复变函数柯西积分总结

第三章复变函数的积分

能力要求

●会通过转化成两个实变函数第一型曲线积分的方法来计算复变函数的积分。

●知道复变函数积分的四条性质，特别注意前三条线性性质。

●知道在什么时候可以用实变函数中的牛顿——莱布尼茨公式计算复变函数

积分。

●会用柯西积分公式和高阶导数公式(n=1,2,……) 计算积分。

●会用复合闭路原理和闭路变形原理简化积分计算。

●会判定一个复变函数是不是某一区域D内的调和函数。

●会用偏积分法和不定积分法求共轭调和函数。

重点知识点讲解

一、复变函数积分的基本计算法

复变函数的积分是转化成实变函数的第一型曲线积分来计算的，因此我们要先回顾第一型曲线积分的计算步骤。

例题：沿计算积分的值

第一步：化参数

积分路径是一条抛物线，它在复平面上的方程是，则。

第二步：把原积分式中的x、y和dz都代掉。注意积分上下限的变化。

二、积分的性质

最重要的是积分的线性性质（书P74性质前三条），第四条估值不等式能力要求稍高。

三、用性质、定理计算积分

、定理回顾

柯西-古萨基本定理

如果函数在单连通域B 内处处解析，那么函数沿B 内任何一条封闭曲线C 域B 内处处解析，那么函数沿B 内任何一条封闭曲线C 的积分为零。

关键词：处处解析 封闭曲线 积分为零

注意：该定理中的C 可以不是简单曲线。

闭路变形原理

在区域内的一个解析函数沿闭曲线的积分，不因曲线在区域内作连续变形而改变它的值，只要在变形过程中曲线不经过函数不解析的点。

关键词：解析函数 连续变形 不经过不解析点

基本定理的推广——复合闭路定理

设C 为多连通域D 内的一条简单闭曲线，C1，C2，……，Cn 是在C 内部的简单闭曲线，它们互不包含也互不相交，并且以C ，C1，C2，……，Cn 为边界的区域全含于D 。如果在D 内解析，那么

i)，其中C 及C k 均取正方向；

ii) 积分路径为C 及C k 所组成的符合闭路，C 取逆时针，C k 取顺时针。 复合闭路定理告诉了我们被积函数在积分路径所围区域内存在奇点的情况下积分的计算方法：围绕每个奇点画一个小圆作为积分路径，把原积分拆成多个积分的和。虽然书上那一部分要求我们用73页上的那个结果，但其实我们完全可以用后面的柯西积分公式和高阶导数公式来解决，那是更具一般性的。

柯西积分公式

如果在区域D 内处处解析，C 为D 内的任何一条正向简单闭曲线，它的内处解析，C 为D 内的任何一条正向简单闭曲线，它的内部完全含于D ，为C 内的任一点，那么 |⎰-=C dz z z z f i z f 0

0)(21)(π 关键词：处处解析 正向简单闭曲线

柯西积分公式的功效是把一个复变函数的积分和它在积分路径所围区域内

话的次序不可颠倒！

接下来重点讲共轭调和函数的两种求法。

1、偏积分法

求解过程（以知v求u为例）：

①求出和

②由柯西-黎曼方程中的得到，这就是偏积分。当然，也可以用，对y求偏积分。

③代入，确定。求积分过程中出现的常数c则要根据题给信息确定。

2、不定积分法

求解过程：

①根据复变函数在某一点处的导数公式（见P42）写出的导数表达式。

②把它还原成z的函数，得到与。

③将它们对z积分，即得到

当已知实部时可用上一式，已知虚部时可用下一式。

题目讲解

1、，C为正向圆周|z|=2.

解：

柯西积分公式

2、求

高阶导数公式

3、求

解：

高阶导数公式