复变函数23解读
考研复变函数知识点详解
考研复变函数知识点详解一、导数和解析函数在复变函数中，导数的定义和实数函数中的定义有所不同。
对于复变函数f(z)，如果在点z_0处存在极限：lim_(z→z_0) [f(z)-f(z_0)]/(z-z_0)那么这个极限称为函数f(z)在点z_0处的导数，记作f'(z_0)。
复变函数的导数可以表示为以下形式：f'(z)=lim_(Δz→0) [f(z+Δz)-f(z)]/Δz解析函数是指在定义域内处处可导的复变函数。
解析函数的导数满足Cauchy-Riemann方程：∂u/∂x = ∂v/∂y∂u/∂y = -∂v/∂x其中，函数f(z)=u(x,y) + iv(x,y) (u和v都是实数函数)。
当且仅当Cauchy-Riemann方程成立时，f(z)是解析函数。
二、积分与留数1. 古欧拉公式古欧拉公式是复变函数中的一个重要公式，它表达了自然对数底e 与三角函数之间的关系：e^(ix) = cos(x) + isin(x)2. 积分路径的选择复变函数中，积分路径的选择对积分结果有重要影响。
常用的积分路径有：- 直线路径：沿直线路径积分- 弧线路径：沿弧线路径积分- 闭合路径：沿闭合路径积分3. 留数定理留数定理是复变函数中的重要定理之一，它描述了在奇点处的留数与沿闭合路径的积分之间的关系：∮(f(z)dz) = 2πi∑(Res(f(z);z_k))其中，Res(f(z);z_k)表示在奇点z_k处的留数。
三、级数展开与解析延拓1. 幂级数展开在复变函数中，幂级数展开是一种重要的展开形式，它可以将复变函数表示为幂级数的形式。
其中，泰勒级数展开是一种常用的展开形式。
2. 解析延拓解析延拓是指将一个函数在定义域外进行扩展，以得到更多的函数性质或定义域。
解析延拓可以通过幂级数展开、亚纯函数等方式实现。
四、全纯函数与亚纯函数1. 全纯函数全纯函数是指在定义域内处处可导的复变函数。
全纯函数具有很多重要的性质，如导数存在、解析、无奇点等。
复变函数 全套课件
w1
8
2cos
9 16
i
sin
9 16
,
23
w2
8
2
cos
17 16
i sin 1176,
w3
8
2cos
25 16
i sin 2156.
y
w1
这四个根是内接于中
心在原点半径为8 2 的 圆的正方形的四个顶点.
w2
o
w0 x
w3
24
三、典型例题
例1 对于映射 w z 1 , 求圆周 z 2的象. z
3
三角表示法
利用直角坐标与极坐标的关系
x y
r r
cos , sin ,
复数可以表示成 z r(cos i sin )
指数表示法
利用欧拉公式 ei cos i sin ,
复数可以表示成 z rei 称为复数 z 的指数表示式.
4
方根
w
n
z
r
1 n
cos
2kπ
i sin
2kπ
n
n
6
2cos
12
i
sin
12 ,
w1
6
2cos
7 12
i sin 712,
w2
6
2cos
5 4
i
sin
5 4
.
22
例 计算 4 1 i 的值.
解
1i
2cos
4
i
sin
4
4
1
i
8
2cos 4
2k 4
i sin
4
2k
4
即
w0
8
完整版本复变函数学习知识点梳理解读
第一章 :复数与复变函数这一章主假如解说复数和复变函数的有关观点 ,大多数内容与实变函数近似 ,不难理解。
一、复数及其表示法介绍复数和几种新的表示方法 ,其实就是把表示形式变来变去 ,方便和其余的数学知识联系起来。
二、复数的运算高中知识 ,加减乘除 ,乘方开方等。
主假如用新的表示方法来解说了运算的几何意义。
三、复数形式的代数方程和平面几何图形就是把实数替代成复数 ,因为复数的性质 ,因此平面图形的方程式二元的。
四、复数域的几何模型——复球面将复平面上的点 ,一一映照到球面上 ,意义是扩大了复数域和复平面 ,就是多了一个无量远点 ,此刻还不知道有什么意义 ,猜想应当是方便将微积分的思想用到复变函数上。
五、复变函数不同于实变函数是一个或一组坐标对应一个坐标 ,复变函数是一组或多组坐标对应一组坐标 ,因此看起来仿佛是映照在另一个坐标系里。
六、复变函数的极限和连续性与实变函数的极限、连续性同样。
第二章 :分析函数这一章主要介绍分析函数这个观点 ,将实变函数中导数、初等函数等观点移植到复变函数系统中。
一、分析函数的观点介绍复变函数的导数 ,近似于实变二元函数的导数,求导法例与实变函数同样。
所谓的分析函数 ,就是函数到处可导换了个说法 ,并且只合用于复变函数。
而复变函数能够分析的条件就是 : μ对 x 与ν对 y 的偏微分相等且μ对 y 和ν对 x 的偏微分互为相反数 ,这就是柯西黎曼方程。
二、分析函数和调解函数的关系出现了新的观点:调解函数。
就是对同一个未知数的二阶偏导数互为相反数的实变函数。
而分析函数的实部函数和虚部函数都是调解函数。
而知足柯西黎曼方程的两个调解函数能够构成一个分析函数 ,而这两个调解函数互为共轭调解函数。
三、初等函数和实变函数中的初等函数形式同样,可是变量成为复数 ,因此有一些不同的性质。
第三章 :复变函数的积分这一章 ,主假如将实变函数的积分问题,在复变函数这个系统里进行了系统的转化 ,让复变函数有独立的积分系统。
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。
第一章 第三节、复变函数
2.单(多)值函数的定义: 如果z的一个值对应着一个w的值, 那末
我们称函数 f ( z )是单值的. 如果z的一个值对应着两个或两个以上
w的值, 那末我们称函数 f ( z ) 是多值的.
