- •Комплексні числа. Алгебраїчна, геометрична, тригонометрична і показникова форми запису комплексного числа. Дії над комплексними числами
- •Послідовності і ряди комплексних чисел. Степеневий ряд
- •Функції із с в с. Границя, неперервність
- •Похідна функції комплексної змінної. Умови диференційованості
- •Геометричний зміст модуля і аргументи похідної комплексної функції
- •Означення аналітичної функції. Поняття Конформного відображення
- •Лінійна функція
- •Дробово-лінійна функція
- •Функція жуковського
- •Степенева функція. Поверхня римана
- •Показникова функція комплексної змінної
- •Тригонометричні функції
- •Логарифмічна функція. Точка розгалудження
- •Радикал. Загальна степенева функція
- •Обернені тригонометричні функції
- •Інтеграл від функції комплексної змінної по кусочно-гладкому контуру
- •Теорема коші
- •Невизначений інтеграл. Формула ньютона-лейбніца
- •Формула коші. Принцип максимума модуля
- •Цілі функції. Теорема Ліувіля. Основна теорема алгебри
- •Розкладання функції в ряд Тейлора. Оцінка коефіцієнтів степеневого ряду
- •Нулі аналітичної функції. Ізольованість нулів. Теорема єдиності
- •Аналітичне продовження. Елементарні функції як аналітичні продовження
- •Розкладання аналітичної функції в ряд Лорана
- •Класифікація ізольованих особливих точок. Нескінченно віддалена особлива точка. Критерій особливої точки, яка усувається
- •Критерій полюса
- •Теорема Сохоцького-Вейєрштрасса
- •Раціональні і міроморфні функції
- •Означення ЛишкА. Обчислення лишків
- •Основна теорема теорії лишків
- •Застосування теореми лишків до обчислення визначених інтегралів
- •Зразки розв'язування задач з теорії функцій комплексної змінної
- •Контрольні роботи Денна форма навчання. 4 курс, 8 семестр Контрольна робота №1
- •Контрольна робота №2
- •Контрольна робота з теорії функції комплексної змінної для студентів 4 курсу (заочна форма навчання)
- •Література
Цілі функції. Теорема Ліувіля. Основна теорема алгебри
Означення: Аналітична на всій комплексній площині функція називається цілою функцією.
Теорема
(Ліувіля).
Нехай
-
ціла функція, а її модуль обмежений,
тоді ця функція – константа.
Доведення [3, с.173], [2, с.225].
Приклад.
-
ціла функція і
,
отже
-
необмежений, тобто існуєz
такий, що
.
Застосування теореми Ліувіля є основною теоремою алгебри:
Всякий многочлен
має хоча б один нуль.
Доведення слідує з того, що
якщо нулів немає, то функція
має обмежений модуль і є цілою, не буде
константою. Це протиречить теоремі
Ліувіля. Отже, припущення щодо відсутності
нуля – невірне.
Розкладання функції в ряд Тейлора. Оцінка коефіцієнтів степеневого ряду
Теорема.
Функція
,
аналітична в середині кола
розкладається в цьому колі в степеневий
ряд:
.
Коефіцієнти
визначаються по формулі
або
,
деl-
будь-який кусочно-гладкий замкнений
контур, який повністю належить колу та
знаходиться навколо точки
.
Ряд визначений однозначно.
Доведення теореми див. [2, с.225], [1,с.64].
Нехай
аналітична в колі
.
Приймемо за
-
будь-яка окружність з центром в точці
,
що цілком лежить в колі
,
і через
-
максимум модуля
на колі
,
тоді для коефіцієнтів ряду Тейлора
вірна оцінка
,
які носять назву нерівність Коші.
Приклад.
Розкласти в ряд
для
.
Розв’язання.
![]()
Вправи.
Розкласти в ряд Тейлора в
=0
функції:


![]()
![]()
![]()

Нулі аналітичної функції. Ізольованість нулів. Теорема єдиності
Означення.
Нехай
аналітична в області
.
Точка
називається нулем
,
якщо
.
Нехай
розкладається в околі
в ряд
,
тоді якщо
– нуль
,
то
.
Якщо
,
– називається нулем порядку k.
Якщо
-
нуль
порядкуk,
то
,
де
-
аналітична функція в околі
і
не є нулем функції
.
Теорема.
Нехай
аналітична в області
і обертається в нуль в різноманітних
точках
. Якщо послідовність
сходиться до
,
в області
.
Доведення теореми див. [2. с.263], [1, с.72].
Наслідок 1. Нулі аналітичних функцій – ізольовані точки.
Наслідок 2.
Нехай
аналітична в області
,
тоді в будь-якій обмеженій замкненій
підобласті
функція
має скінчене число нулів.
Наслідок з теореми являє собою теорему єдиності:
Нехай
і
аналітичні в
.
Якщо в
існує деяка підпослідовність різноманітних
точок
,
що сходиться до деякої точки
,
в яких
і
співпадають, то![]()
в
.
З теореми єдиності легко отримати:
Наслідок 1:
Якщо
і
аналітичні в
і співпадають на деякій кривій, що
належить
,
то![]()
.
Наслідок 2:
Якщо
,
аналітичні в
,
відповідно і
,
область така, що
,
то існує єдина аналітична функція
Приклад.
Визначити нулі та їх порядок
.
Розв’язання:
Нулями є точки
.
Покажемо, що нулі мають порядок 1. Дійсно,
для нуля
,
та
,
тобто 3і – нуль першого порядку. Аналогічно
для
.
Вправи.
Знайти порядок нуля z=0 для функцій:

Аналітичне продовження. Елементарні функції як аналітичні продовження
Нехай
аналітична в
та
.
Розкладемо
в степеневий ряд в околі точки
:
.
Тоді можливі два випадки:
1) радіус збіжності ряду не
більший відстані від
до границі області
.
В цьому випадку розклад не
виводить первісну аналітичну функцію
за межі області
.
2) радіус збіжності ряду
більший за відстань від
до границі
Нехай
– коло збіжності ряду,
та
,
причому аналітична функція
,
що задана рядом в
співпадає з
в середині
,
тобто говорять, що
є аналітичним продовженням
в
.
Причому, за теоремою про єдиність, це
продовження єдине. Міркуючи аналогічно
для деяких
і т.д. отримаємо аналогічне продовження
вздовж ланцюга
.
Будуючи різноманітні ланцюги областей,
що виходять за
,
ми отримаємо аналітичне продовження
на область, що містить
.
Означення.
Функція F(z),
отримана шляхом аналітичного продовження
вздовж різноманітних ланцюгів, що
виходять з області
,
первинного задання
,
називається повним аналітичним
продовженням функції
.
Розглянемо ряди
.
Степеневі ряди сходяться по
всій
-
площині. Крім цього,
,
-
задані по всій площині і є аналітичними,
причому,
,
для
і по теоремі єдиності![]()
,
тобто
,
-
аналітичні продовження
,
з дійсної осі.
Більш детально див. [1, 2, 3].
