复变函数课件.

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第四章复变函数的级数演示精品PPT课件

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(1) 当 0 时, 收敛半径 R ;
形式上可以记为
(2)

时,
R
收1敛半径
R 0;
(3)
当0
时,
收敛半径
R
1.
证明:由于
为数列, 记为n.
定义4.1 设 n是数列, a ib 是常数.
如果e >0, 存在正整数N, 使得当n>N 时, 不等式
n e 成立, 则称当n时, an收敛于 ,
或称 是n的极限, 记作
lim
n
n
.
复数列收敛与实数列收敛的关系
定理一
lim
n
n
的充分必要条件是
lim
n
an
a,
lim
cnzn 发散.
n0
• z0
2 收敛圆与收敛半径
定理3.由6 (Abel定理), 幂若级级数数 ccnnzznn在收z敛1 情0 况有三种: n00
处收敛(1,) 则对当所有z 的z1正时实, 数级都数 收 敛cnz. n 绝对收敛; n0 级数在复平面内绝对收敛.
若级数(2)n对0 cn所zn 有在的z2 正处发实散数,都则发当散z. z2 时, 级数
因此,幂级数 cn(z z0 )n的收敛范围是 n0
以 z z0为中心的圆域.
问题:幂级数在收敛圆周上的敛散性如何?
事实上, 幂级数在收敛圆周上敛散性的讨 论比较复杂, 没有一般的结论, 要对具体级数
进行具体分析.
例 1 求级数 zn 的收敛半径与和函数.

n0
z 1
lim zn 0
n
级数 zn 发散.
fn(z) f1(z) f2(z)
n1

复变函数入门 1ppt课件

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3. 两复数的商:
z1 z2
x1 x2 x22
y1 y2 y22
i
x2 y1 x22
x1 y2 y22
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
.
注解:
➢ 复数的减法运算是加法运算的逆运算
➢ 复数的除法运算是乘法运算的逆运算
➢ 复数的四则运算与实数的四则运算保持一致
7
定理: 全体复数关于上述运算做成一个数域.
称为复数域,用C表示.即
复数的四则运算满足以下运算律 ①加法交换律 z1 z2 z2 z1 ②加法结合律 z1 (z2 z3) (z1 z2 ) z3 ③乘法交换律 z1 z2 z2 z1 ④乘法结合律 z1 (z2 z3) (z1 z2 ) z3 ⑤乘法对加法的分配律
面上的点向量oz 表示.
o
x
x
18
结论:
两个复数的加减法运算与相应的向量的 加减法运算一致.
y
z2
z1 z2
y
z2
z1
o
z1
x
o
x
z1 z2
z2
19
附录: 向Hamilton 学习
Hamilton.William Rowan(威廉.罗万.哈 密儿顿,1805——1865)爵士,无 疑是使爱尔兰人在数学领域中享有 盛益的最伟大的人物,同时也是有 名望的物理学家和天文学家。他 1805年生于都柏林,除了短时间外 出访问外,一生都是在这里度过 的。他才一岁时,被委托给一位叔 叔教育,这位叔叔的热心在于给他 侧重语言上的教育,不久之后,他 就成了孤儿。Hamilton是个神童,3 岁时能阅读英文,5岁时能阅读、
以上各式证明略.
10
例3 将下列复数表示为 x iy 的形式.

