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数学物理方法第一章解析函数1.4初等函数
1.4 初等解析函数
二、初等多值函数
例1 讨论
w ( z a)( z b) 的支点
y
za
1
1.4 初等解析函数
答:支点为a,b
a oΒιβλιοθήκη z z b2b
x
思考: 函数 w 3 z 2 4 z 2 1 是几值函数? 有何支点?
答:6值,支点
1,2,
二、初等多值函数
2.对数函数
(1)定义
若z
1.4 初等解析函数
主值支: ln z ln z i arg z , 0 arg z 2
ew
则
w Lnz
(2)多值性的体现 z的幅角和w的虚部的对应关系 (3)支点 0 , (4)单值分枝 Lnz ln z i(arg z 2k ) , k 0,1,2,
Q( z) 0
1.4 初等解析函数
一、初等单值函数
1. 幂函数(图)
w z
3
一、初等单值函数
2.指数函数 (1)定义
1.4 初等解析函数
w e z e x iy e x (cos y i sin y)
复平面
z1 z2 z1 z 2
(2)解析区域
z
(3)与实函数相同的性质
(5)支割线 (6)黎曼面 (7)解析性 (8)性质 连接 0 , 割开z平面的线 无穷多叶 每一单值支均解析
Ln( z1 z2 ) Lnz1 Lnz2 Ln( z1 z2 ) Lnz1 Lnz2
二、初等多值函数
2.对数函数(图) 问:
1.4 初等解析函数
Lnz Lnz ? 2Lnz N Ln( z z )? Lnz Lnz ? 0 N
多值函数的支点一定是函数的奇点。
z
r
c1
二、初等多值函数
1.4 初等解析函数
z(二) 3
z(一)
W2
W1
二、初等多值函数
1.4 初等解析函数
z(二)
4
z(一) 2 0
W1 W2 W1
2
二、初等多值函数
根式函数(图)
1.4 初等解析函数
w3 z :
二、初等多值函数
黎曼面
1.4 初等解析函数
w z : 支点为 z 0, ;一阶。
则记 w n z 称根式函数
#
(n 2,3,) (2)多值性的体现 体现在z 的 幅角与w 的幅角的对应关系上
z
(3)支点
当变量绕其一周时函数值会改变的点
绕其 n 周后函数值还原的支点为n-1阶支点
(4)单值分支 限制z的变化范围得到的若干单值函数 c2 (5)支割线 连接支点割开z平面的线 (6)黎曼面 互相交叠的若干叶z平面 (7)解析性 每一单值支均解析
(2)解析区域 复平面 (除分母为0外) (3)与实函数相同性质
(4)新性质
(sin z )' cos z, (cos z )' sin z sin( z1 z2 ) sin z1 cos z2 cos z1 sin z2
sin z 和 cos z 可大于任何正数
#
一、初等单值函数
3. 三角函数(图)
1.4 初等解析函数
w sin z
w cos z
一、初等单值函数
4. 双曲函数
(1)定义
1.4 初等解析函数
e z e z e z e z sinh z , cosh z 2 2 sinh z cosh z tanh z , coth z , cosh z sinh z 1 1 sec hz , csc h z cosh z sinh z
§1.4 初等解析函数
一、初等单值函数
1. 幂函数
(1)定义
w z (n 0, 1, 2,)
n
(2)解析区域
除了z=0的复平面。
(3)与实函数相同的性质
z z z
m n
m n
;
(4)新性质 P( z ) a0 a1 z a2 z 2 an z n w (an , bm 0) 2 m Q( z ) b0 b1 z b2 z bm z
小结
一、初等单值函数
n
1.4 初等解析函数
w z (n 0, 1, 2,) z x iy x w e e e (cos y i sin y)
e z e z e z e z sinh z , cosh z 2 2 sinh z coth z tanh z , coth z , cosh z sinh z 1 1 sec hz , csc h z cosh z sinh z
eiz e iz eiz e iz sin z , cos z 2i 2 sin z cos z 1 1 tan z , cot z , sec , csc cos z sin z cos z sin z
二、初等多值函数
1.根式函数 若 w
n
小结
1.4 初等解析函数
z
则记 w n z 称根式函数
则
2.对数函数 若 z e w 概念:
(1)支点 (2)单值分枝 (3)支割线 (4)里曼面 (5)解析性
w Lnz
主值支: ln z ln z i arg z , 0 arg z 2
当变量绕其一周时函数值会改变的点
绕其 n 周后函数值还原的支点为n-1阶支点
e 0; e e e
(4)新性质
;
e
z i 2 kπ
e (k 0, 1, 2, )
z
e
z
的实部不一定大于0
#
一、初等单值函数
2.指数函数(图)
1.4 初等解析函数
we
z
一、初等单值函数
3. 三角函数
1.4 初等解析函数
eiz e iz eiz e iz , cos z (1)定义 sin z 2i 2 sin z cos z 1 1 tan z , cot z , sec , csc cos z sin z cos z sin z
限制z的变化范围得到的若干单值函数
连接支点割开z平面的线 互相交叠的若干叶z平面 每一单值支均解析
z=cplxgrid(30); cplxmap(z,z.^2); colorbar('vert'); title('z^2')
本节作业
1.4 初等解析函数
习题1.4
6(2);7(3)
(2)解析区域
复平面
(3)与实函数相同的性质 cosh 2 z sinh 2 z 1;
一、初等单值函数
1.4 初等解析函数
初等单值函数与相应实函数的定义 在形式上相同;
在其定义域内均解析; 除具有某些新性质外具有与相应实 函数所具有的性质。
二、初等多值函数
1.根式函数 n 若 (1)定义 w