复变函数知识点总结汇编
复变函数总结完整版
复变函数总结完整版第一章 复数12i =-11-=i 欧拉公式z=x+iy实部Re z 虚部Im z2运算①2121Re Re z z z z =⇔≡21Im Im z z =②()()()()()2121212121Im Im Re Re Im Re z z z z z z z z z z++±=±+±=±③()()()()1221212121122121221121y x y x i y y x x y y y ix yix x x iy x iy x z z ++-=-++=++=⋅④()()()()222221212222212122222211222121y x y x x y iy x y y x x iy x iy x iy x iy x z z z z zz+-+++=-+-+==⑤iy x z -= 共轭复数()()22y x iy x iy x z z +=-+=⋅ 共轭技巧运算律 P1页3代数,几何表示iyx z += z 与平面点()y x ,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=πθk 20+ k=±1±2±3…把位于-π<0θ≤π的0θ叫做Arg z 辐角主值 记作0θ=0arg z4如何寻找arg z例:z=1-i4π-z=i 2π z=1+i 4π z=-1 π5极坐标: θcos r x =, θsin r y =()θθsin cos i r iy x z +=+=利用欧拉公式 θθθsin cos i e i += 可得到θi re z =()21212121212121θθθθθθ+=⋅=⋅=⋅i i i i i e r r e e r r e r e r z z6 高次幂及n 次方()θθθn i n r e r z z z z z n in n n sin cos +==⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=凡是满足方程zn=ω的ω值称为z 的n 次方根,记作 nz=ω ()nk i re z ωπθ==+2即nr ω=nr1=ωϕπθn k =+2nk πθϕ2+=第二章解析函数1极限 2函数极限① 复变函数对于任一D Z ∈都有E ∈W 与其对应()z f =ω 注:与实际情况相比,定义域,值域变化 例 ()z z f = ②()A =→z f z z 0limz z → 称()z f 当0z z →时以A 为极限 ☆当()0z f =A 时,连续例1 证明()z z f =在每一点都连续 证:()()00→-=-=-z z z z z f z f 0z z →所以()z z f =在每一点都连续3导数()()()()000limz z z z z z df z z z f z f z f =→=--='例2()Cz f = 时有 ()0'=C证:对z ∀有()()0lim lim 0=∆-=∆-∆+→∆→∆zCC z z f z z f z z 所以()0'=C例3证明()z z f =不可导 解:令0z z -=ω()()iyx iyx z z z z z z z z z z z f z f +-==--=--=--ωω000000当0→ω时,不存在,所以不可导。
复变函数重要知识点总结
复变函数重要知识点总结复变函数是数学中一个非常重要的分支,它在数学、物理、工程等领域都有着广泛的应用。
下面将对复变函数的一些重要知识点进行总结。
一、复数的基本概念复数是由实数和虚数组成的数,通常表示为$z = x + yi$,其中$x$ 称为实部,$y$ 称为虚部,$i$ 是虚数单位,满足$i^2 =-1$。
复数的模长定义为$|z| =\sqrt{x^2 + y^2}$,表示复数在复平面上的距离。
复数的辐角定义为$\theta =\arctan\frac{y}{x}$,表示复数与实轴正方向的夹角。
二、复变函数的定义复变函数是定义在复数域上的函数,通常表示为$w = f(z)$,其中$z$ 是自变量,$w$ 是因变量。
复变函数的导数定义与实函数类似,但需要满足柯西黎曼方程:$\frac{\partial u}{\partial x} =\frac{\partial v}{\partial y}$,$\frac{\partial u}{\partial y} =\frac{\partial v}{\partial x}$,其中$f(z) = u(x,y) + iv(x,y)$。
三、解析函数如果一个复变函数在某点及其邻域内可导,就称该点为函数的解析点。
如果函数在一个区域内处处解析,就称该函数为解析函数。
解析函数具有很多良好的性质,如柯西定理、柯西积分公式等。
四、复变函数的积分复变函数的积分定义为沿着一条曲线对函数进行积分。
柯西定理指出,如果函数在一个单连通区域内解析,那么沿着该区域内任何一条闭合曲线的积分都为零。
柯西积分公式则给出了函数在某点的值与沿着该点周围闭合曲线的积分之间的关系。