复变函数论第三版PPT课件

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导数的性质
导数具有线性、可加性、可乘性和链式法则等性质。这些性质在计算复杂函数 的导数时非常有用。
导数的计算方法
基本初等函数的导数
隐函数的导数
对于常数、幂函数、指数函数、三角 函数等基本初等函数,其导数都有固 定的公式可以查询和使用。
如果一个函数$F(x, y) = 0$,我们可 以通过对$F$求关于$x$或$y$的偏导 数来找到隐函数的导数。
傅里叶级数与傅里叶变换
傅里叶级数
将周期函数表示为无穷级数,通过正 弦和余弦函数的线性组合来逼近原函 数。
傅里叶变换
将函数从时间域转换到频率域,通过 积分形式实现。
傅里叶变换的性质与应用
线性性质
若 $f(t)$ 和 $g(t)$ 是 可傅里叶变换的,$a, b$ 是常数,则 $af(t) + bg(t)$ 也可进行傅里叶 变换。
复数的几何意义
复数可以用平面上的点来 表示,实部为横坐标,虚 部为纵坐标。
复数的运算
复数可以进行加法、减法、 乘法和除法等运算,满足 交换律、结合律和分配律。
02 复数与复变函数
复数及其运算
复数
由实部和虚部构成的数, 表示为 a + bi,其中 a 和 b 是实数,i 是虚数单位。
复数的运算
加法、减法、乘法和除法 等。
共轭复数
如果一个复数的虚部变号, 则得到该复数的共轭复数。
复变函数及其定义域
复变函数
从复平面到复平面的映射。
定义域
复变函数的输入值的集合。
单值函数和多值函数
根据定义域和值域的关系进行分类。
复变函数的极限与连续性
极限
描述函数值随自变量变化的行为。
连续性
函数在某一点处的极限值等于该 点的函数值。

高等数学《复变函数》课件 1

高等数学《复变函数》课件 1

n r, n 2k (k Z )
n
z
n
i 2k
re n
(k 0,1,2,, n 1)
即:
n
z
z
1 arg z 2k
arg z 2k
n [cos(
) i sin(
)]
n
n
(k 0 , 1 , 2 , , n 1)
10
例1 若 z 1 3i , 求 Re(z), Im( z), 和zz i 1i
3i
则 | z | 2,
arg z 5
6
z
2[cos(
5
)
i
s in(
5
)]
2e
5 6
i
6
6
7
二、复数的运算
1、复数的代数形式的四则运算
设 复 数 z1 x1 iy1, z2 x2 iy2
(1) z1 z2 x1 x2 i( y1 y2 )
(2) z1 z2 x1 x2 y1 y2 i( x2 y1 x1 y2 )
如果G中的点z被映射w=f(z)映射成G*中的
点w,那么w称为z的象(映象),而z 称为w的
原象。
19
一般地,映射w=f(z)
(1)将z 平面上的点映射成w 平面上的点;
例如 映射 w z 将z平面上的点z a ib 映射成w平面上的点w a ib。
z 平面 y
w平面 wz
v
• a ib
复变函数
• 复变函数与解析函数 • 复变函数的积分 • 复变函数的级数与留数定理
1
第11章 复变函数与解析函数
11.1 复数及其运算 11.2 复变函数 11.3 解析函数 11.4 初等函数

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敛问题.
而由实数项级数 an 和 bn收敛的必要条件
n 1 n 1


lim an 0和 lim bn 0,
n n
立即可得 lim a n 0, 从而推出复数项级数
n
a 收敛的必要条件是 lim a
n 1 n n

n
0.
8
定义: 如果 | a n | 收敛, 则称级数 a n 绝对收敛.
f ( z )


n 1
nc n ( z - a ) n - 1
28
3) f(z)在收敛圆内可以逐项积分, 即
f ( z ) d z c ( z - a)
C n 0 n C

n
d z , C | z - a | R


z
a
cn n 1 f (z ) d z ( z - a) n 1 n 0
3
推论:若实数列{an}与{bn}中有一个发散, 则复数列{αn}一定发散。 例1. 下列数列是否收?如果收敛,求出 其极限.
1 n 1 (1)a n (1 ) in sin ; n n n ( 2)a n ( -1) i cos in; (3)a n p=3>1, 所以原级数在收敛圆上是处 处收敛的.
23
cn 1 n lim lim 1 n n 1 2) n cn , 即 R=1.
在收敛圆|z-1|=1 上, 当 z=0 时, 原级数成为
1 (-1) n n 1
n
, 级数收敛; 当 z=2 时, 原级数成为
cnz n 这是 ,
n 0

