复变函数复习提纲
(一)复数的概念
1.加减法:若z1?x1?iy1,z2?x2?iy2,则z1?z2??x1?x2??i?y1?y2? 2.乘除法:
1.复数的概念:z?x?iy,x,y是实数, x?Re?z?,y?Im?z?.i2??1. 1)若z1?x1?iy1,z2?x2?iy2,则 注:两个复数不能比较大小. 2.复数的表示 1)模:z?x2?y2;
2)幅角:在z?0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(??,?]中的幅角。
y之间的关系如下: xy 当x?0, argz?arctan;
xz1z2??x1x2?y1y2??i?x2y1?x1y2?;
?i?2y?x?iy??xz1x?iyx?xy12121y?1?1?1?i222z2x2?iyx?i2y?2x?i2y?2x2y??2?2?yy1x22x。 122?2x2y2)若z1?z1ei?1,z2?z2ei?2, 则
z1z2?z1z2ei??1??2?;3.乘幂与方根
zi???z1?1e?12? z2z23)arg?z?与arctan1) 若z?z(cos??isin?)?zei?则zn?z(cosn??isinn?)?zein?。 2) 若z?z(cos??isin?)?zei?,则
nnny?y?0,arzg?arct?a?n??x 当x?0,?;
y?y?0,argz?arctan???x???2k???2k???z?z?cos?isin?nn??1n(k?0,1,2?n?1)(有n4)三角表示:z?z?cos??isin??,其中??argz;注:中间一定是“+”号。
5)指数表示:z?zei?,其中??argz。
个相异的值)
(三)复变函数
1.复变函数:w?f?z?,在几何上可以看作把z平面上的一个点集D变到w平面上的一个点集G的映射.
1
(二) 复数的运算
2.复初等函数
1)指数函数:ez?ex?cosy?isiny?,在z平面处处可导,处处解析;且?ez???ez。
注:ez是以2?i为周期的周期函数。(注意与实函数不同) 3) 对数函数: Lnz?lnz?i(argz?2k?)(k?0,?1,?2?)(多值函
数);
主值:lnz?lnz?iargz。(单值函数)
Lnz的每一个主值分支lnz在除去原点及负实轴的z平面内处处1解析,且?lnz???;
zez?e?zez?e?zshz?,chz?;
22shz奇函数,chz是偶函数。shz,chz在z平面内解析,且
?shz???chz,?chz???shz。
(四)解析函数的概念
1.复变函数的导数 1)点可导:f??z0?=limf?z0??z??f?z0?;
?z?z?02)区域可导: f?z?在区域内点点可导。 2.解析函数的概念
1)点解析: f?z?在z0及其z0的邻域内可导,称f?z?在z0点解析;
注:负复数也有对数存在。(与实函数不同) 3)乘幂与幂函数:ab?ebLna(a?0);zb?ebLnz(z?0)
2)区域解析: f?z?在区域内每一点解析,称f?z?在区域内解析; 3)若f(z)在z0点不解析,称z0为f?z?的奇点;
注:在除去原点及负实轴的z平面内处处解析,且?zb???bzb?1。
3.解析函数的运算法则:解析函数的和、差、积、商(除分母为零eiz?e?izeiz?e?izsinzcosz,cosz?,tgz?,ctgz?4)三角函数:sinz? 2i2coszsinz的点)仍为解析函数;解析函数的复合函数仍为解析函数;
sinz,cosz在z平面内解析,且?sinz???cosz,?cosz????sinz 注:有界性sinz?1,cosz?1不再成立;(与实函数不同)
4) 双曲函数 (这个没见考过,但记住也好)
2
(五)函数可导与解析的充要条件
1.函数可导的充要条件:f?z??u?x,y??iv?x,y?在z?x?iy可导
?u?x,y?和v?x,y?在?x,y?可微,且在?x,y? 处满足C?D条件:
?u?v?,?x?y?u?v?? ?y?x?u?v?i。 ?x?x(六)复变函数积分的概念与性质
1.
复变函数积分的概念:?f?z?dz?lim?f??k??zk,c是光滑
cn??k?1n 此时, 有f??z??2.函数解析的充要条件:f?z??u?x,y??iv?x,y?在区域内解析
曲线。
注:复变函数的积分实际是复平面上的线积分。 2.
c?u?x,y?和v?x,y?在?x,y?在D内可微,且满足C?D条件:
?u?v?,?x?y?u?v??; ?y?x?u?v?i。 ?x?x复变函数积分的性质
c此时f??z??1) ?f?z?dz????1f?z?dz (c?1与c的方向相反); 2) ?[?f?z???g?z?]dz???f?z?dz???g?z?dz,?,?是常数;
ccc注: 若u?x,y?,v?x,y?在区域D具有一阶连续偏导数,则
u?x,y?,v?x,y?在区域D内是可微的。因此在使用充要条件证明时,只要能说明u,v具有一阶连续偏导且满足C?R条件时,函数
f(z)?u?iv一定是可导或解析的。
3) 若曲线c由c1与c2连接而成,则?f?z?dz??f?z?dz??f?z?dz。
cc1c23.复变函数积分的一般计算法
1)化为线积分:?f?z?dz??udx?vdy?i?vdx?udy;(常用于理论
ccc证明)
3.函数可导与解析的判别方法
1)利用定义 (题目要求用定义,如第二章习题1) 2)利用充要条件 (函数以f?z??u?x,y??iv?x,y?形式给出,如第二章习题2)
3)利用可导或解析函数的四则运算定理。(函数f?z?是以z的形式给出,如第二章习题3)
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c2)参数方法:设曲线c: z?z?t?(??t??),其中?对应曲线c的起点,?对应曲线c的终点,则 ?f?z?dz??f[z?t?]z?(t)dt。
??(七)关于复变函数积分的重要定理与结论
1.柯西—古萨基本定理:设f?z?在单连域B内解析,c为B内任一
闭曲线,则