复变函数总结完整版

内容发布更新时间 : 2024/11/9 2:39:09星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第一章 复数

1 i2=-1 i??1 欧拉公式 z=x+iy

实部Re z 虚部 Im z

2运算 ① z1?z2?Rez1?Rez2 Imz1?Imz2

②?z1?z2??Re?z1?z2??Im?z1?z2???Rez1?Rez2???Imz1?Imz2?

z1?z2③

??x1?iy1??x2?iy2??x1x2?ix1y2?ix2y1?y1y2??x1x2?y1y2??i?x1y2?x2y1?

z1z1z2?x1?iy1??x2?iy2?x1x2?y1y2y1x2?x1y2 ????i2222z2z2z2?x2?iy2??x2?iy2?x2?y2x2?y2⑤z?x?iy 共轭复数

z?z??x?iy??x?iy??x2?y2 共轭技巧

运算律 P1页

3代数,几何表示

z?x?iy z与平面点?x,y?一一对应,与向量一一对应

辐角 当z≠0时,向量z和x轴正向之间的夹角θ,记作θ=Arg z=?0?2k? k=±1±2±3…

把位于-π<?0≤π的?0叫做Arg z辐角主值 记作?0=argz0

4如何寻找arg z

例:z=1-i ?z=i

?4

? 2?z=1+i

4z=-1 π

5 极坐标: x?rcos?, y?rsin? z?x?iy?r?cos??isin??

i?利用欧拉公式 e?cos??isin?

可得到 z?re

i?z1?z2?r1ei?1?r2ei?2?r1r2ei?1?ei?2?r1r2ei??1??2?

6 高次幂及n次方

zn?z?z?z??????z?rnein??rn?cosn??isinn??

凡是满足方程??z的ω值称为z的n次方根,记作

n??nz

z?rei???2k????n 即r??n

??2k??n? ????r ??2k?n

1n第二章解析函数

1极限 2函数极限

① 复变函数

对于任一Z?D都有W?? 与其对应??f?z? 注:与实际情况相比,定义域,值域变化 例 f?z??z

②limf?z??? z?z0 称f?z?当z?z0时以A为极限

z?z0☆ 当??f?z0?时,连续 例1

证明f?z??z在每一点都连续

证:f?z??f?z0??z?z0?z?z0?0 z?z0 所以f?z??z在每一点都连续

3导数

f??z0??limz?z0f?z??f?z0?df?z? ?z?z0zz?z0'例2 f?z??C 时有 ?C??0

证:对?z有lim?z?0f?z??z??f?z?C?C?lim?0 所以?C?'?0 ?z?0?z?z例3证明f?z??z不可导 解:令??z?z0

f?z??f?z0?z?z0z?z0?x?iy ????z?z0z?z0z?z0?x?iy当??0时,不存在,所以不可导。

定理:f?z??u?x,y??iv?x,y?在z?x?iy处可导?u,v在?x,y?处可微,且满足C-R

条件

?u?v?u?v?u?v?i ??? 且f??z??

?x?x?x?y?y?x例4证明f?z??z不可导

解:f?z??z?x?iy 其中u?x,y??x v?x,y???y u,v 关于x,y可微

?u?v?1???1 不满足C-R条件 所以在每一点都不可导 ?x?y例5 f?z??Rez

解:f?z??Rez?x u?x,y??x v?x,y??0

?u?v?1??0 不满足C-R条件 所以在每一点都不可导 ?x?y例6: f?z??z

2解:f?z??z2?x2?y2 其中u?x,y??x2?y2 v?x,y??0

根据C-R条件可得2x?0,2y?0?x?0,y?0 所以该函数在z?0处可导

4解析

若f?z?在z0的一个邻域内都可导,此时称f?z?在z0处解析。 用C-R条件必须明确u,v

四则运算?f?g??f??g? ?f?g?z????f??g??g??z? ?kf?????kf? ?zn???nzn?1

?z ?f?g??f??g?f?g? ☆e????ez

???f?f??g?f?g?? ?2?g?g?例:证明f?z??ez e????ezz

解: f?z??ez?excosy?iexsiny 则u?x,y??excosy v?x,y??exsiny

?u?v?excosy??excosy ?x?y?u?v??exsiny????exsiny 任一点z?x?iy处满足C-R条件 ?y?xz所以e处处解析 f??z???u?v?i?excosy?iexsiny?ez ?x?x练习:求下列函数的导数

f?z??z?z

22232233223解: f?z??z?z?x?y?x?iy??x?ixy?xy?iy?x?xy?ixy?y

2????u?x,y??x3?xy2 v?x,y??x2y?y3 所以

?u?2xy ?y?u?v?3x2?y2 ?x2?3y2 ?x?yC-R

方程可得

??v??2xy 根据?x?u?v?3x2?y2??x2?3y2 ?x?y?u?v?2xy????2xy ?x?0,y?0 ?y?x所以当z?0时f?z?存在导数且导数为0,其它点不存在导数。

初等函数

Ⅰ常数

Ⅱ指数函数 ez?ex?cosy?isiny?

① 定义域 ② e1?ezz2??ez1?z2 ③ ez?2?i?ez?cos2??isin2???ez④?ez??ez

Ⅲ对数函数 称满足z?e?的?叫做z的对数函数,记作??lnz

分类:类比nz的求法(经验) 目标:寻找? ??arg?幅角主值

?i?可用:z?e z?re ??u?iv

i??u?iv?eu?eiv?rei? ?r?eu,ei??eiv 过程:z?re?e?e?u?lnr,v???2k? k?0,?1,?2??????

??u?iv?lnr?i???2k???lnr?i?rgz?lnz?i?argz?2k??

k?0,?1,?2??????

例:求Ln??1? Ln?1?i? Ln?i? 的值

arg??1???

Ln??1??ln?1?i?arg??1??2k???i??2k?1? k?0,?1,?2??????

arg?1?i???4

Ln?1?i??ln1?i?i?arg?1?i??2k???arg?i??1???ln2?i??2k?? k?0,?1,?2?????? 2?4??2

???Ln?i??lni?i?argi?2k???1?i??2k?? k?0,?1,?2??????

?2?Ⅳ幂函数 对于任意复数?,当z?0时

??z??e?Lnz

例1:求i解

1?i的值

i1?i?elni1?i?e?1?i?L?e?lni?i?1?i?n?i??i?e????1?i?i??2k??Ar?2??e???i?1????2k??g?2?

k?0,?1,?2??????

例2:求?1?i?3?i?eln?1?i?3?i?e?3?i?ln?1?i??e1????3?i???ln2?i???2k???????2?4??

Ⅴ三角函数

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