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复变函数中解析函数的理论分析及应用
作者:王华阁来源:《山东工业技术》2013年第08期
【摘要】本文对解析函数的概念进行分析,给出了判断函数解析性的几种方法,并通过例子对解析函数的数学应用和实际应用都进行了分析。
【关键词】解析函数;解析;复变函数
0前言
复变函数这门数学分支在数学理论和实际中都有非常强大应用性。而解析函数是复变函数特有的内容,在复变函数理论中起着重要的作用,解析函数在理论和实际中都有着广泛的应用,所以对解析函数的理论及应用进行分析有非常大的必要性。
1解析函数的概念
如果函数f(z)不仅在z0处可导,而且在z0的某个邻域内的任意一点可导,则称f(z)在z0解析。
如果f(z)在区域D内的任一点解析,则称f(z)在区域D内解析。
注:1)如果f(z)在区域D内解析,那么D内每一点都是它的内点,从而D是开区域。
2)如果说函数f(z)在闭圆盘z≤1上解析,指的是在包含该圆盘的某个区域内解析。
3)f(z)在z0解析,则f(z)在z0可导;f(z)在z0可导,则f(z)在z0不一定解析。但是f(z)在区域D内解析和可导是等价的。
4)一个解析函数不可能仅在一个点或一条曲线上解析;所有解析点的集合必为开集。
2函数解析的判定
21根据解析函数的定义判定
要考察函数在某一点的解析性,首先看函数在该点是否有定义,然后看函数在该点及其邻域内是否可导。
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例:因为f(z)z2在整个复平面上处处可导,且f(z)2z则由解析的定义知f(z)在整个复平面上解析。
22根据初等函数的解析性判定若复变数函数为初等函数,则可根据初等函数的解析性进行判定1)指数函数ez在整个复平面上解析;2)对数函数L
z的主值函数和各个分支在除去原点和负实轴外的每一点解析;3)幂函数zα,α为正整数时,幂函数在整个复平面上解析;α为负整数时,幂函数在除原点外的复平面上解析;α为既约分数、无理数、虚数时,在除去原点和负实轴的复平面上解析。4)si
z,cosz在整个复平面上解析;ta
z,cotz,secz,cscz在各自的定义域内解析5)shz,chz在整个复平面上解析。23根据定理判定定理:函数f(z)u(x,y)iv(x,y)在区域D内解析的充分必要条件是:u(x,y),v(x,y)在D内可微,并且在区域D上满足柯西黎曼方程:■■,■■定理:函数f(z)u(x,y)iv(x,y)在区域D内解析的充分条件是:ux,uy,vx,vy在D内连续,并且u(x,y),v(x,y)在区域D上满足柯r