第四章解析函数的级数表示优秀PPT.ppt

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1、第四章解析函第四章解析函数的数的级数表示数表示第一页，本课件共有55页参考用书参考用书 复变函数与积分变换复变函数与积分变换,华中科技大学数学系华中科技大学数学系,高等教育出版社高等教育出版社,2003.6,2003.6 复变函数与积分变换学习辅导与习题全解复变函数与积分变换学习辅导与习题全解,华中科大华中科大,高等教育出版高等教育出版社社 复变函数复变函数,西安交通大学高等数学教研室西安交通大学高等数学教研室,高等教育出版社高等教育出版社,1996.5,1996.5 2022/12/52第二页，本课件共有55页 目目 录录第二章第二章 解析函数解析函数第三章第三章 复变函数的积分复变函数的积

2、分第四章第四章 解析函数的级数表示解析函数的级数表示第五章第五章 留数及其应用留数及其应用第六章第六章 傅立叶变换傅立叶变换第七章第七章 拉普拉斯变换拉普拉斯变换第一章第一章 复数与复变函数复数与复变函数2022/12/53第三页，本课件共有55页 第四章 解析函数的级数表解析函数的级数表示示 本章的主要内容是：复数项级数和复变函数项级数的一些基本概念和性质；重点介绍复变函数项级数中的幂级数和由正、负整次幂项所组成的洛朗级数.关于复数项级数和复变函数项级数的某些概念和定理都是实数范围内的相应的内容在复数范围内的直接推广，因此，在学习中结合高等数学中无穷级数部分的复习，并在对此中进行学习2022

3、/12/54第四页，本课件共有55页 第四章 解析函数的级数表解析函数的级数表示示 4.1 复数项级数4.2 复变函数项级数4.3 泰勒级数4.4 洛朗级数本章小结v 思考题2022/12/55第五页，本课件共有55页第一节 复数项级数一、复数列极限一、复数列极限 定义：定理1：2022/12/56第六页，本课件共有55页证明：必要性 充分性 2022/12/57第七页，本课件共有55页例1解：2022/12/58第八页，本课件共有55页2022/12/59第九页，本课件共有55页定义：例1解：二、复数项级数的概念二、复数项级数的概念 2022/12/510第十页，本课件共有55页定理2：证明

4、：定理3：2022/12/511第十一页，本课件共有55页定理3：证明：2022/12/512第十二页，本课件共有55页说明：例2下列级数是否收敛？是否绝对收敛？解：2022/12/513第十三页，本课件共有55页第二节第二节 复变函数项级数复变函数项级数一、复变函数项级数一、复变函数项级数 定义：称表达式：称为级数的部分和 2022/12/514第十四页，本课件共有55页二、幂级数二、幂级数 1幂级数概念 定义：形如 2022/12/515第十五页，本课件共有55页定理1：（阿贝尔定理）阿贝尔定理告诉我们:2022/12/516第十六页，本课件共有55页证明：充分性用反证可以证明（略）必要性

5、 2022/12/517第十七页，本课件共有55页2收敛圆与收敛半径 定义：注意：2022/12/518第十八页，本课件共有55页例1解：幂级数的部分和 故级数发散.2022/12/519第十九页，本课件共有55页3收敛半径的求法 定理2：（比值法）证明：2022/12/520第二十页，本课件共有55页定理3：（根值法）例1求下列幂级数的收敛半径 解：2022/12/521第二十一页，本课件共有55页所以不能直接用公式 用比较审敛法:2022/12/522第二十二页，本课件共有55页4幂级数的运算和性质（1）幂级数的代数运算 2022/12/523第二十三页，本课件共有55页2022/12/5

6、24第二十四页，本课件共有55页（2）复合运算 这个运算具有广泛的应用，常用来将函数展为幂级数 例2解：2022/12/525第二十五页，本课件共有55页（3）幂级数和函数的性质 定理4：逐项求导、逐项积分 2022/12/526第二十六页，本课件共有55页例3试求给定幂级数在收敛圆内的和函数 解：2022/12/527第二十七页，本课件共有55页第三节第三节 泰勒级数泰勒级数 前面已讨论了已知幂级数，如何求收敛圆、和函数，并且知道和函数在它的收敛圆内是一个解析函数，下面研究与此相反的问题：即任何一个解析函数是否能用幂级数来表示？2022/12/528第二十八页，本课件共有55页 2022/1

7、2/529第二十九页，本课件共有55页2022/12/530第三十页，本课件共有55页定理5：2022/12/531第三十一页，本课件共有55页说明：由此可见解析函数展开成幂级数的结果就是泰勒级数，即展开式是唯一的 2022/12/532第三十二页，本课件共有55页一、利用直接法将函数展开成幂级数一、利用直接法将函数展开成幂级数 例1解：2022/12/533第三十三页，本课件共有55页二、利用间接展开法将函数展开成幂级数二、利用间接展开法将函数展开成幂级数 借助于已知函数的展开式，利用幂级数的运算性质和分析性质，以唯一性为理论依据得到函数的泰勒展开式 2022/12/534第三十四页，本课件

8、共有55页例2解：例3解：2022/12/535第三十五页，本课件共有55页例4解：例42022/12/536第三十六页，本课件共有55页三、将函数展成的幂级数三、将函数展成的幂级数 例5解：2022/12/537第三十七页，本课件共有55页例6解：2022/12/538第三十八页，本课件共有55页例7解：2022/12/539第三十九页，本课件共有55页第四节第四节 洛朗级数洛朗级数 2022/12/540第四十页，本课件共有55页2022/12/541第四十一页，本课件共有55页2022/12/542第四十二页，本课件共有55页2022/12/543第四十三页，本课件共有55页一、直接展开

9、法一、直接展开法 定理6（洛朗定理）证明：证明：2022/12/544第四十四页，本课件共有55页2022/12/545第四十五页，本课件共有55页2022/12/546第四十六页，本课件共有55页2022/12/547第四十七页，本课件共有55页2022/12/548第四十八页，本课件共有55页例1解：-直接展开法2022/12/549第四十九页，本课件共有55页证明：2022/12/550第五十页，本课件共有55页二、间接展开法二、间接展开法 根据由正、负整次幂项组成的级数的唯一性，可通过代数运算、变量代换、函数求导、积分等方法将函数展开，这种方法称为间接展开法 例2解：2022/12/551第五十一页，本课件共有55页例3解：2022/12/552第五十二页，本课件共有55页2022/12/553第五十三页，本课件共有55页例4解：例5解：2022/12/554第五十四页，本课件共有55页2022/12/555第五十五页，本课件共有55页