五、级数复级数包括幂级数和 Laurent 级数。
幂级数是形如$\sum_{n=0}^{\infty} a_n (z z_0)^n$ 的级数。
收敛半径可以通过比值法或根值法求得。
Laurent 级数是在圆环域内展开的级数,包括正则部分和主要部分。
(完整版)复变函数知识点总结
(完整版)复变函数知识点总结复变函数知识点总结1. 复数与复变函数- 复数是实数和虚数的组合,可表示为a + bi的形式,其中a和b分别是实部和虚部。
- 复变函数是以复数为自变量和因变量的函数,例如f(z)。
2. 复变函数的运算规则- 复变函数的加法和减法:对应实部和虚部进行分别运算。
- 复变函数的乘法:使用分配律进行计算。
- 复变函数的除法:使用共轭形式并应用分配律和除法规则。
3. 复变函数的解析表示- 复变函数可以用级数形式表示,即幂级数或洛朗级数。
- 幂级数表示为f(z) = ∑(c_n * (z - z_0)^n),其中c_n是幂级数的系数,z_0是展开点。
- 洛朗级数表示为f(z) = ∑(c_n * (z - z_0)^n) + ∑(d_n * (z -z_0)^(-n))。
4. 复变函数的性质- 全纯性:如果一个函数在某个区域内都是解析的,则称其为全纯函数。
- 解析性:如果一个函数在某一点附近有解析表示,则称其为解析函数。
- 保角性:保持角度的变化,即函数对角度的保持。
- 映射性:函数之间的对应关系,实现从一个集合到另一个集合的映射。
5. 复变函数的应用- 物理学:用于描述电磁场、电路等问题。
- 工程学:用于信号处理、图像处理等领域。
- 统计学:用于数据分析、模型拟合等方面。
6. 复变函数的计算方法- 积分计算:使用路径积分或者柯西公式进行计算。
- 极限计算:使用洛朗级数展开或级数加和求解极限。
- 零点计算:使用代数方法或数值解法求解函数的零点。
以上是复变函数的知识点总结,希望对您有所帮助!。
复变函数复习(主要知识点)
• Ch6. 留数及应用
1.留数的定义及计算 2.利用留数定理计算复积分 3.利用 点的留数计算复积分 4. 利用留数计算实积分
部分实例
1. ez
|z|3
(
z
i)2
(
z
dz 1)
2. z |z|3(z1)12(z2)(z4)dz
3. I
dx
0 (4 x2)2
4.
I xsin xdx 0 x2 1
• Ch3. 复积分
1. 利用参数方程计算积分:
b
Cf(z)dzaf(z(t))z'(t)dt (C :zz(t),t:a b )
2. Cauchy积分定理、推广的Cauchy积分定理(复 合闭路定理)、Cauchy积分公式、高阶导数公 式
3. 利用原函数计算复积分 4. 调和函数及相关计算
部分实例
• Ch4. 幂级数
1.复数项级数的敛散性(绝对收敛、条件收敛) 2.幂级数收敛半径的计算 3.解析函数的Taylor展开 4. 三大定理
• Ch5. 洛朗级数与孤立奇点
1. 解析函数在圆环域内展开为洛朗级数 2.孤立奇点的定义、分类及判断
部分实例
1.
f(z)1在 1 |z 1 | 内 展 开 为 洛 朗 级 数 z(z 1 )
复数复数的表示复数的模辐角和辐角主值区域与曲线相关概念复变函数概念2复数的化简复数的四则运算2
主要知识点
• Ch1. 复数与复变函数
1. 复数、复数的表示、复数的模辐角和辐角主值、 区域与曲线相关概念、复变函数概念 2. 复数的化简、复数的四则运算、复数的乘方与 开方 Nhomakorabea 部分实例
1. ,求 z 2 2 3i 3 4i
复变函数与积分变换重要知识点归纳
复变函数复习重点(一)复数的概念1.复数的概念:z x iy =+,,x y 是实数,()()Re ,Im x z y z ==.21i =-. 注:一般两个复数不比较大小,但其模(为实数)有大小.2.复数的表示1)模:z=2)幅角:在0z ≠时,矢量与x 轴正向的夹角,记为()Arg z (多值函数);主值()arg z 是位于(,]ππ-中的幅角。
3)()arg z 与arctan y x之间的关系如下:当0,x >arg arctan y z x=;当0,arg arctan 0,0,arg arctan yy z x x y y z xππ⎧≥=+⎪⎪<⎨⎪<=-⎪⎩; 4)三角表示:()cos sin z z i θθ=+,其中arg z θ=;注:中间一定是“+”号。
5)指数表示:i z z e θ=,其中arg z θ=。
(二)复数的运算1.加减法:若111222,z x iy z x iy =+=+,则()()121212z z x x i y y ±=±+±2.乘除法:1)若111222,z x iy z x iy =+=+,则()()1212122112z z x x y y i x y x y =-++;()()()()112211112121221222222222222222x iy x iy z x iy x x y y y x y x i z x iy x iy x iy x y x y +-++-===+++-++。