3.定义域和值域:
集合E 称为 f ( z )的定义集合 (定义域) ; 对应于E中所有 z 的一切 w 值所成的集合F , 称为函数值集合.（值域）
例2：考虑映射 w = αz , 其中 α ≠ 0.
解：令 其中 α = Re , z = re , w = ρ e R, θ 0是α的模和辐角，，是z的模和辐角, rθ
iθ iϕ iθ 0
显然，这个映射可以看作 ρ , ϕ 是 w的模和辐角, 是下列函数或映射的复合函数或复合映射：
ω = e z = re , w = α z = Rre = Rω , 于是 w = w( ρ , ϕ ) = ( Rr ,θ + θ 0 ). 这表示一个
ρ = Rr , ϕ = θ + θ 0 .
o
例3：考虑函数 w = z .
显然，映射
w = z = x + iy = x − iy.
y z θ -θ x
w= z
是关于实轴的对称映射
o
z
解：令 z = re , w = ρ e
ϕ
1 例4：考虑映射 w = . z iθ iϕ
则
1 1 −θ 1 w = ρe = θ = e ， 于是，＝ , ϕ = −θ . ρ re r r 其中， =| w |, ϕ = Arg w, r =| z |, θ = Arg z. ρ
| f ( z ) − A |=| (u − a ) + i (v − b) | = (u − a ) + (v − b) <| u − a | + | v − b |< ε
复变函数与积分变换试题及答案23解读
复变函数与积分变换试题与答案一、填空题：(每空3分)1. 1(•、2 i.2)的三角表达式 _________________________________________________________2. i =-bo4.幕级数a n! z n 的和函数的解析域 _____________________________________________________n z05 •分式线性函数、指数函数的映照特点分别是:6•若 L [f (t)]二 F(s),则 L [f (at b)]二二、简答题：(每题6分)1 •叙述函数f(z)在区域D 内解析的几种等价定义。
2.若Z )分别为f ⑺及g(z)的m 阶及n 阶零点，贝U g(z)在z 0具有什么性质。
f (z)3.叙述将上半平面lm(z)保形映照为单位圆盘|w 卜：1且将Z )(Im(z 0) 0)映照为w = 0的分式线性函数 w=产生的关键步骤。
Z —%三、计算题：(每题7分) 1•求f(z) =zRe(z)的解析点；z -12.求f(z)Z丄 在2”：|z|：：：3时的罗朗级数；(z-2)(z + 3)3 •求积分I =,|z|d z, C 为沿单位圆(|z|=1)的左半圆从T 到i 的曲线。
C|Z| = 1,则Z -Z o 1 -Z o Z2的拉普拉斯逆变换。
s 45s 24四、证明及解方程(每题 6分) 1.证明：J 幅dt=2感(⑷)。
'-O0t2•解方程：y'(t)°y( )d =1 , y (o )=o 。
4. 求积分砒 Z 2(z 2—9)dz。
5. 求积分sin dz,叱 z-16、求函数 (t-2)f(-2t)的傅里叶变换. 7. 求函数标准答案一、填空题： (每题3分共21分)1.丄(、2 i 、、2)的三角表达式 cos(— 2k 二)isi n( — 2k二)(k =0, _1, _2,|l()244i-(2k 5)-2. i^ e 2 3 (k =0,_1,_2川)2 若f(z)的实部、虚部均为 D 内的可微函数，且柯西一黎曼方程成立，则称f (z)为在D内的解析函数。
复变函数知识点
复变函数知识点复变函数是高等数学中的一个重要分支，它研究的是定义在复数域上的函数。
复变函数理论在物理学和工程学等领域中有广泛的应用。
本文将介绍一些复变函数的基本知识点。
一、复数与复变函数复数是由实部和虚部构成的数学对象，常用形式为a+bi，其中a和b均为实数，i为虚数单位。
