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草稿:
复变函数从概念上理解是很简单的:一个普通的实变函数,例如f(x)=x²,如果想将其与复数联系起来,最自然的方法是直接将其中的“x”换成“z”,其中,z=a+bi,得到f(z)=z² ,但稍微想想,这种函数与普通的n元函数大有不同:普通的n元函数是将n维空间中的点映射成一个数,因此我们就可以构造一个n+1维的空间去描绘相应的函数图像,而我们构造出的w=f(z)自变量需要两个独立的实数表达,因变量同样需要两个独立实数!也就是说,复变函数w=f(z)是两个复平面之间的映射,是平面与平面上点的一一对应。而且深入一点就能发现,对于一类称为解析函数的复变函数,映射f(z)能使z平面上的图形夹角在变换到w平面时保持不变,即保角变换。这表明解析函数具有优良的拓扑性质。
现在我们提到了一个概念,叫解析函数,据说它具有优良的函数性质,那么何谓优良呢?首先我们需要穷尽所以可能表达复变函数的方式,即:
\w=u(x,y)+iv(x,y)\
其中,u,v都是任意的二元函数,但这种表达里含有实数x,y,而复变函数最自然的方式当然是整个表达式里只有复数,于是我们引入共轭复数:
\z*=x-iy
(z=x+iy)
∴......
\
这样,任意复变函数都可以化成上面那样。现在,我们从复变函数与实变函数对称性的角度考虑,那么共轭复数z*就是一个不和谐的存在。如果z*不存在,那么实变复变就可以自然地相互转化,即只需将实变量x与复变量z简单地互换。具有这种对称性的复变函数无疑具有优良性质,我们把这一类函数称为解析函数。(个人视角,一般书上是从复变函数可导的角度出发,导出C-R条件,进而引入解析函数的概念)
由于不显含z*,解析函数必满足:
\
(偏w)/(偏z*)=0
\
更常用地,这个条件等价于:
\
\
称为C-R条件
2016年09月19日 14点09分
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我的大致思路就是这样
2016年09月19日 14点09分
可以,写的不错
2016年09月19日 15点09分
回复 98CHR :不如直接来点计算吧
2016年09月19日 15点09分
@学渣之最 其实我也是这样想的,但是基础不普及怎么深入计算
![[汗]](/static/emoticons/u6c57.png)
不能让所有人都和你一样半吊子
2016年09月19日 15点09分
level 15
在考虑f(z)的各种性质时,我们一定要记住的一点是i仅仅是一个常数,只不过这个常数的性质比较特殊,它的平方是-1。
于是我们可以将一些实函数的性质转移到复变函数上。例如,定义复变函数的导数f'(z)为
此处插入公式
换层
这里Δz是复平面上趋于0的复数(这要考虑所有模充分小的复数Δz,而不仅仅是从某个特定方向趋近于0,这里的情形与二重极限几乎完全相同)
2016年12月03日 13点12分
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4.复变函数的导数
2016年12月09日 15点12分
level 15
许多书上喜欢记i为√-1。但是这种记法会引来一些问题,甚至让人概念混乱。
我们来考虑(-i)的平方,它的值与i平方相同,均为-1。如果使用算术平方根的记号√,我们知道对正数a,√a一定是大于0的。在复数上我们没有实数的排序,也就无法比较大小。那么,怎么可以确定√-1到底是i还是-i?
如果你仍然认为可以选择虚部为正的那个(也就是i)记为√-1,那么我们再来考虑这样的两个数:-1+i,1-i.它们的平方都是-2i。那么√(-2i)又记为哪一个呢?这在符号选取上就出现了模棱两可的状况。所以以后处理所有带根号的复数运算时,一定要注意到 √ 不可随意使用。后面说到复变函数中的多值函数会讲到这一问题。
2016年12月03日 13点12分
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![[真棒]](/static/emoticons/u771fu68d2.png)
写的不错!