2)若121122,i i z z e z z e θθ==,则()121212i z z z z e θθ+=;()121122i z z ez z θθ-=3.乘幂与方根1) 若(cos sin )i z z i z e θθθ=+=,则(cos sin )nnn in z z n i n z e θθθ=+=。
复变函数总复习资料
总结词
导数与微分在解决实际问题中具有广泛的应 用。
详细描述
导数与微分的应用包括求函数的极值、判断 函数的单调性、求函数的拐点、近似计算等 。这些应用在物理学、工程学、经济学等领 域都有广泛的应用,如波动方程、热传导方 程、弹性力学等领域的研究都需要用到复变
函数的导数与微分。
04
复变函数的积分
积分的定义与性质
解析性是实变函数的导数的定义基础,因此解析性在实变函数中有 着广泛的应用。
在复变函数中的应用
解析性是复变函数的导数的定义基础,因此解析性在复变函数中有 着广泛的应用。
在物理中的应用
解析性在物理中也有着广泛的应用,例如在电磁学、光学等领域中, 解析性可以帮助我们更好地理解物理现象。
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总结词
复数与复变函数在物理、工程等领域有广泛应用。
详细描述
复数与复变函数在物理、工程等领域有广泛的应用。例如,在电路分析中,电压和电流可以用复数表示,方便计 算;在信号处理中,复数可以用于表示和处理信号;在量子力学中,波函数通常用复数表示。此外,许多数学问 题也可以通过复数和复变函数得
总结词
复变函数是定义在复数域上的函数,具有连续性、可微性等 性质。
详细描述
复变函数是定义在复数域上的函数,其定义与实数域上的函 数类似,但具有更丰富的性质。复变函数可以具有连续性、 可微性、解析性等性质,这些性质在研究复变函数的积分、 微分、级数等数学问题中具有重要作用。
复数与复变函数的应用
幂级数的概念与性质
定义
幂级数是无穷多个形如$a_n x^n$的项按照一定的顺 序排列的数列,其中$a_n$是常数,$x$是变量。
性质
收敛半径,幂级数的展开式,幂级数的加减乘除等。
复变函数总结
复变函数总结复变函数,又称为复数函数,是数学中重要的一个分支。
它在物理、工程、经济等领域具有广泛的应用。
复变函数的研究主要涉及复数、复平面、复数域的性质,以及复数函数的导数、积分等基本理论。
在本文中,我将对复变函数的基本概念、性质和常见应用进行总结。
一、复数的基本概念复数是由实数和虚数构成的数,通常表示为a+bi,其中a为实部,b为虚部,而i为虚数单位,满足i²=-1。
复数可以表示平面上的一个点,实部对应横坐标,虚部对应纵坐标。
复数的加法、减法、乘法和除法规则与实数的运算规则相似。
二、复平面与复函数复平面是由复数构成的平面,以复数的实部和虚部作为坐标轴。
复函数是定义在复数域上的函数,可以将复数作为自变量和因变量。
复函数在复平面上的图像通常是曲线、点或者区域。
三、复变函数的性质1. 解析性:复变函数在一个区域内解析,意味着它在该区域内具有连续性和光滑性,并且在该区域内无奇点。
2. 洛朗级数展开:复变函数可以用洛朗级数展开,即可以由一个主要部分和无穷个幂级数按次幂递减的项组成。
3. 共轭函数:对于复变函数f(z),其共轭函数为f*(z),实部相同,虚部取相反数。
4. 解析函数的判别:柯西-黎曼方程是判断一个函数在某一点是否解析的重要工具,同时也是复变函数的基本性质之一。
5. 调和函数:调和函数是一类特殊的复变函数,满足拉普拉斯方程。
四、复变函数的应用1. 电路分析:复变函数可以用来分析交流电路中的电流和电压,特别是在包含电感和电容的电路中,通过构造复变函数的拉普拉斯变换可以简化问题。
2. 流体力学:复变函数在描述流体的速度场、压力场和流线的分析中具有重要作用,特别是在无旋场和无散场的情况下。
3. 光学:复变函数可用于描述光波的传播和干涉现象,以及计算透镜的成像和衍射效应。
4. 统计学:复数也可应用于统计学中,如复数正态分布在处理随机变量时具有一定的优势。
5. 量子力学:复变函数是量子力学中运动状态和波函数的基础,通过复变函数可以描述粒子的行为以及能量的量子化。
复变函数与积分变换复习重点总结
复变函数与积分变换复习重点总结一、复变函数基本概念1.复数的定义与运算规则。
复数由实部和虚部构成,在复平面上表示为点,加减乘除等运算遵循分配律。
2.复平面及相关概念。
复平面是复数集合在直角坐标系上的表示,实部和虚部在坐标轴上的投影分别对应x轴和y轴,共轭复数、模、幅角等概念。
3.复变函数的定义与性质。
复变函数表示为z的其中一种函数,具有实变量函数的性质,例如连续性、可微性等。
二、整函数1.整函数的定义与性质。
整函数指复变函数在全复平面都解析,可以用无穷级数表示为幂级数形式。
2.全纯函数与调和函数。
全纯函数是整函数的一种特殊情况,对应于实变量函数的解析函数,调和函数满足拉普拉斯方程。
3.零点与奇点。
零点是整函数取值为0的点,奇点是整函数在一些点上无定义或有定义但不解析的点。