复数可以进行加减乘除等运算，实部和虚部分别是复数的实部和虚部。
根据复变函数的定义，一个函数如果将复数域的数映射到复数域上的数，那么它就是一个复变函数。
例如，f(z)=z^2是一个复变函数，它将任意一个复数z映射到z的平方。
二、解析函数与全纯函数解析函数是指在其定义域上处处可导的复变函数。
全纯函数是指在其定义域上解析且导数连续的函数。
一个函数是解析函数，则表示它在定义域上的所有点处都存在导数。
对于一个复变函数f(z)，如果它在一个区域上解析，则它在这个区域上是全纯的。
解析和全纯函数有着重要的性质，如洛朗级数展开和辐角原理等。
三、复变函数的积分复变函数的积分是计算复平面上路径围成的面积。
复变函数的积分可以通过路径积分的方式进行计算。
考虑一个复变函数f(z)，如果在一条路径C上，f(z)的积分与路径C无关，那么f(z)在路径C所包围的区域上的积分就是0。
这个性质称为Cauchy积分定理。
四、级数展开与留数定理复变函数可以用幂级数表示。
一个函数可以被表示为无穷级数的形式，这种展开方式称为级数展开。
留数定理是计算复变函数积分的一个重要方法。
在计算某些特定积分时，可以通过计算函数在其奇点处的留数来简化计算。
五、解析延拓与边值问题解析延拓指的是通过已知函数的解析域外的信息，将函数延拓到更大的解析域上。
解析延拓可以帮助求解边值问题，即在边界上已知函数的一些信息，求解函数在整个区域上的取值。
六、共角线性与保角映射共角线性是指复平面上三个点按照一定的比例取共角线。
复变函数的保角映射可以保持共角线性。
保角映射是复变函数理论中重要的概念。
它在物理学中的流体力学、电学、热学等方面有着广泛的应用。
复变函数的概念
一、复变函数的概念
2. 复变函数与实值函数的关系
设z=x+iy , w=u+vi与之，则 w=f(z)可写作 w=u+vi=f(x+yi)=u(x , y)+i v(x , y)
其中 u(x , y)与 v(x , y)为实值函数。比较上式的实部 和虚部可得到： u=u(x , y) , v= v(x , y)。
一、复变函数的概念
1.复变函数的定义
设D为给定的平面点集，若对于D中每一个复数 z=x+yi ，按照某一确定的法则 f ，总有确定的一个或 几个复数w=u+vi与之对应，则称f 是定义在D上的复变 函数（复变数w是复变数 z的函数），简称复变函数， 记作 w=f(z) 。
其中 z 称为自变量， w 称为因变量，点集D 称为函 数的定义域。
v0
.
三、复变函数的连续性
1. 复变函数连续的定义
设 f (z) 在点 z0 的某邻域内有定义 ，若
lim
zz0
f (z)
f (z0)
则称 f (z) 在 z0 处连续。
若 f (z)在区域D 内每一个点都连续，则称函数 f (z) 在区域D内连续。
三、复变函数的连续性
2. 连续的复变函数的性质
x2
y
y2
二、复变函数的极限
1. 复变函数的极限的定义
设 f (z) 在点 z0 的某去心邻域内有定义，若对任
意给定的正数ε（无论它多么小）总存在正数δ，
当复数 z 满足 0 | z z0 | 时，对应的函数值
f (z) 都有
| f (z) A |
则称复常数 A 为函数 f (z) 在当 zz0 时的极限。 记作 lim f (z) A 或 f (z) A (z z0 )
复变函数知识点总结
复变函数知识点总结复变函数是数学中重要的概念，它在分析学、微分几何、数学物理等领域都有着广泛的应用。
本文将对复变函数的基本概念、性质和常见定理进行总结，希望能够帮助读者更好地理解和掌握复变函数的相关知识。
1. 复数与复变函数。
复数是由实部和虚部组成的数，通常表示为z=x+iy，其中x为实部，y为虚部，i为虚数单位，满足i^2=-1。
复数可以用平面上的点来表示，称为复平面，实部x对应横坐标，虚部y对应纵坐标。
复变函数是定义在复平面上的函数，通常表示为f(z)，其中z为复数变量。
2. 复变函数的导数与解析函数。