2016年12月03日 14点12分
2.复数根号运算
2016年12月09日 15点12分
level 15
注意到上面给出的C-R条件和之前我们熟知的曲线积分中的格林公式,我们可以得到很多复积分的结论。
我们先通过一两个例子来熟悉复变函数的积分。
1.考虑f(z)=1/z。
取任意一条围绕原点的路径(不经过原点),考虑这路径上的积分
此处插入公式
我们刚刚已经强调过i是一个常数,所以
dz=d(x+iy)=dx+idy.
1/z=1/(x+iy)
=(x-iy)/(x^2+y^2).
则
此处插入公式
讨论此积分时我们可以直接利用1/z满足C-R条件这一性质。那么取一个充分小的圆心为原点的圆使这个圆完全在这个路径内,考虑这个圆和路径间的区域,由格林公式知
此处插入公式
但该二重积分值为0,所以我们这里已经证明了积分值与路径无关,只与它包含的不解析点性质有关。其实这个结论对所有解析函数是通用的,以后这贴子内将直接使用这个结论。
设这个圆半径为r,由于x^2+y^2=r^2,所以最终计算得到
此处插入公式
2016年12月03日 13点12分
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修改部分内容
复变函数从概念上理解是很简单的:一个普通的实变函数,例如f(x)=x²,如果想将其与复数联系起来,最自然的方法是直接将其中的“x”换成“z”,其中,z=a+bi,得到f(z)=z² ,但稍微想想,这种函数与普通的n元函数大有不同:普通的n元函数是将n维空间中的点映射成一个数,因此我们就可以构造一个n+1维的空间去描绘相应的函数图像,而我们构造出的w=f(z)自变量需要两个独立的实数表达,因变量同样需要两个独立实数!也就是说,复变函数w=f(z)是两个复平面之间的映射,是平面与平面上点的一一对应。而且深入一点就能发现,对于一类称为解析函数的复变函数,映射f(z)能使z平面上的图形夹角在变换到w平面时保持不变,即保角变换。这表明解析函数具有优良的拓扑性质。
现在我们提到了一个概念,叫解析函数,据说它具有优良的函数性质,那么何谓优良呢?首先我们需要穷尽所以可能表达复变函数的方式,即:
此处插入公式
\w=u(x,y)+iv(x,y)\
其中,u,v都是任意的二元函数,但这种表达里含有实数x,y,而复变函数最自然的方式当然是整个表达式里只有复数,于是我们引入复数及其共轭复数:
此处插入公式
\z*=x-iy
(z=x+iy)
∴......
\
这样,任意复变函数都可以化成上面那样。现在,我们从复变函数与实变函数对称性的角度考虑,那么共轭复数z*就是一个不和谐的存在。如果z*不存在,那么实变复变就可以自然地相互转化,即只需将实变量x(注意这里的x不是指z的实部)与复变量z简单地互换。具有这种对称性的复变函数无疑具有优良性质,我们把这一类函数称为解析函数。(一般书上是从复变函数可导的角度出发,导出C-R条件,进而引入解析函数的概念)
由于不显含z*,解析函数必满足:
此处插入公式
\
(偏w)/(偏z*)=0
\
更常用地,这个条件等价于:
此处插入公式
\
\
称为C-R条件
2016年12月09日 15点12分
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3.复变函数基础内容
2016年12月09日 15点12分
level 15
由于复变函数的导数可以使用实变函数中完全相同的方法得到,再加上这个贴仅仅是一个普及贴,所以这里不赘述。我们给出结论:
(sinz)'=cosz,(cosz)'=-sinz
(e^z)'=e^z
(z^n)'=n z^(n-1)(n是整数)
可以看出,这完全和实变函数的结论相同。
对数函数,反三角函数与z^a(a不是整数)均为复变多值函数,这里先避免提及,它们和我们所见到的对应的实变函数有很多不同的性质,这里先指出:它们的导数没什么不同。
注意,不讨论a不为e时的函数a^z,这没有必要(书上找不到这样定义的函数。如果规定了lna的值,a^z也可以用e为底的指数函数定义出来)。
2016年12月09日 15点12分
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