4.极限定理与唯一性定理。
解析函数具有一致性和唯一性,即零点有稠密性,且相同函数在相同域上必然一致。
三、留数定理1.留数的概念与计算方法。
留数是复变函数在奇点处的残余,可以通过留数公式计算得到,留数与曲线积分的关系。
2. 留数定理与积分公式。
留数定理为计算曲线闭合积分提供了便捷的方法,包括留数定理、Cauchy积分公式、Cauchy积分定理等。
3.洛朗展开与留数计算。
洛朗展开将复变函数表示为一部分主要项和无穷级数项的形式,通过计算主要项的留数可以快速得到积分结果。
四、解析函数与幂级数展开1.解析函数的定义与性质。
解析函数是在一些域上解析的复变函数,具有在其定义域上处处可微的特点,可以表示为幂级数形式。
2.幂级数展开与泰勒级数。
将解析函数表示为幂级数展开的形式,其中泰勒级数是幂级数的一种特殊情况,可以用于近似计算。
3.余项估计与收敛半径。
余项估计用于估计幂级数展开的误差范围,收敛半径表示幂级数展开的有效范围。
4.解析函数的四则运算与复合函数。
解析函数具有基本的四则运算和复合运算规则,可通过幂级数展开来计算。
五、积分变换1.积分变换的基本概念与性质。
大一复变函数一知识点总结
大一复变函数一知识点总结
1.复数的引入和初步运算:
复数可以表示为实部和虚部的和,记作z=a+bi,其中a为实部,b为虚部,i为虚数单位,i²=-1、复数有加法、减法、乘法和除法等运算规则。
复数的共轭是实部不变、虚部变号的复数。
2.复变函数的极限和连续性:
设f(z)在z₀附近有定义,如果对于任意给定的ε>0,存在δ>0,使得当z≠z₀且,z-z₀,<δ时,有,f(z)-f(z₀),<ε,则称f(z)在z₀处有极限,记作lim┬(z→z₀)f(z)=A。
复变函数的极限和连续性的性质与实函数类似,可以通过极限的性质推导出复变函数的运算和连续性。
3.复变函数的导数与导函数:
复变函数f(z)在z₀处可导的充要条件是它在z₀处连续,且存在有限的复数A,使得lim┬(Δz→0)(f(z₀+Δz)-f(z₀))/Δz=A。
复变函数的导数有和实函数类似的性质,例如导数是唯一的、导数存在的条件等。
4.全纯函数和调和函数:
在学习复变函数的过程中,还需要掌握一些基本的技巧和方法,例如利用导数和积分求解特定的问题、使用柯西-黎曼方程证明全纯函数的性质、使用拉普拉斯方程解决实际问题等等。
在实际应用中,复变函数在物理、工程、经济等领域发挥着重要作用,因此对复变函数的理解和掌握是十分必要的。
综上所述,大一复变函数一主要学习了复数的引入和初步运算、复变函数的极限和连续性、导数与导函数、全纯函数和调和函数等知识点,掌握了这些知识点可以帮助我们理解和运用复变函数在实际中的应用。
复变函数复习要点
复变函数复习要点第一章复习要点1、熟悉复数的三种表示,熟练掌握复数基本运算(加、减、乘除、乘方、开方以及共轭运算)并熟悉其它们的几何意义;2、熟练掌握直线和圆周的各种形式的复数方程;3、熟练掌握用复数关系来表示平面点集,能画出复数关系表示的平面点集的草图,并能判断一个给定的平面点集是否区域,如果是区域还要能判定此区域是单连通区域还是多连通区域;4、熟悉复变函数的三种表示(代数表示、极坐标表示、映射表示),熟练掌握复变函数极限和连续的定义以及复变函数极限、连续与其实部、虚部二元函数极限和连续的关系。
5、能准确地写出并证明复变函数极限和连续的基本性质(如:局部不等性、局部有界性等);掌握有界闭集上连续函数的整体性质(有界性、模函数的最值性、一致连续性)。
第二章复习要点1、熟练掌握复变函数导数和微分的定义,复变函数导数的运算法则;2、熟练掌握解析函数的定义(包括区域内解析、一点解析和闭区域上解析),熟悉复变函数在一点可导和解析的关系,以及复变函数在区域内解析(在闭区域上解析)与在点的解析的关系;熟练掌握解析函数的运算法则(包括四则运算、复合运算、逆运算);3、熟练掌握复变函数可导和解析的充要条件以及利用实部、虚部两个二元函数的偏导数计算复变函数导数的计算公式,能利用充要条件准确判断给定的具体复变函数在平面上的可到性和解析性;熟悉复变函数可导和解析的柯西—黎曼条件,能熟练地运用柯西-黎曼条件解决解析函数为常函数的各种条件;4、熟练掌握解析函数与其实部、虚部两个二元函数调和的关系,并能利用解析函数的实部或虚部,求出虚部或实部,从而求出解析函数;5、熟悉常用的初等单值解析函数(如:常函数,多项式函数、有理函数,指数函数,三角函数,双曲函数);6、熟悉讨论多值函数的基本方法(找支点,作支割线,将多值函数的各分支函数单值化),并熟练掌握幅角函数、对数函数、根式函数和一般幂函数的单值化方法;7、熟悉幅角函数、对数函数、根式函数、一般幂函数的一般计算(即直接利用这些函数的结构表示来计算);8、熟练幅角连续改变量的计算公式;熟练掌握幅角函数、对数函数、根式函数、一般幂函数的分支函数的已知初值求终值的公式,并能用这些公式正确计算相应的分支函数的函数值;P z是多项式)的单值化方法(包括支点的确定方法,支割线的作法),9、()以及它的分支函数的已知初值求终值的公式。
《复变函数》总结