(4.1.4)的形式, 为了方便, 今后常就(4.1.4)讨论

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(iii) f (z) cn (z z0 )n n
有无穷多个负幂次项,称z=z0为~~本~~性~~奇~~点。
3. 性质
若z0为f (z)的可去奇点
f (z) cn(z z0 )n
n0
lim z z0
f (z) c0
补充定义:f (z0 ) c0 f (z)在z0解析.
若z0为f (z)的m (m 1) 级极点
----z=1为孤立奇点
f
(z)
1 sin
1
z
----z=0及z=1/n (n = 1 , 2 ,…)都是它的奇点
但 lim 1 0, 在z 0不论多么小的去心
n n
y
邻域内,总有f (z)的奇点存在,
故z
0不

1 sin
1
z
的孤立奇点。
这说明奇点未
o
x
必是孤立的。
2. 分类
以下将f (z)在孤立奇点的邻域内展成洛朗级数,根 据展开式的不同情况,将孤立点进行分类。考察:
(1 ez )'
ez
z i ( 2k 1)
z i ( 2k 1)
[cos (2k 1) i sin (2k 1)] 0
zk i(2k 1) (k 0,1,2,)是1 ez的一级零点
综合 z i为f (z)的二级极点; zk i(2k 1) (k 1,2,)为f (z)的 一 级 极 点.

f (m)(z0 ) m!
c0
0
必要性得证!
充分性略!
例如 z 0与z 1均为f (z) z(z 1)3的零点。 又f '(z) (z 1)3 3z(z 1)2
f "(z) 6(z 1)2 6z(z 1)

复变函数第三版课件第一章

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3
二、复数的三角不等式
关于两个复数 z1与z2
的和与差的模,有下列不等式:
(1) | z1 z2 || z1 | | z2 | (2) | z1 z2 ||| z1 | | z2 ||
(3) | z1 z2 || z1 | | z2 | (4) | z1 z2 ||| z1 | | z2 ||
§1.1 复数 §1.2 复数的表示
§1.1复数
(Complex number)
一、复数的概念 二、复数的四则运算
三、复平面
一. 复数的概念
对任意两实数x、y ,称 z=x+iy为复数。 其中 i 2 1 , i称为虚单位。
复数z 的实部 Re(z) = x ; 虚部 Im(z) = y . 设复数 z1 x1 iy1 z2 x2 iy2 则z1 z2 x1 x2 , y1 y2 (表示的唯一性)
(3)z
z1 z2
x1x2 y1 y2 | z2 |2
i
x2 y1 x1 y2 | z2 |2
例如 (3 2i) (2 3i)
(z2 0)
复数的运算满足如下交换律、结合律、
分配律。
(1) z1 z2 z2 z1
z1z3 z2z1;
(2) (z1 z2 ) z3 z1 (z2 z3 ) z1(z2z3 ) (z1z2 )z3;
n
n
当k 0,1,2,.n 1时, w有n个互不相同的值:
w
1
zn
n
r
i
e
2k
n
n r[cos(1 2k ) i sin( 1 2k )]
n
n
其中r=|z|,θ=argz.
k 0, 1, 2,, n 1

