主辐角。

解：Re(-1-i)=-1 Im(-1-i)=-1|-1-i|=2、写出复数-i 的三角式。

解：3、写出复数 的代数式。

解：4、求根式的值。

+∞→n lim +∞→n lim ππ45|11|arctan ),1(12)1()1(=--+=--∴--=-+-i ary i 在第三象限 ππ23sin 23cos i i +=-i i i i i i i i i i i i i i i 212312121)1()1)(1()1(11--=--+-=⋅-++-+=-+-ii i i -+-11327-解：四、证明题1、证明若 ，则a 2+b 2=1。

复变知识点总结1. 复变函数的定义复变函数是指自变量为复数，因变量也为复数的函数。

一般地，复变函数可表示为f(z)=u(x,y)+iv(x,y)，其中z = x+iy，u(x,y)和v(x,y)分别为实部和虚部。

2. 复数的表示复数可以用直角坐标形式z=x+iy表示，也可以用极坐标形式z=re^(iθ)表示，其中r为模，θ为幅角。

3. 复平面和复函数的几何表示复数z=x+iy可以在复平面上表示为点(x,y)，复变函数f(z)可以在复平面上表示为一条曲线或曲面。

二、解析函数与全纯函数1. 解析函数的定义如果一个复变函数在某个区域内能够展开成洛朗级数，并且在该区域内收敛，那么称该函数在该区域内是解析的。

2. 全纯函数的定义如果一个解析函数的导数处处存在且连续，那么该函数就是全纯函数。

3. 解析函数的充要条件一个函数在某个区域内解析的充要条件是它在该区域内连续，并且满足柯西-黎曼方程。

三、柯西-黎曼方程1. 柯西-黎曼方程的定义对于复变函数f(z)=u(x,y)+iv(x,y)，如果它满足下面的条件：∂u/∂x = ∂v/∂y∂u/∂y = -∂v/∂x那么称它满足柯西-黎曼方程。

2. 柯西-黎曼方程的意义柯西-黎曼方程是解析函数的充要条件，它描述了解析函数的实部和虚部之间的关系，是研究解析函数性质的基本工具。

四、共形映射1. 共形映射的概念如果一个复变函数在一个区域内保持角度和方向不变，那么就称它为共形映射。

2. 共形映射的性质共形映射保持圆周和直线的相交角度不变，它在复平面上的几何性质与保持形状不变，是复变函数理论中的重要概念。

五、留数定理1. 留数的概念对于解析函数f(z)，如果z=a是f(z)的孤立奇点，那么f(z)在z=a处的留数定义为Res(f;a)=1/(2πi)∫f(z)dz，积分路径沿着一个围绕z=a的简单闭合曲线C。

2. 留数定理如果f(z)在复平面上有限个孤立奇点，那么它在整个有限区域内的积分等于所有孤立奇点的留数和，即∮f(z)dz=2πiΣRes(f;a)。

复变知识点总结简单一、复数的基本概念1.1 复数的定义复数是由实数和虚数部分组成的数，一般形式为z=a+bi，其中a为实部，bi为虚部，i为虚数单位，满足i^2=-1。

1.2 复平面复平面是以复数为坐标的平面，实部与虚部分别在x轴和y轴上。

在复平面上，复数z=a+bi对应于点(a,b)。

1.3 共轭复数对于复数z=a+bi，其共轭复数定义为z*=a-bi，实部相同、虚部取相反数。

1.4 模和幅角复数z=a+bi的模定义为|z|=√(a^2+b^2)，幅角定义为Arg(z)=arctan(b/a)。

1.5 欧拉公式欧拉公式e^(iθ)=cosθ+isinθ，其中e为自然对数的底，θ为实数。

二、复变函数的基本概念2.1 复变函数的定义复变函数f(z)定义在复平面上，其自变量和函数值都是复数。

一般形式为f(z)=u(x,y)+iv(x,y)，其中u(x,y)和v(x,y)分别为实部和虚部。

2.2 解析函数对于复变函数f(z)=u(x,y)+iv(x,y)，如果满足柯西-黎曼方程u_x=v_y，u_y=-v_x，则称f(z)为解析函数。

2.3 全纯函数如果复变函数f(z)在复平面上的每个点都可导，且导数为解析函数，则称f(z)为全纯函数。

2.4 奇函数和偶函数对于复变函数f(z)，如果对于任意复数z，都有f(-z)=f(z)，则称f(z)为偶函数；如果对于任意复数z，都有f(-z)=-f(z)，则称f(z)为奇函数。

2.5 全纯函数的性质全纯函数具有无穷阶可导、导数存在独立于路径、在连通域上的积分为零等性质。

三、复变函数的应用3.1 积分变换复变函数在积分变换领域有广泛应用，包括拉普拉斯变换、傅里叶变换等。

通过复变函数的积分变换，可以将复杂的微分方程转化为简单的代数方程，方便求解。

3.2 解析函数在物理学中的应用在物理学中，由于解析函数具有无穷阶可导的性质，可以描述流体、电磁场等物理现象的复杂运动和分布规律，因此在物理学中应用广泛。