复变小结1.幅角(不赞成死记,学会分析).2argtg 20,0,0,0,arctg 0,0,20,arctg arg πππππ<<-⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=<≠<±≠=±>=x y y x y x x y y x x x y z 其中 -∏<arg z ≤∏Arg(z1z2)=Argz1+Argz2 Arg(z1/z2)=Argz1-Argz2 2. 求根:由z=θi e =r(cos θ+isin θ)得z n =e in θ=r n (cosn θ+isinn θ) 当r=1时,)sin (cos θθi n +=)sin (cos θθn i n + (*1) 当z w n =w= (*2) z arg =θ 例: 可直接利用(*1)式求解可令z=1+i,利用(*2)式求解 3.复函数:a. 一般情况下:w=f(z),直接将z=x+iy 代换求解但遇到特殊情况时:如课本P12例1.13(3)可考虑: z=θi e =r(cos θ+isin θ)代换。
()222cos sin 0,1,2,,1k k n n k i n n n n z rer i k n θπθπθπ+++==+=-L 求方根公式(牢记!):其中。
10(sin cos )55i ππ+41i+b.对于P12例题 1.11可理解为高中所学的平面上三点(A,B,C )共线所满足的公式:(向量) OC=tOA+(1-t )OB=OB+tBAc.对于P15例题1.14中可直接转换成X 和Y 的表达式后判断正负号来确定其图像。
d.判断函数f(z)在区域D 内是否连续可借助课本P17定义1.84.解析函数,指数,对数,幂、三角双曲函数的定义及表达式,能熟练计算,能熟练解初等函数方程a.在某个区域内可导与解析是等价的。
但在某一点解析一定可导,可导不一定解析。
b.柯西——黎曼条件,自己牢记:(注意那个加负那个不加)c.指数函数:复数转换成三角的定义。
复变知识点 总结
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)。
复变函数知识点总结
复变函数知识点总结1. 复数及复平面- 复数由实部和虚部组成,形式为 `z = a + bi`,其中 `a` 为实部,`b` 为虚部,`i` 为虚数单位。
- 复平面将所有复数表示为二维平面上的点,实轴表示实部,虚轴表示虚部。
- 复数可用极坐标和指数形式表示。
2. 复变函数的定义与性质- 复变函数是将复数域映射到复数域的函数。
- 复变函数的导数称为复导数,由极限定义及柯西—黎曼方程求得。
- 复变函数的连续性与分析性与实变函数类似。
3. 元素函数- 复指数函数:`exp(z) = e^z`,其中 `e` 为自然对数的底数。
- 复对数函数:`Log(z) = ln|z| + i(arg(z) + 2πn)`,其中 `arg(z)` 是复数 `z` 的辐角。
- 复正弦函数:`sin(z) = (e^(iz) - e^(-iz))/(2i)`。
- 复余弦函数:`cos(z) = (e^(iz) + e^(-iz))/2`。
4. 复变函数的级数展开- 柯西—黎曼方程可推导出复变函数的泰勒级数展开。
- 复变函数的泰勒级数展开在某一区域内收敛于该函数。
5. 复积分- 路径积分:沿曲线的积分,路径可用参数方程表示。
- 狭义路径积分与宽义路径积分分别对应于可积与不可积的情况。
- 围道积分:路径围成的图形内积分。
6. 复变函数的解析性- 柯西—黎曼方程刻画了函数在一个区域内的解析性。
- 解析函数满足柯西—黎曼方程,其导函数也是解析函数。
7. 复变函数的应用- 复变函数在电路分析、流体力学、量子力学等领域具有广泛应用。
以上是对复变函数的一些知识点的总结,希望能为您提供参考。
复变函数复习资料
(一)复数的概念1.复数的概念:z x iy =+,,x y 是实数, ()()Re ,Im x z y z ==.21i =-. 注:一般两个复数不比较大小,但其模(为实数)有大小. ①两个复数相等,当且仅当它们的实部与虚部分别相等。
②一个复数等于零,当且仅当它的实部与虚部同时等于零。
③称复数x+iy 和x-iy 互为共轭复数。
2.复数的表示1)模:z=2)幅角:在0z ≠时,矢量与x 轴正向的夹角,记为()Arg z (多值函数);主值()arg z 是位于[)π2,0中的幅角。
(()Arg z 有无穷个值,()arg z 是复数z 的辐角的主值()Arg z =()arg z +2k π3)()arg z 与arctan y x之间的关系如下: 当0,x > arg arctanyz x=;当0,arg arctan 0,0,arg arctan yy z x x y y z xππ⎧≥=+⎪⎪<⎨⎪<=-⎪⎩; 4)三角表示:)sin (cos z θθi r +=,其中)(r z g A =θ;注:中间一定是“+”号。
(r=|z|)5)指数表示:θi re =z ,其中)(r z g A =θ。