与实变函数类似，复变函数也有导数的概念，称为复导数。
如果一个函数在某点处可导，并且在该点的邻域内处处可导，那么称该函数在该邻域内解析。
解析函数具有很多良好的性质，比如在其定义域内可以展开成幂级数。
3. 共轭与调和函数。
对于复数z=x+iy，其共轭复数定义为z的实部不变，虚部取相反数，记为z=x-iy。
对于复变函数f(z)，如果它满足柯西-黎曼方程，即满足一阶偏导数存在且连续，并且满足偏导数的连续性条件，那么称f(z)为调和函数。
4. 柯西-黎曼方程与全纯函数。
柯西-黎曼方程是复变函数理论中的重要定理，它建立了解析函数与调和函数之间的联系。
柯西-黎曼方程指出，如果复变函数f(z)=u(x,y)+iv(x,y)在某点处可导，那么它满足柯西-黎曼方程，即u和v满足一阶偏导数的连续性条件。
满足柯西-黎曼方程的函数称为全纯函数，也称为解析函数。
5. 柯西积分定理与留数定理。
柯西积分定理是复变函数理论中的重要定理之一，它指出如果f(z)在闭合区域内解析，并且沿着闭合区域的边界进行积分，那么积分结果为0。
留数定理是计算闭合曲线积分的重要方法，它将积分结果与函数在奇点处的留数联系起来，从而简化了积分的计算。
6. 应用领域。
复变函数在物理学、工程学、经济学等领域都有着重要的应用，比如在电路分析中的传输线理论、振动理论中的阻尼比计算、流体力学中的势流与涡流等方面都需要用到复变函数的知识。
复变函数知识点总结pdf
复变函数知识点总结pdf复变函数知识点总结pdf是一份非常重要的文献，它涵盖了许多数学领域的知识点。
本文为大家详细说明了复变函数的一些重要知识点。
1.复变函数的基础知识在复变函数的学习中，首先要掌握的是复数和复平面的知识。
在笛卡尔平面中，复数可以表示为(x, y)，而在复平面中，复数可表示为z=x+yi，其中i为虚数单位，满足i²=-1。
2.复变函数的解析性复变函数一般表示为f(z)=u(x, y)+iv(x, y)，其中u和v是实函数。
在复平面中，如果一个函数在某一点处可导，则称该函数在该点处解析。
如果一函数在某一点处不可导，则称其不解析。
解析性是使用复变函数求解各种问题的基础，令它的应用广泛。
3.单值函数和多值函数在实数域中，正弦函数和余弦函数在一个周期内是单值函数。
然而在复变函数中，正弦函数和余弦函数在复平面中是多值函数。
为了解决这一问题，引入了复平面上的分支点、导入复平面上的割缝等进行处理。
4.共形映射共形映射是指一个复变函数在整个复平面上都是单射的，它将直线保持为直线，并保持所谓的角的大小不变。
由于它具有这些性质，所以它常常被应用于储存在一种几何意义下的问题的解法中。
5.复积分复变函数中的复积分与实变函数中的有许多相似之处，但它们之间还是存在很多不同。
例如，由于复变函数是二维的，因此涉及到复平面环境，所以复盘積分必须遵循平凡的或把握组成元素的库题结构。
总的来说，复变函数的知识点繁多，需要日积月累的学习和积累，随着时间的推移，掌握复变函数的技能和知识将越来越重要。
以上就是本文章对于“复变函数知识点总结pdf”的总结，希望能够帮到大家。
复变函数重要知识点总结
03 复变函数的级数与幂级数展开
幂级数展开
幂级数展开是复变函数的一种表示方法，它将一个复数函数表示为一个无 穷级数。
幂级数展开在复变函数中具有广泛的应用，例如在求解微分方程、积分方 程以及研究函数的性质等方面。
幂级数展开的收敛性是一个重要的问题，它涉及到级数的收敛范围和条件 。
洛朗兹级数展开
01
勒让德函数
01
勒让德函数是一种在复数域上的特殊函数， 它经常用于解决物理和工程问题。
03
02
勒让德函数分为两种类型：P型和Q型，每 种类型都有其特定的定义和性质。
勒让德函数的定义基于勒让德方程，该方程 是一个二阶线性常微分方程。
04
勒让德函数具有一些重要的性质，如正交性 、积分表示、零点和无穷大行为等。
洛朗兹级数展开是复变函数的一种特殊形式的幂级数展 开，它在研究函数的奇异点和分支点等方面具有重要作 用。