复变函数 全套课件

复变函数  全套课件
不存 . 在
证 (一) 令zxiy, 则f(z) x , x2y2
u(x,y) x , v(x,y)0, x2y2
当 z沿直 y线 kx 趋于, 零时
lim u(x,y)lim x lim x
x0 ykx
x0 ykx
x2y2
x0 x2 (kx)2
29
lim x
1 ,
x0 x2(1k2)
1 k2
随k值的变化而变, 化
2
s i n 2 z c o s 2 z 1 ,但 s i n z ,c o s z 不 是 有 界 函 数 .
n
n
(k 0 ,1 ,2 , ,n 1 ) 在几何 ,n z的 上 n个值就是以原 ,n r点 为为 半中 径 的圆的内 n边 接形 正 n个 的顶. 点
单连通域与多连通域
从几何上看,单连通域就是无洞、无割痕 的域.
5
复变函数的概念
复变w与 函 自数 变 z之 量 间的 wf(关 z) 系 相当于两 : 个关系式
《复变函数》
第一讲 复数及其代数运算
两复数相等当且仅当它们的实部和虚 部分别相等.
复数 z 等于0当且仅当它的实部和虚部 同时等于0. 说明 两个数如果都是实数,可以比较它们的 大小, 如果不全是实数, 就不能比较大小, 也就 是说, 复数不能比较大小.
2
辐角的主值
在 z ( 0 )的,辐 把 角 π 满 0 π 中 的 足 0 称 A z 为 的 r,g 记 主 0 作 a 值 z .rg
设 zxiy,
x y 2 ii x y 2 i,化简后得 yx.
(2)Im(iz)4
设 zxiy,
i z x ( 1 y )i,Ii m z ) 1 ( y 4 ,
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§3.解析函数在无穷远点的性质
定义: 如果函数 f (z)在无穷远点 z= 的去心邻域
R<|z|<内解析, 称点为 f (z)的孤立奇点.
1 作变换 w 把扩充z平面上的去心邻域 R<|z|<+ z 1 0 | w | . 映射成扩充w平面上原点的去心邻域: R
又 f ( z ) f ( 1 ) j ( w) .这样, 我们可把在去心邻域R<|z|<+
且可设:f ( z ) cn z n(0 | z | ) (5.14)于是有
n 0
定理5.10 若 f ( z ) 为一整函数,则 (1) z 为的可去奇点的充要条件是f ( z )为常数; (2) z 为 f ( z )的 m 级极点的充要条件是f ( z ) 是一 个m次多项式. (3) z 为的本性奇点的充要条件是(5.14)有无穷 多个 cn不等于零.(这样的整函数称为超越整函数)
tan
1 z k 1 k 2
k 0,1,2,为本性奇点
z 0为非孤立奇点;
§4.整函数与亚纯函数的概念

4.1 整函数
4.2 亚纯函数
4.1 整函数
定义:在整个复平面上解析的函数称为整函数。
设f ( z)为一整函数,则 f ( z)只以z 为孤立奇点,
(证略)
定义 5.7 非有理函数的亚纯函数称为超越亚纯 函数。 亚纯函数可以表示成两个整函数的商,也可以 表示成部分分式(有理函数式)。
无穷大来决定.
2 3 . f ( z ) ( z 2)( z 1). z 为唯一奇点:阶极点 例题1
z 1 z
1 z
例题2 f ( z ) e
. z 0与均为本性奇点 .
f ( z ) 1 为f ( z )的可去奇点 . . lim z
例题3 f cos z 都是超越整函数.
2.亚纯函数
定义5.6 在复平面上除极点外无其他类型奇点的单值 解析函数称为亚纯函数.(也可以没有奇点) 亚纯函数族 是较整函数族更一般的函数族。最简单的有极点的亚 纯函数是有理(分式)函数,也就是两个多项式之商. 定理5.11函数 f ( z )为有理函数 f ( z )在扩充复平面 上除极点(和可去奇点)外没有其它类型的奇点。
1 对f (z)的研究变为在0 | w | 内对j (w)的研究.显然j (w) R 1 在 0 | w | 内解析, 所以w=0是孤立奇点. R
w
lim f z limj w f (z)在无穷远点 z= 的奇点类型
z w0
等价于j (w)在w=0的奇点类型。故:
z 为f ( z )的奇点类型完全可以 w 0为j(w) 的奇点类型来定义 .见P204定义5.5
几个等价定理:P205-206
定理5.3 定理5.4 定理5.5 定理5.6
注:z=是f (z)的可去奇点, 极点或本性奇点, 完全看极限
lim f ( z ) 是否存在(有限值), 为无穷大或即不存在又不是 z
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