(二) 复数的运算 1.加减法:若111222,z x iy z x iy =+=+,则()()121212z z x x i y y ±=±+±··2.乘除法:1)若111222,z x iy z x iy =+=+,则()()1212122112z z x x y y i x y x y =-++;()()()()112211112121221222222222222222x iy x iy z x iy x x y y y x y x i z x iy x iy x iy x y x y +-++-===+++-++。
复变函数复习重点
复变函数复习重点(一)复数的概念1.复数的概念:z x iy =+,,x y 是实数, ()()Re ,Im x z y z ==.21i =-. 注:一般两个复数不比较大小,但其模(为实数)有大小.2.复数的表示1)模:z =2)幅角:在0z ≠时,矢量与x 轴正向的夹角,记为()Arg z (多值函数);主值()arg z 是位于(,]ππ-中的幅角。
3)()arg z 与arctan y x之间的关系如下: 当0,x > arg arctan y z x=;当0,arg arctan 0,0,arg arctan yy z x x y y z xππ⎧≥=+⎪⎪<⎨⎪<=-⎪⎩; 4)三角表示:()cos sin z z i θθ=+,其中arg z θ=;注:中间一定是“+” 5)指数表示:i z z e θ=,其中arg z θ=。
(二) 复数的运算1.加减法:若111222,z x iy z x iy =+=+,则()()121212z z x x i y y ±=±+±2.乘除法:1)若111222,z x iy z x iy =+=+,则()()1212122112z z x x y y i x y x y =-++;()()()()112211112121221222222222222222x i y x i y z x i y x x y y y x y x i z x i y x i y x i y x y x y +-++-===+++-++。
2)若121122,i i z z e z z e θθ==, 则()121212i z z z z e θθ+=;()121122i z z e z z θθ-=3.乘幂与方根1)若(cos sin )i z z i z e θθθ=+=,则(cos sin )n nn in z z n i n z e θθθ=+=。
复变函数 知识点
复变函数知识点一、复数的基本概念。
1. 复数的定义。
- 设x,y∈ R,称z = x+iy为复数,其中i为虚数单位,满足i^2=- 1。
x称为复数z的实部,记作x = Re(z);y称为复数z的虚部,记作y = Im(z)。
2. 复数的相等。
- 两个复数z_1=x_1+iy_1和z_2=x_2+iy_2相等,当且仅当x_1=x_2且y_1=y_2。
3. 复数的共轭。
- 对于复数z = x + iy,其共轭复数¯z=x-iy。
共轭复数具有性质:z¯z=x^2+y^2,Re(z)=frac{z + ¯z}{2},Im(z)=frac{z-¯z}{2i}等。
二、复数的四则运算。
1. 加法与减法。
- 设z_1=x_1+iy_1,z_2=x_2+iy_2,则z_1± z_2=(x_1± x_2)+i(y_1± y_2)。
2. 乘法。
- z_1z_2=(x_1+iy_1)(x_2+iy_2)=x_1x_2-y_1y_2+i(x_1y_2+x_2y_1)。
3. 除法。
- frac{z_1}{z_2}=frac{x_1+iy_1}{x_2+iy_2}=frac{(x_1+iy_1)(x_2-iy_2)}{(x_2+iy_2)(x_2-iy_2)}=frac{x_1x_2+y_1y_2}{x_2^2+y_2^2}+ifrac{x_2y_1-x_1y_2}{x_2^2+y_2^2}(z_2≠0)。
三、复数的几何表示。
1. 复平面。
- 复数z = x+iy可以用复平面上的点(x,y)来表示,其中x轴称为实轴,y轴称为虚轴。
2. 复数的模与辐角。
- 复数z = x + iy的模| z|=√(x^2)+y^{2},它表示复数z在复平面上对应的点到原点的距离。
- 复数z≠0的辐角θ满足z=| z|(cosθ + isinθ),辐角不唯一,Arg(z)=θ + 2kπ,k∈ Z,其中θ∈(-π,π]称为z的主辐角,记作θ = arg(z)。
复变函数总结汇总