02
洛朗兹级数展开可以用来求解某些具有特定性质的复数 函数的积分和微分方程。
03
洛朗兹级数展开的收敛性和奇异性是一个重要的研究课 题，它涉及到级数的收敛范围和条件以及函数的奇异性 。
欧拉公式与双曲函数
复变函数在物理中的应用
波动方程
复变函数用于描述波动现象，如 电磁波、声波等。波动方程的解 是复变函数，描述了波的传播和
变化。
电路分析
在电路分析中，电压和电流可以用 复变函数表示，从而简化计算和分 析。
量子力学
在量子力学中，波函数通常可以表 示为复变函数，描述微观粒子的状 态和行为。
复变函数在工程中的应用
欧拉公式是复变函数中的一个基本公 式，它将三角函数与复数运算联系起 来，从而将实数域上的三角函数扩展 到复数域上。
复变函数知识点
复变函数知识点复变函数是指定义在复数域上的函数。
复变函数的研究对象是复平面上的点，即复数。
复变函数具有很多独特的性质和特点，其知识点主要包括以下内容。
一、复数的定义和性质复数由实数和虚数单位i组合而成，通常用z=a+bi来表示，其中a和b分别为实数部分和虚数部分。
复数具有加法、减法、乘法、除法等运算规则，同时满足交换律、结合律等性质。
复数还可以表示为三角形式（z=r(cosθ + isinθ)），这使得复数的运算更加方便。
二、复变函数的定义和基本性质复变函数是指将复数域上的数映射到复数域上的函数。
复变函数具有实变函数的所有性质，包括连续性、可导性、可积性等。
此外，复变函数还有一些独特的性质，如解析性（即可导）、全纯性（即处处解析）等。
三、复变函数的级数展开复变函数可以用无穷级数的形式来表示。
最常见的是泰勒级数展开和劳伦特级数展开。
泰勒级数展开将一个复变函数在某一点的邻域上近似为一个无穷多项式，而劳伦特级数展开则考虑到函数在某一点可能有奇点的情况。
四、复变函数的奇点和留数奇点是指复变函数在某点处不解析的情况。
常见的奇点类型有可去奇点、极点和本性奇点等。
留数是计算奇点处残差的一种方法，它在复积分、积分曲线闭合和复变函数的解析延拓等方面发挥重要作用。
五、复变函数的应用复变函数在数学和物理学中有广泛的应用。
在数学中，复变函数可以用于解析几何、微分方程、积分变换等领域。
在物理学中，复变函数可用于电磁场的计算、量子力学的描述等方面。
综上所述，复变函数是定义在复数域上的函数，具有独特的性质和特点。
对复变函数的研究涉及复数的定义和性质、复变函数的定义和基本性质、复变函数的级数展开、复变函数的奇点和留数以及复变函数的应用等知识点。
通过深入理解和应用这些知识点，我们能更全面地认识和研究复变函数的性质和应用。
复变函数2.2,2.3
1 n 1 Lna n
(因子 n 个) (因子 n 个)
e
1 ln a n
arg a 2k arg a 2k i sin cos n n
24
arg a 2k n arg a 2k a cos i sin a, n n
e z 是一个周期函数，即多 对一函数。
10
(5) lim e 不存在. ( z lim e , z lim e 0 ) x x
z
z
z
z
这些性质表明复变函数的指数函数保留了实的指数
函数的全部优点. 证明 (1) 当x 为实数时，e x 0, 故当 z x iy 时，
因为 Ln2 ln 2 2ki ,
所以 Ln2 的主值就是 ln2.
因为 Ln( 1) ln 1 iArg ( 1) ( 2k 1)i ( k为整数) 所以 Ln( 1) 的主值就是 i .
注意: 在实变函数中, 负数无对数, 而复变数对 数函数是实变数对数函数的拓广.
x
顾
2 n
x x 1 x 2! n!
3 5 2 m 1
x x x m 1 sin x x (1) 3! 5! (2m 1)!
x x 2m x cos x 1 (1) 2! 4! (2m)!
8
2
4
2m
e
x
即 a b e bLna .
b
注意:
由于 Lna ln a i (arg a 2k) 是多值的, 因而 a b 也是多值的.
