复变函数课件5-习题.pptx

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1、复变函数课件5-习题目录复数与复变函数复变函数的极限与连续性复变函数的积分幂级数与泰勒级数复变函数的幂级数展开式与洛朗兹级数展开式01复数与复变函数010203复数由实部和虚部构成的数，表示为$z=a+bi$，其中$a$是实部，$b$是虚部，$i$是虚数单位，满足$i2=-1$。实数在复数中，如果虚部为0，则该复数为实数。虚数在复数中，如果实部为0，则该复数为虚数。复数的概念按照实部和虚部分别相加的原则进行。按照实部和虚部分别相减的原则进行。按照分配律和结合律进行，即$(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i$。通过乘以共轭复数的方法进行，即$fraca+bic+di=fra

2、c(a+bi)(c-di)(c+di)(c-di)$。加法减法乘法除法复数的运算函数$f(z)$的定义域是指所有使$f(z)$有意义的$z$的集合。定义域函数$f(z)$的值域是指函数所有可能取值的集合。值域对于定义域内的每一个$z$，函数$f(z)$只有一个值与之对应。单值函数对于定义域内的每一个$z$，函数$f(z)$可能有两个或更多的值与之对应。多值函数复变函数的概念02复变函数的极限与连续性复变函数的极限是指当自变量趋于某一点时，函数值的趋近方式。极限的定义极限的性质极限的计算极限具有唯一性、有界性、局部有界性、局部有界性等性质。通过计算自变量趋于某一点时的函数值，可以求得复变函数的极

3、限。030201复变函数的极限如果当自变量在某一点附近的小范围内变化时，函数值也相应地做有限变化，则称函数在该点连续。连续性的定义连续函数具有连续性、可积性、可微性等性质。连续性的性质通过判断函数在某一点处的极限是否等于函数值，可以判定函数的连续性。连续性的判定复变函数的连续性如果函数在某一点的导数存在，则称该函数在该点可微。可微性的定义可微函数具有连续性、可积性、可导性等性质。可微性的性质通过判断函数在某一点的导数是否存在，可以判定函数的可微性。可微性的判定复变函数的可微性03复变函数的积分 复变函数的积分定义积分起点和终点在复平面上，选择一个起点和一个终点，并计算函数在起点和终点之间的线段

4、上的积分。积分路径积分路径可以是任意形状的闭合曲线，也可以是直线段或圆弧。积分值根据积分路径的形状和函数的形式，计算出积分值。应用范围柯西积分公式适用于解析函数在某个区域内的积分计算。公式形式如果函数f(z)在包含原点的区域D内解析，且z_0不属于D，那么对于D内的任意点z，有f(z)=1/2i(z_0z)f(t)/(t-z)dt。注意事项使用柯西积分公式时，需要确保函数在区域内是解析的，且积分路径可以任意选择，但必须不经过区域内的任何奇点。柯西积分公式如果一个复变函数在其定义域内处处可导，则称该函数为解析函数。如果f(z)是一个解析函数，那么它可以在其定义域内表示为某个实数范围内的实函数的积

5、分形式。即f(z)=(ab)f(t)dt+c，其中a和b是实数，c是常数。解析函数的积分表示积分表示解析函数04幂级数与泰勒级数将函数表示为无穷级数的形式，即$f(z)=a_0+a_1(z-z_0)+a_2(z-z_0)2+cdots$，其中$a_0,a_1,a_2,ldots$是常数。幂级数展开式幂级数的收敛域是指使得级数收敛的$z$的取值范围。收敛域的确定需要考虑各项系数的性质和级数的收敛条件。收敛域幂级数展开式在复变函数中有着广泛的应用，例如求解函数的积分、求函数的极限、研究函数的性质等。应用幂级数展开式泰勒级数展开式将函数表示为带有导数项的无穷级数，即$f(z)=f(z_0)+f(z_

6、0)(z-z_0)+fracf(z_0)2!(z-z_0)2+cdots$，其中$f(z_0),f(z_0),ldots$是函数在$z_0$处的导数值。收敛域泰勒级数的收敛域通常比幂级数更广泛，但也受到一些限制条件，例如需要考虑奇点、分支点等。应用泰勒级数展开式在复变函数中也有着重要的应用，例如求解函数的积分、研究函数的性质、分析函数的极限等。泰勒级数展开式将函数表示为带有积分项的无穷级数，即$f(z)=int_abf(t)(z-t)-1dt$，其中$a,b$是常数，$f(t)$是已知函数。洛朗兹级数展开式洛朗兹级数的收敛域取决于已知函数$f(t)$的性质和积分路径。在某些条件下，洛朗兹级数可

7、能只在复平面的某个区域内收敛。收敛域洛朗兹级数展开式在复变函数中也有一定的应用，例如求解某些特殊函数的积分、研究函数的性质等。应用洛朗兹级数展开式05复变函数的幂级数展开式与洛朗兹级数展开式幂级数展开式可以用来逼近复杂的函数，通过选取适当的幂级数，可以近似表示任意复变函数。函数逼近对于一些在特定区域内解析的函数，幂级数展开式可以用来进行解析延拓，扩展函数的定义域。解析延拓利用幂级数展开式，可以将复杂的积分转化为易于计算的级数求和，简化计算过程。积分计算幂级数展开式的应用奇点分析通过分析洛朗兹级数的系数，可以确定函数的奇点位置和性质，有助于理解函数的性质。函数分解对于一些难以直接分解的函数，洛朗兹级数展开式可以提供一种有效的分解方法。函数表示洛朗兹级数展开式可以用来表示复杂的函数，特别是那些在复平面上有多个极点的函数。洛朗兹级数展开式的应用03计算复杂性幂级数展开式的计算相对简单，而洛朗兹级数展开式的计算较为复杂，需要更多的计算资源。01适用范围幂级数展开式适用于具有多项极点的函数，而洛朗兹级数展开式则更适合具有单一极点的函数。02逼近精度对于相同的函数，幂级数展开式的逼近精度通常高于洛朗兹级数展开式。幂级数与洛朗兹级数的比较谢谢聆听