第一章复数与复变函数、复数几种表示(1)代数表示z =x • yi(2)几何表示:用复平面上点表示(复数z、点z、向量z视为同一概念)(3)三角式:z = r(cosv isi nr)(4)指数式:z = re iT1辐角Argz =arg z 2k 二|zh ,x2y2yarctan丄,x》0,xyarcta n丄+兀,x<0,y〉0xargz={ yarcta n± - x,x<0,yc0x兀/2, x = 0, y:>0-■: /2, x =0,y : 0z - z2i、乘幕与方根(1)乘幕:(2)方根:re i-____ 2k n/t argz.R'z=n:|z|e n , k= 0,1,2,…n—1第二章解析函数一、连续、导数与微分概念类似于一元实变函数求导法则与一元实变函数类似注:(1)点解析=点可导,点可导推不出点解析(2)区域内解析与可导等价二、定理1 W = f (z)=u • iv在Z o可导二u,v在Z o可微,满足C-R方程定理2 w二f⑵二u • iv在区域D内解析(可导)二u,v在区域D内可微,满足C-R方程讨论1 u,v在区域D内4个偏导数存在且连续,满足C-R方程=w = f (z)二u iv在区域D内解析(可导)三、解析函数和调和函数的关系1、定义1调和函数:满足拉普拉斯方程,且有二阶连续偏导数的函数。
定义2设(x,y)^ (x, y)是区域D内调和函数,且满足C-R方程, xx,则称是「的共轭调和函数。
2、定理1解析函数的虚部与实部都是调和函数。
定理2函数在D内解析二虚部是实部的共轭调和函数。
3、问题:已知解析函数的实部(或虚部),求虚部(或实部)理论依据:(1)虚部、实部是调和函数。
(2)实部与虚部满足C-R方程。
求解方法:(例如已知v)(1)偏积分法:先求u x,u y,再求u = udx (y),得出(y)(2)利用曲线积分:求u x,u y,du,再u = u x dx u y dy c(x o,y o)(3)直接凑全微分:求u x,u y,du,再du四、初等函数1、 指数函数 w=e z =e x e iy =e x (cosy i sin y )性质:(1) e z 是单值函数,(2) e z 除无穷远点外处处有定义(3) e z = 0(4) e z 处处解析,(e z )'eZ(5) e z1 Z2 =e Zl e Z2(6) e z 是周期函数,周期是2k 「:i2、 对数函数w =Lnz =ln |z| i argz i2k 二 (多值函数)主值(枝)ln z=l n | z| iargz (单值函数)性质:(1)定义域是z = 0,(2) 多值函数(3) 除去原点和负实轴的平面内连续(5) Ln(wz 2) = Lnz j Lnz 2 Ln 三二 Ln^ - Lnz 2J3、幕函数w = z ,e-Lnz (z = 0「是复常数)(1) 为正整数,函数单值、处处解析,(2) 〉为负整数,函数单值、除去z = 0及其负实轴处处解析,4、三角函数欧拉公式 e i = c 0'S i s i n(4)除去原点和负实轴的平面内解析,1 1(Lnz) (In z): z ,z或 eJe 乂cos , s i n 二 2 2iiz _iz iz _iz定义: e +e . e -e cosz , sin z 二 2 2itan z=sin z/cosz, cot z = cosz/sin zsecz =1/cosz, cscz =1/sin z性质: 周期性、可导性、奇偶性、零点、等于实函数一样各种三角公式、求导公式照搬注: sin z, cosz 的有界性 保护成立。
复变函数总结可修改文字
tan z sin z , cot z cos z ,
cos z
sin z
sec z 1 , csc z 1 ,
cos z
sin z
4. 双曲函数
ez ez
ez ez
sinhz
, cosh z
,
2
2
tanh z sinh z , coth z cosh z ,
k 0
称为以 b 为展开中心的幂级数。其中 ak 为复常数。
幂级数的收敛圆及其收敛半径
k
对于幂级数 ak (z b)k ,必定存在一以 b 为圆心,R 为
k 0
半径的圆,在圆内该级数绝对收敛(而且在较小的圆内 一致收敛),而在圆外发散。这个圆称为该幂级数的收敛 圆,R 称为它的收敛半径。
确定幂级数的收敛半径
z rei
(1.2.14)
复数的乘幂与方根
zn z z z
zn rn (cos n i sin n )
wk
n
i 2kπ
re n
n
r [cos(
2kπ ) i sin(
n
2kπ )], n
(k 0,1, 2,, n 1)
区域
z0的去心邻域 : 点集 z 0 z z0
复变函数总结
复数的表示
1.2.1 复数的几何表示
y
P y
r
x
o
图 1.1
x
y
0
x
2kπ 0
图 1.2
复数的指数表示
定义 1.2.6 复数的指数表示 利用欧拉(Euler)公式
ei cos i sin
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n
6、计算留数的办法(m级极点)
1 d m1 Re s[ f ( z ), z0 ] lim m1 {( z z0 ) m f ( z )}. (m 1)! z z0 dz
1 1 Re s[ f ( z ), ] Re s[ 2 f ( ), 0]. z z
Fourier变换的概念
n
2 3 n z z z 6、 e z 1 z (| z | ) 2! 3! n!