(1) 当 b 为整数时, a e
b bLna
e
复变函数第二章 解析函数
f (z)在点z0处可导, 称此极限值为f (z)在z0的导数，
dw 记作 f ' ( z0 ) dz
z z0
f ( z 0 z ) f ( z 0 ) lim z 0 z
记作 z f 1 ( w ) 当反函数单值时z f 1 [ f ( z )] z E 一般z f 1[ f ( z )]) (
当 函数(映 射)w f ( z )和 其反 函数 逆 映射) ( z ( w )都 是单 值的 ， 则 称函 数 射)w f ( z ) (映 是 一一 对应 的。
2. 映射的概念
——复变函数的几何意义
在几何上， w=f(z)可以看作：
z E ( z平面) w f w G ( w平面）的映射变换). (z) (
定义域 y
值域
称w为z的象，而 称为w的原象。 z
(z)
w=f(z) v
(w)
G
z
o
E
w=f(z)
w
x
o
u
•复变函数的几何意义是一个映射（变换）
z z0 z z0
f ( z ) lim f ( z ) A z z0 lim ( lim g ( z ) 0) z z0 g ( z ) lim g ( z ) z z0 B
z z0
以上定理用极限定义证!
例1 证明w x 2 y i ( x y 2 )在平面上处处有极限 .
( z z )2 z 2 lim z 0 z
lim ( 2 z z ) 2z .
复变函数知识点梳理解读
复变函数知识点梳理解读复变函数作为数学分析中的一个重要分支，其应用范围非常广泛。
从物理学、工程学到经济学、金融学，复变函数都有着广泛的应用。
本文将围绕复变函数的基本概念、性质、运算、级数展开论述，并提出一些具体的应用实例。
一、基本概念1. 复数复数是由实数和虚数构成的一种数，常见形式为a+bi（其中a、b为实数，i为虚数单位）。
复数具有很强的解析性质，因此在物理学、工程学等领域中有重要的应用。
2. 复变函数复变函数是一种以复数为自变量，输出为复数的函数。
复变函数有着不同于实变函数的特殊性质，因此在数学和其他学科中都有着广泛的应用。
3. 复平面复平面是为了便于对复变函数进行可视化而引入的一个概念。
它是由实部和虚部作为坐标轴的平面。
在复平面上，复数a+bi对应着平面上的一个点(x,y)，其中x为实部，y为虚部。
二、性质1. 连续与可导性与实函数不同的是，复变函数的连续性与可导性是一对紧密联系的性质。
准确地说，连续、可导、解析是复变函数的递进性质。
一个复变函数在一个区域内解析，则其在该区域内具有无数次可导性。
2. 共轭与模长复数a+bi的共轭是a-bi，而其模长是sqrt(a^2+b^2)。
复变函数的共轭和模长有着重要作用。
实际上，共轭在大量的运算和变换中都有着广泛应用。
而模长则有着很好的几何意义，这种几何意义被广泛应用于电磁学、物理学等领域。
三、运算1. 基本运算对复数进行基本的四则运算与实数相似。
不同之处在于，运算中要特别注意实部与虚部的相互关系。
例如，两个复数相加时，它们的实部相加，虚部相加。
而两个复数相乘时，它们的模长相乘，幅角相加。
2. 洛朗展开洛朗展开是一个复变函数在复平面上展开的一种形式。
它将一个复变函数在原点附近展开成一系列幂函数与幂函数的分数，因此可应用于数值计算和图形绘制等方面。
四、级数展开1. 泰勒级数泰勒级数是一个复变函数在某个点处展开成一系列幂函数的形式。
它在数学和物理学中都有着广泛应用。
复变函数解读课件
幂级数展开式的应用
幂级数展开式在数学、物理、工程等 领域有广泛的应用，如求解微分方程、
研究函数的奇点和极点等。
洛朗兹级数展开式
洛朗兹级数展开式的定义
01
将复变函数表示为洛朗兹函数的无穷级数形式，可以用于研究
函数的局部行为和性质。
洛朗兹级数展开式的收敛性
02
洛朗兹级数展开式在一定条件下收敛，收敛条件决定了函数的
解析函数的性 质
在解析区域内，解析函数具有无限次 可微性，且满足柯西-黎曼条件。
全纯函数的性质
全纯函数
如果一个复数函数在某个区域内有定义，并且在该区域内可微，则称该函数为全纯函数。
全纯函数的性质
全纯函数具有零点孤立性、增长性、最大值最小值定理等性质。
共轭函数与解析函数的判别
共轭函数
如果一个复数函数的共轭复数也满足解析函 数的条件，则称该函数为共轭函数。
复数的性质
复数具有加法、减法、乘法和除法等 运算性质，满足交换律、结合律和分 配律等基本运算规则。
复数的几何意 义
1 2
3
复平面
复数可以用几何图形表示，通常在直角坐标系中，实部表示 为横轴，虚部表示为纵轴，形成一个二维平面称为复平面。
点的表示
每个复数$z=a+bi$在复平面上对应一个点$(a,b)$。
连续性的性质
连续性具有传递性、局部性等性质，并且满足中值定理。
一致连续与一致收敛
一致连续是指函数在整个定义域上具有连续性，而一致收敛则是 指函数序列在无穷远点处的极限存在。
一致连续与一致收敛
01
一致连续的定义
如果对于任意给定的正数$varepsilon$，存在正数$delta$，使得当两
复变函数重点知识点总结
复变函数重点知识点总结复变函数是数学分析中的一门重要课程，主要研究复数域上的函数。
复变函数具有许多特殊性质和重要应用，在数学、物理学等领域有广泛的运用。
以下是复变函数的一些重点知识点总结。
1.复变函数的定义及运算法则：-复变函数是定义在复数域上的函数，可以表示为f(z)=u(x,y)+i*v(x,y)，其中z=x+i*y为复数，u(x,y)和v(x,y)为实函数，分别称为f的实部和虚部。
-复变函数的加法、减法、乘法和除法运算法则与实数类似，可以进行复数的加减乘除运算。
-复变函数可以表示为级数形式，如幂级数、三角级数等。
2.复变函数的解析性：- 解析函数是指在其定义域内可导的函数，复变函数的解析性与其实部和虚部的连续性及Cauchy-Riemann条件密切相关。
- Cauchy-Riemann条件是解析函数必须满足的条件，即函数的实部和虚部的偏导数满足一定的关系。
-如果一个复变函数在其定义域内解析，则其在该域内无穷次可导，并且导数处处存在。
3.高阶导数及全纯函数：-复变函数的高阶导数可以通过对复变函数的导数进行重复求导得到。
-如果一个复变函数在其定义域内高阶导数均存在，则称该函数为全纯函数。
-全纯函数具有许多优良性质，如解析、无奇点等。
4. 路径积分及Cauchy定理：-路径积分是指沿着一条曲线对复变函数进行积分的操作，复变函数的路径积分与路径无关。
- Cauchy定理是复分析中的重要定理之一，它指出如果一个函数在一个简单连通区域内解析，那么它在该区域中的曲线积分等于零。
5.解析延拓及解析函数的唯一性定理：-解析延拓是指将一个函数的定义域扩展到更大的区域上，使得该函数在扩展后的区域内解析。
-解析函数的唯一性定理是指如果两个解析函数在一些区域内相等，那么它们在该区域内处处相等。
-解析函数的唯一性定理是复分析中的一个重要定理，它可以用于证明解析函数的存在性、奇点的性质等。
6.高阶亚纯函数及留数计算：-亚纯函数是指解析函数和有限阶极点函数的叠加，亚纯函数可以表示为f(z)=P(z)+Q(z)，其中P(z)为解析函数，Q(z)为有限阶极点函数。
复变函数与积分变换23
根据指数函数的定义，我们有 eiy cos y i sin y, eiy cos y i sin y
从而可得
cos y eiy eiy , sin y eiy eiy
2
2i
借助指数函数与三角函数的这种关系，将实变函数的三角余弦、
三角正弦函数推广到复变数的情形. 定义
eiz eiz
2) sinz 是奇函数，cosz 是偶函数.
eiz eiz sin(z)
eiz eiz
sin z
2i
2i
cos( z) eiz eiz cos z 2
三角函数
3) 关于正弦与余弦的一些三角恒等式仍成立. 如
sin(z1 z2 ) sin z1 cos z2 cos z1 sin z2 cos(z1 z2 ) cos z1 cos z2 sin z1 sin z2 cos2 z sin2 z 1
比如，tan z 与 cot z 均是以 为周期的周期函数，且 tan z在除 z k
的点外在复平面上处处解析，k
2
为正切函数的奇点. 而 k (k 0,1,2,
)
2
为余切函数的奇点.
复变三角正弦、余弦函数的定义
复变三角正弦、余弦函数的性质
复变三角正切、余切、正割、余 割等函数的定义及性质
6)
使 sinz
=
0
的点为 z
k， 使 cosz = 0 的点为 z
k
.
2
参见2.8节 例4
7) 有界性不再成立. 事实上，设 z = iy，则
ei(iy ) e i(iy ) cos iy
ey ey
,
ey ey sin iy
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如：从原点起割破负实轴， (z)
2k k ( z ) 2k , k 0,1,2,3 当n 4时，
14
k的辐角的范围为： 2k
2k , k 0,1,2,3 4 4 4 4
2k 2k Tk : , k 0,1,, n 1 n n n n 为z n的单叶性区域的一种分法, 且z n
将每个Tk映为z平面上除去原点及负实轴的区域.