(1) n z 2 n cos z , (| z | ); (2n)! n 0
偶函数,偶次幂
(1) z sin z , (| z | ).奇函数,奇次幂 n 0 (2n 1)!
柯西积分定理
若 不 解 析 , 挖 掉 奇 点转 ,化 成 小 圈 圈 上 积 。 复合闭路定理(唯一可处理多个奇点)
B、 牛 顿- 莱 布 尼 茨 公 式 : 分部积分、凑微分元 C、 处 理 闭 合 曲 线 上 , 母 分 为( z z0 ) n 1 形 式 的 积 分 :
1 f ( z) f ( z0 ) dz. 2i C z z0 n! f ( z) ( n) f ( z0 ) dz n 1 2i C ( z z0 )
n
2 n 1
7、泰勒展开
f ( z)
n 0
f
(n)
8、洛朗展开
n
( z0 ) ( z z0 ) n , | z z0 | R. n!
1 f ( ) n f ( z) d ( z z ) , R1 | z z0 | R2 . 0 n 1 C ( z ) n 2i 0
14
F ( )
f (t )e
j t
dt
f(t)的Fourier变换
1 f ( t ) F ( )e j t d 2π
F()的Fourier逆变换
Fourier变换的性质
1.线性 : f (t ) g(t ) F ( ) G( ) 2. 位移 : f ( t t 0 ) F ( )e j 0 t f ( t )e F ( 0 ) 3. 导数 : f (t ) j F ( ) 4. 积分 : f ( t )d t
2、
2i, 1 dz n ( z z0 ) 0, z z0 r
n 1, n 1(包括n 0).
处 理 积 分 的 三 大 类 方: 法 3、 A、 闭 合 曲 线 上 积 分 : 判 断 函 数 在 曲 线 上 及线 曲所 围 成 的 区 域 内 解否 析? 若解析, 0;
t
j t 0
dn n n F ( ) ( j) F [ t f ( t )] n d
1 j
F ( )
卷积
1. 2.
f1 (t ) f 2 (t )
∗ ∗
f1 ( ) f 2 (t )d
∗
∗
F f n (t ) f1 ( t ) f 2 ( t ) F1 ( ) F2 ( ) Fn ( )
3.
f (t ) (t ) f (t ).
单位脉冲函数,卷积中的单位1
应用:解方程
象原函数 (方程的解)
取Fourier逆变换
象函数
解代数方程
微分、积 分方程
取Fourier变换
象函数的 代数方程
开始
F ( s)
0
f (t )e d t
st
函数 f ( t ) 的Laplace变换式
2
1.f(z)在 z0 处可导的定义? 2.f(z)在 z0 处解析的定义? 3. f ( z ) u iv 解析的充要条件? (C-R方程? f’=? ) 4. 指数函数、对数 ?
3
积分的定义,f 连续则 f 必可积; 1、 调和函数定义,构造解 析函数.
实 数→复 数
1.表示,运算,函数,极限&连续性
2.解析函数(由导数来定义,充要性)
3.积分(定义,存在,计算,性质)
4.级数(复数列,收敛)
5.留数
1、复数的标准表示式、三角表示式、 指数表示式 2、求模,辐角的主值 3、三角不等式,直角三角形 4、共轭的性质 5、乘法、除法、求方根 6、简单(闭)曲线(Jordan) 7、函数连续的概念、充要条件
1、孤立奇点的分类 2、三类孤立奇点的性质 3、极点与零点的关系 4、无穷远点的性质 5、留数的定义(有限点处是 c1 ) 留数定理
C
f ( z)dz
2i Re s[ f ( z ), zk ] (C里面的奇点 )
k 1
n
2i Re s[ f ( z ), k ] (C外面的奇点 ).
( n 1,2,...)
总之:
先判断解析性,画图!
1、复数列收敛的充要条件(实部、虚部) 2、复数项级数收敛(绝对收敛)的充要条件 3、级数的性质:收敛圆内 解析、可逐项求导、逐项积分
n c z 4、幂级数 n ,求收敛半径的方法: n 0
比值法、根值法 5、特例:等比级数
1 z , | z | 1 1 z n 0