6
特别地：
注：
区域T 是z 的单叶性区域
n
2 k 1 T , 对2， | 2 || 1 |,arg 2 arg 1 , n k 1,2, , n 1, 则2 T .
0 ( z ) 2
从原点起割破正实轴，
第二章
解析函数
1
一、根式函数
1.幂函数的单叶性区域
定义1、规定根式函数 ＝ z为幂函数z 的
n n
反函数. 对z 0, ,
n z n | z |e
arg z 2 k i n
( k 0,1,2,, n 1)
n值函数
当z 0时， 0; 当z 时， ;
k n | z |e
k ( z )
4
i
,
2k k ( z ) 2k , k 0,1,2,3
9
取：
2k 2k Tk : , k 0,1,2,3 4 2 4
k ( z )
4 i
k n | z |e
,
2k k ( z ) 2 2k , k 0,1,2,3
10
定理：给定z n的单叶性区域的一种分 法Tk ( k 0,1,, n 1)得到的n个单值分支函数
k ( n z )k皆为定义在z平面上除原点及连接原
点与无穷远点的一条广义简单曲线外的区域上的解 析函数.
d k 1 1 ( n z )k 且： n 1 dz dz n nz d k 1 n d z 1 n 1 或 z dz n 这里n z指的是n z的某一个特定的单值分支.
2 顶点在原点，张角不超 过 的角形域都是 n n z 的单叶性区域 .
7
2、分出 n z的单值解析分支 n (1)从z 的反函数入手 给出z n的单叶性区域的一种分法， Tk ( k 0,1,, ( n 1)).
考虑z n， Tk的反函数： k ( n z )k ( k 0,1,, ( n 1))为 n z的n个单值分支函数 ,
这n个单值函数都定义于Tk 在z n下的象 集上，即为一个除去原点及连接原点和无穷原点 的一条广义简单曲线外的区域.
8
注：给出的单叶性区域的分法不同，得到的单值 分支函数不同.
例：＝4 z
取：
2k 2k Tk : , k 0,1,2,3 4 4 4 4
原点和一条从原点到无穷原点的广义简单曲线 外的区域. 】
5
(2)一般地：对任意的 0 2 T : 0 0 都是z n的单叶性区域 . n 2k 2 2k Tk : 0 0 , k 0,1,, n 1 n n n 为z n的单叶性区域的一种分法.
都映为z平面上除去原点及正实轴的区域，此为 z n的单叶性区域的一种分法.
4
一般地：
【注：
区域列Tk 是函数z 的单叶性区域的一种
n
分法
（1）每个Tk 都是z n的单叶性区域； （2）Tk 互不相交；
（4）每个Tk 经过z 都映为平面上除
n
（3）Tk 都加上同一端的边界正 好填满整个z平面；
2是确定的，取z1的辐角值为 2。于是在G
内z的辐角就被惟一限定了.
13
在G内我们可得：
k ( z )k | z |e
n n
( z ) 2 k
n
i
, k 0,1,2,n 1, z G
称为n z的n个单值解析分支.
当k固定时， k 就是n z的第k个单值解析分支 .
2
定义2
设 f ( z ), z D.若对z1 , z2 D且z1 z2 ,
有f ( z1 ) f ( z2 ), 则称f ( z )在D内是单叶的，并且 称区域D为f ( z )的单叶性区域 .
显然，D到G的单叶满变换 f ( z )是D到G 的一一变换. 于是， f ( z ), z D存在单值反函数 .
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限制辐角：
用一条连接0与的广义简单曲线将z平面 割破，割破了的z平面构成了一个以此割线为 边界的区域G . z0 G, 指定z0的一个辐角 1，则z1 G
作一条连接 z0，z1的简单曲线 G,当
z从z0沿连续的变动到z1时，z的辐角从 1 连续的变动到 2，由于不能绕原点一周，故
寻找z n的单叶性区域：
设 e i , z rei , 则由z n得
3
r n , n 2 (1) T : 0 是z n的一个单叶性区域 n 且z n将T映为z平面上除去原点与正实 轴
的区域.
2k 2 2k Tk : , k 0,1,, n 1 n n n 为z n的n个单叶性区域，且z n将每个区域
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(2)从 n z本身入手
对上例，为什么在复平面上同一个z，函数值会 落在T0 , T1 , T2 , T3 , 而在T0考虑z 4的反函数时， 却是单值的了？
（1）由于的辐角的不确定性.
(2)z的辐角已经被限制了 .
所以，可以用限制辐角 的方法来分出 ＝n z 的单值解析分支 .